断路器均压电容介损问题探讨

高压断路器一般由2个以上的断口构成,断口间要加装并联均压电容器(又称断口电容器),从而使各断口间的电压均匀分布,改善断路器的开断能力。在开断近区故障时,电容器可以降低断口高频恢复电压上升限度,避免在断口开断后因电压分布不均匀而造成损坏。断路器均压电容器通常采用瓷套外壳,元件全部串联,内部带补偿浸渍     

高压断路器并联电容的选择

近代高压断路器常采用若干相同灭弧元件(断口)串联的结构,以提高开断能力与电压等级。在这类多断口断路器中,由于各断口的对地电容以及断口间绝缘电阻的影响,将造成断口间电压分布不均匀,因此,多断口断路器必须采用均压措施,使断口间电压均布,充分发挥多断口的作用。     

具有串并联结构的模块化多断口真空断路器静动态电压分布特性

为向基于光控模块的多断口真空断路器的静态、动态绝缘特性设计提供参考,建立三维有限元分析模型,计算126 kV U型布置的三断口真空断路器的静态电位分布和真空灭弧室内部的电场分布。利用110 kV振荡型合成试验回路,进行低电压、小电流三断口串联断路器样机的开断试验,测量三断口的瞬态恢复电压分布。计算和试验结果表明:三断口真空断路器的静态和动态电压分布不均匀,高压端断口的静态分压超过65%,串联样机进行试验时底部可以不安装支架;高压端断口的动态分压(瞬态恢复电压峰值)超过60%,1 000 pF均压电容可以满足低电压、小电流开断均压要求,高电压、大电流开断情况需进一步验证。     

500kV断路器均压电容器10kV介损异常现象的研究与探讨

双断口断路器通常在两个断口分别并联均压电容器,以减小杂散电容引起的断口分压不均,保证两个断口承担相同的电压,并限制断口恢复电压陡度,提高断路器的工作可靠性.在均压电容器预防性试验中,发现部分全膜绝缘和膜纸复合绝缘均压电容器出现10kV介损超标或增长较快的现象.对5台缺陷电容器进行了高电压介损、耐压和局部放电等试验,以及绝缘油理化分析和解体等工作,判断绝缘油理化性能劣化和心子击穿是均压电容器10 kV介损超标或增长较快的直接原因,认为高电压介损试验不能作为均压电容器是否具备继续运行条件的唯一标准.基于上述工作,对均压电容器的预防性试验工作提出了建议.     

特高压1100 kV柱式断路器断口均压电容器配置研究

特高压柱式断路器由多断口串联的灭弧室组成,在开关挂网运行时,各断口承受的电压由于分布电容的影响分配不均匀,断路器断口并联均压电容器,可以保证各个断口的电压分布较为均匀。本文以1 100 kV柱式断路器为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件计算断路器断口分布电容,并应用数字仿真软件ATP建立电容等值模型,计算不同均压电容器配置方式下各断口的电压不均匀系数。计算结果表明:当柱式断路器4个断口并联的电容器容量分别为2 500 pF,2 000 pF,2 000 pF,2 500 pF时,各断口的电压不均匀系数均小于1.1,电压分布较为均匀。     

高压断路器均压电容高压介质损耗分析研究

针对高压断路器均压电容在10 kV试验电压下的介损试验值超标现象,对其特性进行了分析。由于均压电容器存在Garton效应,加上现场高电压、强磁场的干扰,10 kV的试验电压远低于额定电压,不能真实反映均压电容器的绝缘情况,而升高试验压或额定电压下的介损试验可以消除Garton效应的影响,真实地反映均压电容器在运行状况下的介质损耗情况,该方法对于高压断路器均压电容的现场试验和绝缘分析有较大的参考价值。     

500kV断路器均压电容器介质损耗超标分析

针对目前变电站中500 kV高压断路器均压电容器在10 kV试验电压下介损试验值超标的现象,对均压电容器的特性进行分析,并在实验室进行了升高试验电压下介质损耗试验。试验数据分析表明:在均压电容器中存在Garton效应,加上现场的高电压及强磁场的干扰,常规10 kV介质损耗试验电压远低于额定电压,很难真实反映均压电容器的绝缘缺陷。而升高试验电压或额定电压下的介损试验可以反映绝缘内部潜在缺陷的类型和发展情况,可以消除Garton效应的影响,更真实地反映均压电容器在运行状况下的介质损耗情况,该方法对于500 kV高压断路器均压电容器的现场试验和绝缘分析有较大的参考价值。     

基于Ansys静电场的含并联电容的超高压断路器电场分析及设计

计算了550 kV双断口间有无并联电容器组时的电压分布。另外,通过对含并联电容器组的550 kV断路器的灭弧室的电场计算分析和试验验证,指出了并联电容器设计时的合理布置至关重要,否则,很可能会引起电容器对金属屏蔽罩间的击穿。     

高压换流变阀侧SF6气体套管外绝缘结构设计

高压换流变阀侧套管是实现换流变压器与阀塔电气连接的重要设备,文中主要针对其外绝缘结构设计进行讨论。研究内容主要分为3部分:讨论了换流变套管的实际运行环境和承受的电压、电流波形特征;对换流变套管从空心复合绝缘子、套管均压罩、套管尾部3方面进行了设计和分析;建立了换流变套管三维电场仿真计算模型,在实际运行环境下对其外绝缘性能进行计算分析。研究结果表明:套管主绝缘宜采用电容式结构,且套管端部应装配苹果型均压罩;套管空心复合绝缘子的绝缘距离设计为7 490 mm,且尾部的绝缘距离设计为3 110 mm;在实际运行环境下,端部均压罩最大场强出现在下端面,其值为2386 V·mm~(-1)。文中的计算结果可为高压直流输电工程用换流变套管外绝缘设计提供一定的理论依据。     

对高压少油断路器多断口均压问题的分析

高压少油断路器中,灭弧室普遍采用多断口串联式结构.在开断过程中,各断口上的电压分配出现不均匀,为了使每个灭弧室工作条件达到一致,断口间需并接均压电容,但串联的灭弧室数量太多,断口上的电压分布将会愈来愈不均匀,使断口上的均压问题更难解决.为解决这一问题,普遍采用减少串联灭弧室的数量,提高每个灭弧室的工作电压,来解决高压少油断路器断口的均压问题.     

关于2×27.5kV双极真空断路器绝缘等级问题探讨

电气化铁路牵引供电系统2×27.5 kV双极真空断路器用于自耦变压器供电方式的接触网馈电线路的接通与开断。根据现行的铁路标准,该类型断路器灭弧室断口采用了27.5 kV额定电压等级的绝缘水平。笔者通过对接触网(T线)和正馈线(AF线)之间非接地短路故障的分析发现:当该断路器开断此类短路故障时,两支断口承受的短路电压一般是不平衡的,其中某一断口承受的电压将超过其绝缘耐受水平,严重劣化其开断短路电流条件,可能造成绝缘损坏甚至爆炸事故。因此建议:提高现行2×27.5 kV双极真空断路器绝缘水平的铁路标准;在现有断路器的2个断口上并联均压电容,平衡电压;增加该类型断路器双断口实际均压情况以及同步性开断试验项目。     

均压电容器介损现场试验的改进措施

均压电容器电容及介损测量是保证断路器安全稳定运行的一项重要工作.现场测量存在感应电严重干扰的问题,而且目前出现越来越多均压电容器按照预试规程1O kV测试电压下介损值超标,而返厂测试又合格的情况.对现场测量方法进行了研究,提出采用改变试验电源频率和提高试验电源电压的方法来进行均压电容器电容及介损测量.首先对改变试验电源...     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

126kV 3断口真空断路器的重燃特性

为分析126kV 3断口真空断路器(VCB)的重燃特性,建立了包含重燃判据的126kV 3断口真空断路器的暂态等值模型。仿真得到了承担瞬态恢复电压(TRV)较高的1个断口发生重燃时的电流波形,为实现重燃电流尽早过零熄灭,在均压电容支路串联一阻尼电阻,结果表明:阻尼电阻取为振荡与非振荡衰减临界值时效果最佳;仿真分析了有无均压电容时,非重燃和重燃断口分别出现的过高TRV和工频恢复电压(PFRV),为保证断路器可靠开断及保护重燃断口外绝缘,在各断口并联金属氧化物避雷器(MOA)来限制过电压,结果表明:在1000pF均压电容上并联参考电压约为50kV的MOA时限压效果较好,且能满足热稳定要求。研究成果可为126kV 3断口真空断路器合理选取动态均压措施提供一定的依据。     

126 kV双断口真空断路器的理论分析

在分析国内外高电压等级真空开关研究的基础上,提出了研发126 kV双断口真空断路器的必要性和可行性,并针对双断口真空开关存在的缺陷提出了解决措施。在双断口均压问题上,笔者给出一种新型126 kV双断口真空断路器,通过理论分析,表明这种设计具有较好的断口均压特性,避免了采用断口并联电容均压方式带来的不利影响。利用永磁机构传动精度高的特点,将其应用在双断口真空断路器中,保证了双断口合分动作的同步性。     

真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对策

真空断路器开断电机回路时 ,会产生截流过电压、多次重燃过电压及三相同时截流过电压。因此 ,在电机回路中装设真空断路器时 ,必须有完善的保护设备来限制真空断路器的操作过电压 ,以保护主设备 ,使电力系统安全、可靠、经济地运行。特别是在发电机回路中使用真空断路器时 ,更要慎重 ,除具有完善的保护措施外 ,还要考虑其绝缘水平配合、发电机回路的电容电流、切断直流分量的要求等因素 ,使真空断路器的优良性能得到充分发挥     

不同工况下断路器过电压仿真及防护措施

针对近年来敞开式变电站内断路器雷击频繁损坏问题,在电磁暂态计算程序EMTP中建立计及工频电压和感应电压影响的仿真分析模型,仿真计算了断路器在不同工况下的过电压水平,分析了断路器损坏的原因,对比了两种不同方案的雷击防护效果。结果表明,断路器断开下遭受雷击产生的过电压是导致其绝缘击穿损坏的主要原因;对于500kV及以上电压等级线路,断路器绕击侵入波过电压较反击严重;雷击下断路器有效防护方式是在其线路侧安装无间隙避雷器,避雷器安装位置不宜直接套用规程的做法,可通过仿真计算后确定,本文研究结果可供相关人员参考。     

对断路器电容器电容及介损测量预试方法的探讨

在预防性试验中,经常发现断路器端口并联的均压电容器介损超标问题,如果全部更换就会带来较大的经济损失。究其原因是选择的试验电压不当造成的,提高试验电压后,大部分电容器介质损耗趋于正常水平。所以,试验电压越接近额定电压结果越能表现其绝缘性能的真实性。     

对断路器电容器电容及介损测量预试方法的探讨

在预防性试验中,经常发现断路器端口并联的均压电容器介损超标问题,如果全部更换就会带来较大的经济损失。究其原因是选择的试验电压不当造成的,提高试验电压后,大部分电容器介质损耗趋于正常水平。所以,试验电压越接近额定电压结果越能表现其绝缘性能的真实性。     

双断口真空断路器投入电容器的合闸涌流的研究

考虑到双断口真空断路器存在操作分散性,一个断口先动作时,另一个断口上的均压电容会与该先动作的断口形成通路;同时均压电容上若提前储存有能量,是否会对涌流产生影响目前尚无研究。为解决该问题,文中展开了相关研究。首先通过建模,再进行数学公式推导并利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真计算,分析了在此过程中,均压电容储存有能量的前提下,均压电容对涌流的抑制作用。并分析了后动作的断口的合闸相位对合闸涌流的幅值的影响。结果表明:在不考虑预计穿的情况下,合闸涌流的幅值由最后完成合闸动作的断口的合闸相位决定的;且涌流存在着稳态分量和高频暂态分量。运用选相合闸技术只能控制涌流的稳态分量的幅值,而高频暂态分量的振荡频率无法通过选相合闸技术进行控制。