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高压真空断路器操作过电压产生原因及相应保护

发布日期:2021-03-30 13:34 阅读量:

高压真空断路器具有结构简单,可靠性高,免维护,使用寿命长,适用于频繁操作等优点,因此在电力系统中得到了广泛的应用。但是与此同时,真空断路器也有一些缺点,例如拦截,弹跳,重新启动,重新启动以及由此产生的过电压。切换并联电抗器组时,过电压问题尤为重要。

通过对真空断路器开关并联电抗器运行的相关测试研究,发现过电压的原因及相应的保护措施如下:

测试结果分析:高压真空断路器的过电压现象可大致分为两类:闭合过电压和断开过电压。其中,开路过电压分为两种类型:

首先是类似于电容元件自由振荡的截止浪涌,

重新启动时,真空断路器的电感电抗的开路过电压将达到很高的水平。相关数据面:相对地面浪涌的最大值是5.83倍。仅为1.57倍,可以看出再燃是开启浪涌过高的主要原因。

过电压的具体类型和原因如下:

真空断路器

1.截止过电压:

并联电抗器的等效电路主要由电容和电感决定。该电路的电压和电流不能突然改变,截取将不可避免地引起严重的电磁振荡。忽略阻尼效应,根据能量守恒定律,可以推导出单相电抗器截获的喘振的估计值。

从(1)可以看出,真空断路器的电流截止值越高,寄生电容越小,截止浪涌就越高。三相系统的拦截电涌更为复杂,但原理基本相同。

2.重新启动过电压:

当断路器断开时,如果负载侧的瞬态恢复电压及其上升率高于断裂绝缘电阻的恢复能力和恢复率,则电弧会瞬间破坏断裂,从而引起复燃和复燃。在点火阶段产生过电压,而在其他阶段产生感应过电压。然后,高频瞬变电流出现在零交叉点,电弧在断裂处再次熄灭,并且电流被切断。如果中断的负载侧的瞬态恢复电压及其增加率仍大于断裂介电强度的恢复能力和恢复率,则“龙虾击穿和破坏”的过程将再次重复直至介电强度断裂的强度足以不引起新的点火。

当真空断路器断开并联电抗器时,瞬态恢复电压主要是由截流引起的,因此,截获的过电压的频率直接反映了瞬态恢复电压的增加率;高频导致高瞬态恢复电压浪涌高瞬态恢复电压率和瞬态恢复电压浪涌率导致重新点燃的可能性很高。

3.重新启动过电压:

在实施例1和实施例2的试验中未发现再点燃现象,但是仍然需要考虑再点燃期间的过电压问题。

在正常情况下,真空开关管的重新点火是由开关制造过程中的老化故障引起的。真空灭弧室经过老化措施后,重新启动真空灭弧室的可能性非常低。重点火和多重点火喘振的产生过程与重点火类似,并且多重起动喘振水平也很高。

4.过压关断:

实例1的闭合过电压主要是由于闭合回弹的存在,这使得断路器经历类似于重新启动的“击穿-破坏过程”,这提高了闭合过电压水平。尽管在实施例2中可以看到反弹现象,但是没有类似于死灰复燃的“破坏腐烂的龙虾过程”,并且喘振水平低。

高压真空断路器及相关设备过电压现象的相应保护措施:

1.电涌保护措施:

根据示例1和示例2的比较以及电涌产生机制(例如电流拦截和重新点火),建议分别在电抗器侧和母线侧安装电阻电容吸收装置,以增加接地电容。公交车。反应器的侧面和侧面。它不仅可以减小截获的过电压的幅度,而且可以减小截获的过电压的频率,改善断路器电弧的熄灭条件,并降低重新点火的可能性,从而减少真空灭弧室的工作过电压。通过并联电抗。

但是,即使安装了电阻电容吸收器设备,也无法保证断路器不会打开或再次打开。同时,可能会发生意外的共振。出于安全原因,应在反应器侧面安装氧化锌避雷器。与母线侧同时使用,以可靠地确保设备绝缘不会因过电压而损坏。

2.电阻电容吸收装置的参数:

选择电涌保护设备的主要参数时,应考虑以下主要方面:

(1)限制截获电涌的频率,建议将其限制在1000Hz以下;

(2)在工作过程中,电阻电容吸收器装置的谐振频率避免了系统中常见的谐波频率;

(3)在工作中对电阻电容吸收器的谐振频率增加必要的阻尼,以防止干扰驱动电阻电容吸收器和电抗器的电感并引起过大的过电压;

(4)电阻电容吸收装置必须能够保证长期运行;

(5)电阻电容吸收器的绝缘水平应与系统的绝缘水平一致;

(6)避雷器参数必须能够保护设备的绝缘。

对于正在使用的高压真空断路器,要避免与过电压现象相关的预防措施:

(1)真空灭弧室开关旁路电抗器的工作过电压主要是由于真空灭弧室的中断引起的;

(2)当真空断路器切断旁路电抗器时,有时重启过电压水平高于截断过电压水平;

(3)电阻电容吸收器对真空断路器的开关并联电抗器的工作过电压具有良好的抑制效果。

(4)当使用真空断路器切换并联电抗器时,建议选择不易重启且具有较小截止值的断路器;

(5)当真空断路器并联切换10 kV,6000 kvar电抗器时,根据现有的电涌保护措施,应在电抗器侧和母线侧同时安装一个电阻电容吸收器。推荐值为R=40,C=0.5F;

(6)建议在现场进行开关测试,以检查并联开关电抗时重新启动的可能性和真空灭弧室的过电压水平。


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