高压断路器三相全电压关合合成试验回路研究

文中对国家标准《GB 1984—2014高压交流断路器》及《GB/T 4473—2008高压交流断路器的合成试验》、国际短路试验联盟STL导则中关于三相全电压关合的内容进行了解读,通过对直接试验回路中三相全电压关合过程进行模拟明确关合过程中断路器两端电压和电流波形的变化,对两种合成关合试验回路进行模拟分析并比较,提出了一种便于实现且等价性较好的三相全电压关合试验回路。结果表明该回路与目前标准推荐回路相比,实现难度较小,笔者推荐实验室可选择该试验回路。     

高压开关全电压关合试验相关问题研究

以国际电工委员会(IEC)和我国关于高压断路器合成试验的相关标准为依据,笔者提出了一种基于真空触发开关(TVS)的电流源快速合闸开关和全电压关合试验回路。分析了全电压关合试验的实施难点以及影响与直接试验等价性的主要因素,引入短路关合电流是否投入的综合判据,设计并实现了可进行额定参数为110 kV/63 kA电流源主控开关和全电压关合试验系统样机。以进行具有最大预燃弧时间的全电压关合为例,对所研究的试验系统进行了功能和可靠性现场试验。结果表明,该系统在大功率试验站强电磁干扰环境下具有较高的控制精度和工作稳定性。     

基于快速关合装置的合成关合试验方法及研究

设计了基于快速关合装置的全电压合成关合试验回路,核心单元为可控触发球隙,并利用Matlab软件对该回路进行了仿真计算.同时,结合相关试验,验证了全电压合成关合试验回路的可行性,且具备高成功率、低成本及运行简便等优点.     

126kV单断口真空断路器全电压关合试验研究

笔者旨在通过试验研究126 kV单断口真空断路器在全电压关合过程中出现的一种新现象,即关合过程中自电压跌落至大电流引入期间,出现预击穿电弧自熄灭、触头间隙多次击穿且电流引入时间呈波动性大现象。采用合成试验方法与直接试验方法分别对126 kV真空断路器进行全电压关合试验,OP2(a)和T100(a)。采用合成回路试验方法进行试验时,采用了两种关合装置。试验结果表明:采用合成试验回路进行全电压关合试验时,关合装置的时延远远大于300μs,不能满足IEC 62271-100—2008标准对高压合成关合试验的要求,且关合过程中触头间隙发生多次预击穿现象;采用直接试验回路进行全电压关合试验时,触头间隙同样会发生多次预击穿现象,且电流引入时间具有不稳定性(200⁸00μs),这是高压真空断路器本身特性决定的。     

基于真空触发开关的合成关合试验回路及其控制策略

概括了断路器关合短路电流时由预燃弧阶段开始的物理过程,对比了触发火花间隙和真空触发开关用作快速关合装置时的触发特性,提出了一种在全电压条件下进行合成关合的试验回路。对全电压条件下进行合成关合试验时,外施电压相位控制、外施电压与关合电流相位差要求进行了分析,并提出了相应的控制策略和解决方法:对影响控制准确度的主要因素进行了分析。     

在最大预燃弧条件下进行关合试验的合成关合回路

提出了一种由被试断路器预击穿直接引燃关合装置的合成关合回路,分析了回路过程,给出了确定回路参数的方法,测量了关合装置的特性,归纳了实际试验结果。     

合成快速关合试验用有源触发装置的研究

以国际电工委员会(IEC)和中国关于高压断路器合成试验的相关标准为依据,笔者提出了一种基于有源触发快速合成关合试验回路,分析了试验过程,解决了合成关合试验的技术难点,介绍了三球双间隙点火均压回路结构特点,充分体现其安全可靠和稳定的性能。有源触发回路具有快速及时、点火功率大和抗干扰能力强的特点,对回路调试过程中碰到的技术问题进行归纳,并提出解决方法,回路建成后成功完成了多个电压等级的全电压关合试验,给出短路额定参数126 kV/40 k A六氟化硫断路器的合成关合试验结果。     

高压SF_6断路器关合预击穿特性计算与试验研究

同步关合技术是控制断路器关合涌流和过电压的主要技术方法,技术关键点在于选取断路器触头合闸相角的合理范围。通过试验和仿真计算的手段研究高压断路器关合预击穿特性。首先,计算不同开距下灭弧室内电场强度和气流场介质密度的动态变化过程,应用SF6气体流注理论击穿判据计算合闸击穿电压曲线。搭建126 k V SF6断路器动态击穿特性试验回路,给出正、负极性电压下断路器合闸过程动态击穿电压曲线,分析SF6气体极性效应对击穿电压的影响。对比分析仿真计算与试验结果,给出同步关合技术最佳的合闸相角。结果表明:SF6气体正极性击穿电压值大于负极性;击穿电压值仿真计算值可以表征合闸过程临界击穿电压的变化;以试验数据为参考,在开关合闸偏差为±1 ms、电角度±18°时,确定最佳合闸目标相角为9°,预击穿时间在(0 ms,0.5 ms),预击穿电压在(0 k V,47.68 k V)范围内变化。     

高压断路器分-合能力合成回路试验模拟系统设计

为在试验室条件下进行小容量的合成试验以节省调试同步控制系统的成本及方便调试同步控制系统,设计了一种合成回路试验的模拟系统。首先,在分析威尔合成试验和高压关合试验原理的基础上,计算主回路各个部分所采用的元件参数。然后根据合成试验的工作特点,设计试验回路的控制系统。利用单片机进行时序控制,得到符合要求的模拟系统。通过与同步控制系统的联调,得到电压回路的触发时间的误差50μs,延弧回路的触发时间误差40μs,可以保证合成试验的等效性,证明提出的模拟系统的可行性。     

高压断路器合成关合试验要求及其关合性能的研究

根据对国际电工委员会(IEC)制定的高压断路器关合试验标准的理解,对相控关合试验的相关要求进行了探讨, 包括试品开关上所加负荷情况以及试验方法和替代试验方法,详细分析了断路器由预击穿燃弧开始的短路关合过程, 引入了绝缘强度下降率及其变化率(即以外施电压波形最大斜率为基准的相对合闸速度),并分析了该变化率取不同值时关合过程中断路器所受的负荷情况(包括预燃弧时间、预燃弧能量及电动力等)及其表现出来的关合性能。分析结果对相控关合试验具有一定的指导意义。     

10kV开关柜交接试验的探讨与改进

通过对变电站高压室内10 kV开关柜交接试验工作的探讨,确定了影响10 kV开关柜交接试验工作效率的三点主要因素:短路、接地导线简陋,交叉工作人员过多和试验方法设计不当。根据实际情况,提出了三项改进措施:更换标准线夹,制订相关试验制度,设计新的试验方法,使10 kV开关柜交接试验的工作时间大大减少,提高了工作效率。     

550kV/50kA单断口断路器的开发

通过对550kV/63kA双断口断路器和363kV/50kA单断口断路器技术加以改进,利用计算机解析技术,提高了额定SF6气体压力和分闸速度,对弧触头和喷口形状进行了改进,优化了灭弧室结构,从而开发出550kV/50kA单断口罐式断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督检验中心和KEMA实验站完成了绝缘试验及容性电流、大容量开断等试验项目。550kV单断口断路器所有电气性能得到了确认。     

500 kV整流型混合式高压直流断路器

直流断路器作为柔性直流电网故障元件的快速隔离装置,是构建直流电网的关键设备,能够大力支撑大规模新能源的高效并网和消纳。文中提出一种整流型混合式高压直流断路器电路拓扑,采用桥式换向阀组和单向开断阀组构成分断支路,与常规拓扑相比,使用一半数量的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)即可实现电流双向开断,经济性好和可靠性高。文中详细介绍了整流型混合式高压直流断路器的拓扑结构及其开断工作原理,并提出预分闸控制策略和软合闸控制策略,以缩短分闸时间和减小合闸操作冲击。研制了一台额定电压500kV,额定电流3kA,最大开断电流25kA,开断时间小于3ms整流型混合式高压直流断路器样机。实验结果验证了整流型混合式高压直流断路器电路拓扑的可行性和有效性     

断路器遥控回路的改进和校验

对老旧遥控回路提出了改进,新增手动把手、同期合闸压板、闭锁同期压板、防误电子锁和遥控压板等功能.分析了每种新增回路的工作原理及特点并结合其设置目的,对断路器遥控回路提出了同期合闸采样功能/精度、电压闭锁、压差闭锁、频差闭锁及角差闭锁的校验方案.通过对改造后4个220 kV变电站近一年遥控操作情况的跟踪统计,新遥控回路运...     

直流换流阀合成试验回路的仿真及其物理模型的建立

直流换流阀是高压直流输电工程的核心装置,其额定容量很大,在进行换流阀运行试验时,为降低试验容量,采用合成试验方法是一个合适的选择。提出了一种合成试验回路,能够正确地再现换流阀实际运行的电压与电流波形,符合运行试验的标准,而且能够满足运行试验的等效性要求。采用电力系统仿真软件Matlab/Simulink对该回路进行仿真研究,并搭建了按比例缩小的物理模拟试验回路进行验证,结果表明该合成试验回路的设计是可行的,可为高压换流阀运行试验装置的开发提供参考。     

变耦电抗式可控串补的操作特性分析和试验

为了解变耦电抗式可控串补的各种操作特性,对串补装置典型操作时的电流、电压进行了试验和分析.提出用于串补装置暂态分析的通用等值电路,利用特性参数建立电路方程解的通用结构.利用特性参数法分析线路开关投入装置时的过流、过压,以及装置在逐级和大跨级调节换级过程中的电流、电压特性.采用电磁仿真软件EMTDC对旁路开关投、退串补装置的操作过程进行了仿真;还进行了动态模拟试验以及装置在典型换级过程中的电流、电压的特性测试.结果表明和理论分析是一致的.     

1000kV/8 kA升流装置的研制

为施加1000 kV工作电压考核的设备(如气体绝缘套管、变压器及电抗器用套管、断路器、GIS、隔离开关等)提供额定工作电流,研制了100kV/8kA大电流升流装置,其绝缘水平与1000 kV输变电设备相同,长期额定工作电流8 kA,电流输出端口额定电压1.2 kV。在介绍大电流升流装置的设计思想(工作原理、组成、参数选择、本体设计、无功补偿及测量系统)的基础上,设计了不同结构电压传感器,为检验和研究1000 kV罐式CVT、电子式电压互感器创造了条件。     

高压变频调速中LC滤波电容与异步电机之间的自激

对发生自激时变频装置的滤波器和异步电机的单相等值电路进行分析，推导出自激时LC滤波电容与异步电机频率及电机参数的关系。建立变频装置驱动空载异步电动机JSQ 157－8的仿真系统，通过对封锁脉冲后自激现象的观察，分析了自激幅度与电机参数、滤波电容以及直流电容电压等的关系。仿真结果与正在研制的变频装置脉冲封锁后发生自激的实验结果吻合，表明理论分析与仿真计算正确。最后提出了LC滤波器参数选择及其避免自激的措施。