特高压断路器特性试验技术探讨

发表时间:2020/6/3   来源:《中国电业》2020年4期   作者:王哲仁
[导读] 断路器的稳定、可靠的工作在国民经济的发展生产和电网的控制方面发挥着重大的作用
        摘要:断路器的稳定、可靠的工作在国民经济的发展生产和电网的控制方面发挥着重大的作用。本文就针对变电站的断路器进行的特性实验整个过程中存在的一些问题进行了一些讨论和分析,还有断路器机械特性和低电压仪器设计中存在的一些不足。
        关键词:电源控制;高压试验;机械特性
引言:
        根据国家电力科学研究中心对高压开关事故的调查统计来看,其中百分之八十的高压断路器的故障都是与机械特性有关,所以有必要制定一个计划定期的对断路器进行一个特性检查工作。断路器的特性实验可以分成两个部分,一是机械特性试验二是低电压实验,测试的内容可以反映出来机械特性的分合闸的时间、分合闸的不同期的程度、分合闸的速率以及可以反映出具有低电压特性的线圈运动而产生的电压,可以检测断路器的综合状况水平。在进行特性实验的测试环节中,对于二次回路实验节点的选取、测试仪器的设计准备工作进行了以下的分析研究。
一、对二次回路实验节点的选取进行特性测试
(一)使用仪器自带的直流电源的优势
        为了确保整个过程的安全性,在仪器自带直流电源功能的前提下,我们可以优先进行选择。在整个的实验过程中,如果使用站用直流电,当操作失误或存在违规操作,就很容易导致用电系统发生直流接地或者双段直流接地的情况。试验接线可以直接按一定的顺序插入很多种断路器端部的子排尤其是GIS的二次插孔里面。当低电压测试完成之后转换到另一个机器的时候,如果操作不当,没有将和端子排相互连接的接线端,只是拔掉了和测量仪器一起连接的接线的另一端,那么在使用站用直流电的前提下,会有很大的可能导致试验引线错误碰撞汇控柜或者是测量仪器的外表面而产生直流电进而接地。
(二)如何使用仪器自带电源进行节点选取
        在使用仪器自带直流电源的前提下,我们更应该关注二次回路的取法问题,因为去掉了控制电源,一些由于之前收到控制电源控制的继电器的常开和常闭两个节点就会发生很大的变化。举一个典型的断路器分合闸的二次回路可以分析控制直流电源的连通或者闭合对回路中继电器产生一些改变。SF6是当前来说高压和超高压电网断路器灭火的常用方法。所以,二次回路中有一个节点是反映SF6气压的低气压闭锁继电器。当前的情况来说,常用的断路器的操作机都是用的液压弹簧这个构造,回路上还有一个节点是为了监控液压油油压的低油压闭锁继电器。在保证油压正常的情况下,应该把实验自带的电源的负极电端口连接到油压的闭锁节点前面;假如气压和油压之间的闭锁节点没有相对应的端子排的插口,呢么在SF6气体密度正常的前提下,也可以把仪器自带的负极电源接通到气压的闭锁节点前面。值得我们注意的是,不管气压和油压闭锁节点是处在分合闸线圈的正电极一侧还是负电极一侧,我们都不能把仪器自带的正负电极越过防跳节点或者是辅助节点,这样可以防止分合闸线圈被烧坏。
二、对特性测试仪器的整体设计
(一)机械特性测试仪器进行问题的设计工作
        机械特性检测仪器最常用的检测信号的方法是,每一个断口都必须是有一个端口要接入地,简而言之,就是在断口的这一端发出正确的信号,经过检测对应的接地回路信号来进行分析从而分析出断口的另一个端口位置,通过使用这种设计方法,我们要注意整个仪器不能够要设计多组接地回路。

在进行机械特性测试的地点场所,我们除了要在新上变电站的时候对断路器进行一个验收之外,还有一种更加常见的是,在新上间隔或者对已经有开关进行总和,或者一部分机构变化之后进行的一系列的测试工作。这两种情况的差别就是:第一种情况周围的设备设施都不带电,而第二种是周围的这些设施设备带电,所以我们在进行第二种情况下进行机械特性的测试时候,必须确保在验收开关的一端合上接地刀闸以此来防止周围带电设备产生的感应电流对实验产生误差影响。对于当前的特高压电网,要求是要具备很大的灭弧功能,进而一般采用的都是双断口的断路器。
(二)通过低电压进行测试仪器的设计工作
        低电压特性的检验是在两种情况下存在的。第一是在测试开关油泵电压机进行加压或者刀闸电动机构操作分合闸的时候在电压小于一个特定值的时候看看是不是可以正常的运行,另一种测试开关分合闸回路是在低于一个特定的电压值的时候看看能不能正常的进行动作或者可以很大程度上预防因为干扰而产生错误的动。第一种情况是因为加压还有电动操作是需要一定的时间,而电压在接到命令开始触发之后,要进行保持。第二种情况是因为从分合闸线圈一开始通电再到电磁铁进行合并这个过程是一瞬间就可以完成的,这对直流电压的要求就是在经过触发条件之后就瞬间变成零,这么做的目的就是为了防止线圈被烧坏。比较这两个情况,发现相同之处就是都是在电压从零开始调节直至所需要的值的这么一个过程,而仪器的输出端口的电压都是始终保持在零,这样可以保证线圈的运动保持正确的状态。
三、行程曲线进行特性测试的具体含义
        时间形程曲线反应出来的速度的数值就是断路器所具有的一个非常重要的特点性能。我们根据测试方面的意义来说,分合闸的时间代表的是线的意义,而速度代表的是点的意义。断路器不仅仅对汇总的时间进程要求符合一定的界限,进而可以保证电弧存在的时间是属于一个合理的实际,不至于太长太短。其次是时间形程曲线也可以为断路器故障的发生情况提供一个丰富的参考。如果测量的分关合闸的时间太长,之前又有开关遭受了雷劈等意外情况,在速度保持不变的情况下,我们可以根据合闸时间的定义来对触头的长度缩短情况进行一个判断,可以分辨出具体的原因是什么,比如是因为引燃弧的时间太长,还是因为存在熔焊部分。开关的总行程是保持不变的,如果因为策略的超程值比要求的范围要小的很多,也可以从另一个方面证实了触头被烧去了一部分。根据以上两个方面我们就可以对断路器出现的一些问题进行一个准确的定位和预判。合闸弹跳是断路器的另一个性能的反应指标,而它又必须通过时间行程曲线来进行反应。简而言之,就是通过把曲线在刚合时间范围内的行程轨迹来进行放大处理从而可以用来观察判断断路器是不是存在弹跳情况。
        总结:为了保证变电站直流系统的整体的安全性能,我们最好要使用仪器自带的电源进行特性测试。我们可以根据断路器的汇控箱和机构箱进行二次回路的二次接线的抉择问题,可以很大程度的避免直流接地等一些危险问题或者故障的出现从而导致一些回路不通等问题,这样可以保证整体的安全,可以提高实验的效率保证实验的成功率。综合变电站现场遇到的各种仪器在使用层面的问题,我认为,在避免机械性和低电压测试存在的各种设计方面的矛盾的基础上,我们可以把两种实验进行一个整合,放到一台仪器当中去。简而言之,就是用一个仪器就可以完成对整个断路器的特性实验,就可以防止变电站直流系统出现接地的情况,从而保证整个实验的安全性。
参考文献:
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[2]甘升星.变电站高压断路器试验问题分析[J].科技与企业,2012,(18).
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