斷路器合閘電阻動(dòng)態(tài)測(cè)量方法的研究

摘要：對(duì)安裝有合閘電阻的高電壓等級(jí)斷路器的合閘電阻值的測(cè)量方法進(jìn)行研究。提出一種間接測(cè)量法：在斷路器退至檢修分閘狀態(tài)時(shí)，人為在斷路器斷口加入一個(gè)電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻使斷路器與其形成回路，然后用高速波形記錄儀將斷路器合閘過(guò)程中的斷口電壓記錄下來(lái)，再對(duì)所得數(shù)據(jù)分析計(jì)算得出斷路器的合閘電阻的電阻值。

實(shí)測(cè)結(jié)果表明，使用該方法的測(cè)試結(jié)果與合閘電阻銘牌值的誤差在4%以?xún)?nèi)，且簡(jiǎn)便、安全，在現(xiàn)場(chǎng)有較強(qiáng)的實(shí)用性。

1 引言

此課題為高壓斷路器預(yù)防性試驗(yàn)提供了簡(jiǎn)便、安全、有效的測(cè)試方法。

為了抑制220~500kV 高電壓等級(jí)斷路器重合閘時(shí)產(chǎn)生的操作過(guò)電壓，斷路器的生產(chǎn)廠(chǎng)家在這些斷路器的斷口間設(shè)計(jì)安裝了合閘電阻。但是，對(duì)合閘電阻值的測(cè)量長(zhǎng)期以來(lái)卻成為預(yù)試工作中的一個(gè)難題，其原因與斷路器的構(gòu)造、尺寸有關(guān)。

1992年，天廣Ⅰ線(xiàn)投運(yùn)，500kV 斷路器大量使用，但合閘電阻測(cè)量一直未能開(kāi)展，威脅著電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

為了解決合閘電阻的測(cè)量問(wèn)題，我們進(jìn)行了斷路器合閘電阻動(dòng)態(tài)測(cè)試方法的研究。

圖1為一個(gè)帶有并聯(lián)電容和合閘電阻的斷路器合閘電阻的工作過(guò)程：

圖1中（a）為初始狀態(tài)（斷路器處于分閘合閘的合閘過(guò)程圖，其中k1 為合閘電阻的觸頭，k2 為斷路器主觸頭，C為斷口并聯(lián)電容。R為合閘電阻位置，斷路器的主觸頭和合閘電阻的觸頭均在斷開(kāi)位置），在（a）位置時(shí)，斷路器接到合閘命令后約80ms，斷路器的狀態(tài)到達(dá)（b）（斷路器的主觸頭在斷開(kāi)位置，此時(shí)合閘電阻投入使用，到達(dá)（b）狀態(tài)后約10ms，斷路器進(jìn)入（c）（斷路器的主觸頭和合閘電阻的觸頭同時(shí)閉合），此時(shí)合閘電阻開(kāi)始退出使用，到達(dá)（d）（主觸頭閉合，合閘電阻觸頭斷開(kāi)）后，隨即進(jìn)入斷路器合閘完畢。

2、目前合閘電阻的一些測(cè)量方法

由于斷路器的各個(gè)元件都處于密閉的容器中，只有在大修時(shí)才可能打開(kāi)平時(shí)無(wú)法進(jìn)行解剖，因此不可能在預(yù)試的時(shí)候用單臂電橋或萬(wàn)用表直接點(diǎn)接合閘電阻兩端進(jìn)行電阻測(cè)量，而斷路器無(wú)論處于分閘狀態(tài)或合閘狀態(tài)，合閘電阻的觸頭都是在斷開(kāi)位置。從斷口兩端進(jìn)行測(cè)量都不能測(cè)到合閘電阻阻值。從斷口兩端測(cè)量合閘電阻的可行時(shí)間只有在合閘過(guò)程中圖1中（b）狀態(tài)維持的約10ms，在這么短的時(shí)間內(nèi)使用單臂電橋或萬(wàn)用表進(jìn)行讀數(shù)是根本不可能的。

鑒于合閘電阻測(cè)量的特殊情況，不同的生產(chǎn)廠(chǎng)家提供了各自的測(cè)試方法現(xiàn)就阿爾斯通和三菱的斷路器的合閘電阻測(cè)量方法進(jìn)行分析。

2.1.三菱斷路器的合閘電阻測(cè)量

三菱斷路器在梧州500kV 變電站使用了3臺(tái)，三菱550kV 斷路器在操動(dòng)機(jī)構(gòu)上提供了慢合慢分裝置，利用廠(chǎng)家提供的裝置，對(duì)斷路器進(jìn)行慢合，使斷路器能夠長(zhǎng)時(shí)間保持在圖1中（b）狀態(tài)，這時(shí)可以用絕緣桿將導(dǎo)線(xiàn)掛至斷路器斷口兩側(cè)進(jìn)行引線(xiàn)后用萬(wàn)用表或單臂電橋測(cè)量。這種方法對(duì)比方法3.1的好處是可以按相進(jìn)行測(cè)量，使試驗(yàn)步驟減少。  

2.2阿爾斯通斷路器的合閘電阻測(cè)量

在廣西多個(gè)變電站中使用了阿爾斯通公司的斷路器。阿爾斯通550kV斷路器為直柱式斷路器，為三斷口或兩斷口帶合閘電阻。要測(cè)量該斷路器的合閘電阻，需用高空作業(yè)車(chē)將測(cè)試人員送至斷路器斷口頂部，將頂部蓋子拆開(kāi)打開(kāi)蓋子下的封閉蓋，將萬(wàn)用表或單臂電橋的測(cè)量線(xiàn)接到露出的合閘電阻的引出抽頭上進(jìn)行測(cè)量。這種方法具有其特殊性，無(wú)法在別的種類(lèi)的斷路器上使用，而且該方法缺點(diǎn)較多，需要使用高空作業(yè)車(chē)必須按斷口進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)（每個(gè)斷口的測(cè)試需要使用20min左右并且未算上高空作業(yè)車(chē)的就位時(shí)間），危險(xiǎn)性較（高空作業(yè)和因與母線(xiàn)距離縮短產(chǎn)生的感應(yīng)電。故這種方法沒(méi)有通用性。

缺點(diǎn)也是非常突出的，依賴(lài)廠(chǎng)家提供的設(shè)備，時(shí)間同樣很長(zhǎng)（完成一相的慢合慢分過(guò)程需要約3min）。這種方法同樣沒(méi)有通用性。

除了以上兩個(gè)廠(chǎng)家提供了特殊的方法進(jìn)行合閘電阻測(cè)量外，其余的一些諸如平頂山、西門(mén)子、等公司均未提供合閘電阻測(cè)量的方法。因此柳州沙塘500kV變電站的平頂山550kV斷路器從未在預(yù)試期間進(jìn)行過(guò)合閘電阻測(cè)量，而多個(gè)擁有阿爾斯通斷路器的變電站，有時(shí)也因?yàn)闇y(cè)試條件所限無(wú)法對(duì)斷路器的合閘電阻進(jìn)行正常預(yù)試。

2.3對(duì)合閘電阻測(cè)試新方法的構(gòu)思

我們通過(guò)對(duì)合閘電阻的工作過(guò)程進(jìn)行分析，出用一種間接法對(duì)斷路器進(jìn)行測(cè)量。該方法的基本構(gòu)思是在斷路器退至檢修分閘狀態(tài)時(shí)人為在斷路器斷口間加入一個(gè)電源和標(biāo)準(zhǔn)電阻使斷路器與其形成一個(gè)回路，然后使用高速波形記錄儀將斷路器合閘過(guò)程中的斷口電壓變化記錄下來(lái)再對(duì)斷路器的合閘電阻的電阻值進(jìn)行分析計(jì)算。因此我們提出了試驗(yàn)接線(xiàn)如圖2的測(cè)試方案。

其中R0為標(biāo)準(zhǔn)電阻，為直流電壓源。

3.對(duì)直流電壓源內(nèi)阻的修正

由于在以上的模型中所使用的直流電源為理想電源，事實(shí)上我們使用的任何電源都有內(nèi)阻R，因此應(yīng)該考慮R的影響。

發(fā)布時(shí)間:2012-6-18 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù):6757