摘要：电力系统当中，高压交流断路器承担着系统运行期间短路故障有效切除的重要作用，对系统总体的运行安全及稳定有着重要影响。而积极开展大容量短路的开断和关合试验，是确保高压交流断路器自身功能能够实现有效发挥的重要内容，所以，更加应当重视对此方面试验技术方面的研究。鉴于此，本文主要探讨高压交流断路器大容量短路的开断和关合试验相关技术，旨在为业内相关人士提供参考。
关键词：断路器；高压；交流；短路开断；关合；大容量；试验技术
前言：
对高压交流断路器开展大容量短路的开断及其关合试验，往往对技术水平方面有着高要求，且电磁暂态整个过程极具复杂。因而，对高压交流断路器大容量短路的开断和关合试验相关技术开展综合分析较为必要。
1、对高压交流断路器开展大容量短路的开断和关合试验之重要意义阐述
高压交流断路器，通常需要在产生相应短路问题情况下，及时地将整个系统切断，为系统运行提供安全稳定性保障[1]。对高压交流断路器开展各种关合及开断试验，是为了考核该断路器基本性能，需要对灭弧室及其余各部分结构总体设计、所选用材料、制造工艺各个方面合理与否实施考核，还需对总体结构、性能与各项参数等多次完善及修正处理，重要意义十分显著。
2、短路开断和关合试验相关技术
2.1 在直接试验方面
因直接试验之下，短路试验实际容量源自电源回路，故从等价性层面，对高压交流断路器处于短路开断及关合整个过程当中承载电磁能量、电流、电压等负荷实施分析，直接试验和参考系统基础条件相一致。高压交流断路器总体短路开断及关合试验，可通过直接试验的回路当中得到考核及验证。针对直接试验整个示波图，详如图1所示。由此了解到，短路关合及短路开断处于同一档试验当中得以同时验证，针对关合前期试验电压、发生短路时候的相应试验电流、实施开断之后的暂态及工频恢复之后的电压等，得以正确施加及考核。
图1 直接试验整个示波图
2.2 在短路开断的合成试验方面
2.2.1 在合成开断的试验电路具体分类方面
针对合成开断的试验电路具体分类，即依照着电路原理予以划分后，除了包含着并联电流、串联电流、并联电压、串联电压等引入回路外，还包含着Skeats变压器回路。同时，依照着试验具体情况，还可被分成单相及三相这两种回路。针对两种不同电流引入的试验回路，详见图2。图2当中(a)所具备特点集中表现为：主电容呈小容量、参数TRV呈良好波形好、线路调整便捷等，但电抗L2上呈较高电压，且调频电容C2；图2当中(b)，调频电容
C1及C2上面的过电压相对较低、运行比较方便、T100试验方式之下TRV波形良好。但主电容及调频电容呈较大容量，且T60波形相对较差。故而，电压等级相对较高试验条件之下往往被受限制。针对电压引入相应试验回路，只能够提供瞬态恢复正确的电压波形，它的主电容及调频电容相对较小，且设备投资成本小，但试验呈较差等价性；变压器整个回路，用电流源的电压直接当成原边相应输入电压，总体运行简单、呈少投资等优势，但该试验也呈较差等价性[2]。针对两种以电流引入法为基础下三相合成的试验回路，详见图3。针对图3当中的(a)，仅适合应用至中性点部分非有效性的接地系统当中，首开极实际系数是1.5；针对图3当中(b)，则仅适合应用至中性点部分有效性的接地系统当中，首开极实际系数是1.3及1.2。XIHARI试验站现有三相合成的试验回路通常是用于对126、145 kV电压等级三相共箱之下高压交流断路器总体短路开断及其关合试验当中。近区故障问题试验和有着ITRV方面要求的T100a及T100s试验当中，需强制选取电流引入的试验回路开展短路开断相关试验操作，便于对断路器基本热特性实施正确地考核。电压引入至回路当中，因被试的断路器及辅助开关同步开断整个的短路电流，故仅能够用以对断路器基本热重燃及介电等特性实施检验。变压器整个回路因呈较差的等效性，所以，仅适合对断路器基本介电特性实施检验。为确保合成试验有良好等价性，则引入电流实际频率f2要求维持250~10
00Hz范围,f何冰2应当＜TRV基频，方便对回路参数实施调整操作。对超及特高压的断路器开展短路开断现场试验操作期间，因TRV总体呈较低的基频比，致使f2＜250Hz,无法保证总体的等价性。故图3(a)当中所示出来并联电流的引入回路并不适合应用至超及特高压的断路器开展短路开断现场试验操作当中。针对单边引入相应双电压类型回路所构成合成试验的回路详见图4(a)，针对双边引入相应双电压类型回路所构成合成试验的回路则详见图4(b)。考虑到合成试验整个回路设计、经济性、绝缘配合等情况，图13(a)之下试验回路总体设计水平及其成本要比图13(b)高。两种不同的试验回路，都可以对超及特高压的断路器总体短路试验之下T100s及T100a实际开断能力进行正确考核。
2.2.2 在短路开断整个过程涉及的典型阶段方面
针对短路开断整个过程涉及的典型阶段，即大电流（t1~t2）、互相作用（t2~t3）、高电压t3这几个阶段，详细如下：一是，针对大电流这一典型阶段。对称性电流试验，要求电流幅值及最后半波实际持续时间应超过电流额定数值90%；而非对称性电流试验，要求开断前期最后半波实际短路电流的峰值维持90%~110%范围；二是，针对互相作用阶段。电流趋零，则弧压上升，致使流经电弧整个电流畸变；弧后电导促使瞬态恢复的电压有阻尼产
生，影响着TRV及触头间隙实际的输入能量。针对周边电流零点的预期电流总体变化率，要求其务必和等价之下直接试验能够相一致；三是，针对高压阶段，则要求1/8周波及0.1s位置暂态恢复的电压可符合实际标准。
图2 两种不同电流引入的试验回路情况示意图
图3 两种以电流引入法为基础下三相合成的试验回路示意图
图4 两个不同电压回路之下合成试验整个回路示意图
2.3 在短路关合的合成试验方面
2.3.1 在两种典型的关合电路方面
针对高压关合，应当结合是否考核断口部位对地方面要求所设计的两种不同电路，详见图5，通常选取图5(a)电路开展关合试验。
图5 高压关合整个回路原理情况示意图
2.3.2 在短路关合整个过程当中的典型阶段方面
针对短路关合整个过程当中的典型阶段，即高电压（t0之前)、预击穿（t0~t1)、触头接触（t1)、完全闭合（t2)，详见图6。针对非对称性短路电流总体关合能力，借助开断试验能够实现直接考核；对称性短路电流方面关合，则需要由图7当中所显示出来高压关合整个试验回路开展具体试验操作。高压关合整个过程当中，电压源整个回路提供该被试的断路器实施关合前期相应试验电压，处于预击穿的一瞬间，关合装置将电流源相应电流引入。
图6 回路关合整个过程当中典型时间段示意图
图7 高压关合具体试验示意图
3、结语
综上所述，大容量短路的开断及关合试验，属于高压交流断路器总体开发研制、投入运行的关键性依据，只有充分掌握直接试验、短路开断的合成试验、短路关合的合成试验等技术，才能够确保试验操作得以顺利高效地落实，发挥其应用的价值。
发布评论