750kV GIS中隔离开关取消合分闸电阻可行性研究

文中以西安南750 kV GIS电站为工程背景,研究取消750 kV GIS中隔离开关分合闸电阻的可行性。依据西安南750 kV GIS结构和电气接线选取了7种典型的运行方式,建立了ATP-EMTP仿真计算模型,分别对不同方式下隔离开关进行分合闸操作,研究分析各设备节点的电压幅值。对幅值较高的电压波形进行幅频分析,对过电压及VFTO进行绝缘配合校验。计算结果表明:取消隔离开关分合闸电阻后,不同接线方式下操作隔离开关时,进线套管、与被操作隔离开关相邻的断路器、与之连接在同一母线上且与之相邻的隔离开关上的过电压幅值较高,但均未超过设备的雷电耐受电压。因此可以得出结论:从绝缘配合的角度,750 kV GIS中隔离开关分合闸电阻可以取消。     

超/特高压交流滤波器断路器特殊的运行工况及其结构设计要求

介绍了AFC断路器特殊的运行工况关合和开断过程,为适应其要求,提出了与一般线路操作保护用断路器不同的特殊的灭弧室结构设计要求,即通过并联均压电阻改善灭弧室两断口电位分布以提高产品内、外绝缘可靠性,为减轻合闸涌流对开关触头的烧损和限制它产生电磁震荡对电网设备安全的危害,提出了开关合闸电阻的特殊设计。为开发适于交流滤波器操作用的断路器提供了设计方向。     

快速暂态过电压对断路器中并联电容的影响

某550kVGIS中由于隔离开关操作故障,引起了断路器并联电容器爆炸。为找出该事故的原因,利用Fortran语言和MATLAB软件详细计算该电站GIS内部的快速暂态过电压(VFTO),分析了VFTO对断路器中并联电容的危害,并讨论了断路器中合闸电阻对VFTO的影响。结果表明,VFTO在双断口断路器的两个并联电容上的幅值有差异,并且在隔离开关操作过程中,并联电容上受到了热击穿的威胁,这也是造成此次事故的主要原因。同时研究结果还表明断路器中的合闸电阻可以抑制VFTO的幅值,缩小VFTO的频率范围。     

换流站中GIS典型故障分析

针对换流站GIS 设备运行情况,以江陵换流站和宜都换流站为例,深入分析了550 kV GIS 设备的典型故障：断路器合闸电阻故障、断路器均压电容故障、隔离开关操作机构故障、隔离开关绝缘拉杆故障、电流互感器局部过热、气室内含杂质导致放电、三相电流不平衡、气室渗漏,并提出了相应的解决办法,可为今后GIS设备同类问题的处理提供参考。     

3/2隔离开关(双断口)母线环形接线研究与应用分析

针对双母线接线开关元件偏多的问题,受3/2断路器接线启发,本文提出3/2隔离开关母线环形接线.在双母线接线的气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备扩建中,做交流耐压试验时要停双母线,本文引入双断口隔离开关,即采用一种全新的3/2隔离开关(双断口)母线环形接线,实现原运行线路不停电扩建.     

分段电阻电弧模型下快速暂态过电压仿真及其对断路器中并联电容器的影响

超高压与特高压输电系统中,GIS及其相连设备容易受到操作隔离开关所引起的快速暂态过电压(VFTO)造成的绝缘威胁,而在VFTO的计算过程中,GIS设备模型的选取直接影响计算结果的准确程度,其中隔离开关的电弧模型尤为重要.首先从GIS本体结构出发,根据分布参数理论与电弧的动态物理过程,以及目前常用的两种电弧模型,提出了分段式电阻电弧模型,并结合某550kV GIS实际线路,利用Fortran语言和Matlab软件详细计算了三种电弧模型下GIS内部的VFTO,结果表明分段电阻电弧模型能够准确地模拟隔离开关电弧的物理过程,对于VFTO的数值计算与特性分析是实用的.其次,针对上述550kV GIS中由于隔离开关操作故障引起断路器并联电容器爆炸的事故,研究了断路器内部VFTO的分布情况,结果表明VFTO在双断口断路器两个并联电容上的分布存在差异,长时间的VFTO作用下,并联电容受到了热击穿的威胁.     

1100 kV GIS断路器合闸电阻故障检测及分析

断路器的合闸电阻能够有效抑制合闸涌流以及操作过电压,对电网的稳定运行起着重要作用,合闸电阻一旦出现故障,无法正确投入或退出,将会造成巨大的设备和安全事故。由于1 100 k V GIS断路器为多断口结构,断口间的配合时序偏差以及各触头弹跳因素的干扰,经常导致合闸电阻特性无法测量,或者测试结果误差较大。针对一起1 100 kV GIS断路器合闸电阻预投入时间及阻值无法检测事件展开研究,分析其结构与测试原理,通过提高测试频率获取完整测试波形,推断得出合闸电阻的预投入时间及其阻值无法检测的原因是其中一侧的合闸电阻断口失效。解体检查,发现该断路器其中一侧合闸电阻动触头因固定螺栓断裂而导致该侧动触头脱落,验证了电阻断口失效导致动作特性无法检测的推断。最后从制作工艺、试验项目、试验仪器、检测手段等方面提出相应的建议及改进措施,为同类型设备的工艺管控和故障诊断提供参考。     

断路器合闸电阻投入过程中辅助断口触头的弹跳检测与诊断

合闸电阻为超高压、特高压断路器的重要组成部分,能较好地限制交流系统合闸过电压,但因其结构复杂,也较易引发事故。文中介绍了带合闸电阻的断路器断口结构型式与工作原理,阐述了利用检测合闸电阻投入波形信号来诊断合闸电阻投入时辅助断口触头的弹跳问题,判断设备状态的一种新手段,于现场进行了具体的应用分析并结合解体检查进行了验证。根据合闸电阻投入波形,可发现常规检测手段难以发现的辅助断口触头投入弹跳隐患,保障电网设备的安全稳定运行。     

隔离断路器二次控制回路的自主顺序控制设计

传统的电站布置中,断路器进出线两侧都需设置隔离开关和接地开关,但设备占地面积大、造价高、元件多,发生故障的概率相对也高。为了改善这种情况,提出了隔离断路器的理念。隔离断路器不但具备灭弧的功能,还有隔离的作用,既减小了占地面积,又提高了系统的可靠性。隔离断路器中的灭弧断口在跳闸后其两端回路仍处于导通状态,因此在隔离断路器中设置一个隔离断口来切断回路。隔离断路器作为一个整体,外部操作只需通过控制信号来完成,因此对灭弧断口和隔离断口的控制采用自主顺序控制的方式,即两个断口采用一套控制系统进行跳合闸操作,提高了操作的可靠性。     

断路器结构参数对GIS中特快速暂态过电压波形的影响

550 kV及以上电压等级的气体绝缘变电站(GIS)系统中一般采用双断口断路器,并装有均压电容.本文着重分析断路器均压电容、空载母线、接地开关状态等对GIS系统中特快速暂态过电压(VFTO)波形的影响.首先建立了考虑断路器结构的简化GIS分析模型,推导了系统中节点电压的频域解析解答,然后分析了断路器结构参数和接地开关状态对VFTO的影响.结果表明,随着断路器均压电容、对地电容变大以及断路器到隔离开关母线长度的增加,系统中VFTO主要频率变小,但各频率分量的幅值在不同节点处有不同的变化规律;空载母线末端VFTO幅值呈减小趋势,上升沿变平缓,变压器线圈处幅值变化比较小,上升沿陡度变化不大,但上升时间增大;接地开关断开时,断路器断口间电压较小,但断口对地可能产生过电压;接地开关闭合时,断口间和断口对地可能出现谐振过电压,在设计时应予以避免.     

涿州220kV站40.5kV断路器与隔离开关间引线的技术改造

通过对涿州220kV站40.5kV断路器与隔离开关之间硬母线联接改造为软联接的实例,阐述了因断路器与隔离开关间为硬母线短距离联接导致的隔离开关动触头松动,渐渐脱离合闸位置的危害及分析解决该类问题的方法。     

防误闭锁系统在变电站的运用

通过掌握微机防误闲锁系统的组成、防误原理、操作步骤、功能,及制定五防系统管理制度、五防钥匙管理机的使用等,来防止误拉合断路器;误入带电间隔;带负荷拉隔离开关;带接地刀闸或接地线合隔离开关;带电挂接地线或合接地刀闸五种误操作,保证安顺电网的安全运行。     

新型组合式直流断路器拓扑及其性能分析

基于强迫换流原理的混合式直流断路器具有速动性良好、可低损耗经济运行的优点,但应用于大规模的柔性直流电网时造价高、经济性差。组合式直流断路器的拓扑,通过在换流站对应的每条母线上仅采用一个昂贵的主断部分,可以有效降低断路器的一次造价,但现有的组合式断路器在任一线路故障动作时存在主断开关接地过程,同时不具备对快速机械开关的失灵保护功能。为此,提出一种新型的组合式直流断路器拓扑,分别分析了其在正常运行时分闸、合闸,线路故障时分闸、重合闸与快速机械开关失灵时动作过程的工作原理,同时对新型组合式直流断路器拓扑的可靠性、适应性等问题进行了分析并给出相应的应对策略。最后在PSCAD/EMTDC软件上对所提组合式断路器的性能进行了仿真分析与验证。     

500kV SF6断路器合闸电阻故障分析及采取的措施

对神头二电厂500kV SF6断路器合闸电阻故障原因进行了分析和探讨，并提出了有关合闸电阻的改进措施和建议。     

断路器合闸电阻的数字检测装置

通过对断路器主触头与辅助触头的动作情况进行分析,提出了一种不用拆开合闸电阻与主触头的连接线就可以测量合闸电阻的方法,而且可以同时测出合闸电阻的提前合闸时间。     

断路器合闸电阻对变压器励磁涌流的影响

为了分析在不同合闸方式下断路器合闸电阻阻值对变压器励磁涌流的影响,使用EMTP软件进行了仿真计算,计算结果表明,断路器合闸电阻对变压器励磁涌流峰值有明显的削弱作用,在确定是否取消断路器合闸电阻时,应考虑到它对励磁涌流的影响。     

一种双串励直流电机操动装置的研究

为研制具有自主知识产权的特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置,研发了一种双串励直流电机驱动的大功率传动装置,该装置具备大扭矩输出且能够短时分合的操作能力。经试验研究结果表明,利用串励直流电机的软特性,采用双串励直流电机驱动、双蜗轮蜗杆传动、单轴输出的传动方式可以满足特大容量发电机断路器的隔离开关分合操动装置的技术要求。在保证操动装置串励直流电机输出转矩不变的情况下,通过降低串励直流电机转速可以消除因隔离开关分闸速度过快所引起的反弹现象。在控制回路中加入延时继电器,可以消除电磁离合器得电打滑的现象。     

并联补偿线路合闸操作直流偏置研究

通过理论推导阐述了带有并联电抗器的线路合闸时,断路器电流直流分量的产生机理和影响因素,建立起基于实际线路参数的500 kV德宏博尚Ⅰ回输电工程PSCAD模型,仿真计算并分析合闸电阻、串联补偿装置、合闸相位、并联电抗器投入情况对空载合闸操作时线路电流直流分量的抑制效果,提出可实施的抑制并联补偿线路断路器直流偏置的措施.     

Instability of a chopper system with input LC filter and its solution

Instability of propulsion converters with an input LC filter for railway vehicles has already been reported and solutions have been proposed in some applications. However, there are many other systems and circuit topologies for vehicles. In each of these systems, a specific solution is needed. On the other hand, in recent years, with the technical development of breaker apparatus, the series line resistor which limits the short‐circuit current and compensates the interrupting capacity of the line breaker has not been required to have so large a resistance. However, the resistor functioned not only to assist interruption but also to suppress instability. Therefore, instability caused by smaller resistance has become more conceivable, and other solutions and analyses are more urgently needed now. In this paper, this instability of a chopper–inverter system for an air conditioner is analyzed by using the root locus method. It is shown that the cooperative response regulation of controllers or inclusion of the proper dumping circuit is effective in stabilizing the system. The validity of these solutions is confirmed through nonlinear circuit simulations. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 137(4): 49–63, 2001