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断路器电容器参数的选择
宣布日期:2015-01-05 15:59:14  审查 :

断路器电容器与断路器的断口相并联,用以改善断口上的电压漫衍及降低恢来电 压的上升率。本文先容 了选择断路器电容器的额外 电压和额外 电容量的要领。

关键 词:断路器电容器;参数;选择

1 序文

断路器是电力系统 中最主要 的控制和掩护装备 [1]。它喧嚣 牢靠 的职掌 和运转 ,对确保电力系统 的喧嚣 动摇 运转 和牢靠 供电起着十分 主要 的作用[2]。这主要 体如今 两个方面[1]:第一,正常形状 下,凭证 电网运转 需求 ,将一局限 电力装备 或许 线路投入或参与 运转 。第二,当发作 缺点 时,将缺点 局限 从电网快速 切除,保险 电网中的无缺点 局限 正常运转 。

110kV及以上电压品级的断路器一样往常 均接纳多个灭弧室(断口)串联的积木式结构 。尽管 各个灭弧室外部 结构 相反 ,布置 也是对称的,但因为 对地电容的存在,每个断口在断路器开断历程中的恢来电 压漫衍和断路器在开断位置 时各断口的电压漫衍都是不匀称 的。以是 多断口断路器的各断口要并联断路器电容器,使各断口电压漫衍匀称 。除此以外,断路器电容器还可以降低恢来电 压的上升率[3]

2 额外 电压的选取

选取断路器电容器的额外 电压应当 思量 发作 缺点 时断路器所遭受 的电压和断路器的断口数这两个主要 参数。理想 运转 中,为了使受电端电压不致太低,系统 供电端电压略高于系统 的标称电压UN。电力系统 的最高运转 电压Um为:

Um=kUN (1)

凭证 国度 尺度,220kV及以下系统 的k为1.15,330kV及以上系统 中k=1.1[4]

有n个断口的断路器电压匀称 漫衍时,每个断口遭受 的电压Uc为:

r:断口电压不匀称 系数,通常取1.1。

将UN和n以及照应 的k代入式(1)、(2)中就可以 求出每个断路器电容器遭受 的电压Uc,对照国度 尺度[3]的划定,选择与Uc最接近 而稍大的额外 电压值。

以500kV两断口断路器为例,按式(2)算得Uc=174.7kV。GB/T4787-1996中电容器额外 电压(kV)为40、90、120、180、240、360。以是 应选取额外 电压为180kV的电容器。

除此之外,还应思量 断路器电容器与断路器的绝缘配分解 绩 。国度 尺度[3]划定,断路器电容器应能遭受 表1所列的耐受电压。(海拔不凌驾1000m。海拔凌驾1000m者按GB311.1的海拔校正系数举行 校正。)

表1 断路器电容的绝缘水平 (Kv)

电容器额外 电压

额外 短时工频耐受电压(有用 值)

2h工频耐受电压(有用 值)

额外 雷电攻击耐受电压(峰值)

额外 职掌 攻击耐受电压(峰值)

40

130

80

360

205

90

260

180

590

380

120

325

240

775

615

180

460

360

1110

760

240

580

480

1380

1095

360

790

720

1985

1350

我国对500kV断路器绝缘水平 的划定值见表2[2]

由表2可见,500kV断路器的绝缘水中分 为四级,即基本 攻击水中分 为1425、1550和1675kV三级;基本 职掌 攻击水中分 为1050和1175kV两级;1min相对 地工频耐压分为630、680和740kV三级。必需 注重 的是:断路器断面试 验电压比相对 地实验 电压要高。

表2 500kV断路器(额外 电压为550Kv)的绝缘水平 (Kv)

序列号

额外 雷电攻击耐受电压(峰值)

相对 地

相间

断口

1425

1425

1425

+315

1550

1550

1550

+315

1550

1550

1550

+315

1675

1675

1675

+315

1min工频耐受电压(有用 值)

相对 地

相间

断口

630

630

790

630

630

790

680

680

790

740

740

790

额外 职掌 攻击耐受电压(峰值)

相对 地

相间

断口

1050

1675

1175

1050

+450

1050

1675

1175

1050

+450

1175

1800

1175

1050

+450

1175

1800

1175

1050

+450

在选取断路器电容器时,还应凭证 表2对绝缘水平 举行 校核。以上述500kV断路器为例,每个断口的1min工频实验 电压为790/2=395kV。每个断口的雷电攻击实验 电压最高为(1675+315)/2=995kV。职掌 攻击实验 电压最高为(1050+450)/2=750kV。而由表1可知,额外 电压为180kV的断路器电容器可以 耐受1min工频实验 电压为460kV,雷电攻击电压为1110kV,职掌 攻击电压为760kV。都大于500kV断路器的照应 的耐受电压,以是 选取断路器电容器的额外 电压为180kV能知足 要求。

3 额外 电容量的选取

当断路器开断接地时,其结构 见图1,盘算断口电压漫衍的等值电路见图2。

未并联断路器电容器时:

一样往常 地,Ce和Cc为几十个悄然 法,相差不大,若取Cc=Ce,则U1=2U/3,U2=U/3。第一个断口遭受 的电压是第二个断口的两倍。

断口并联断路器电容器C后:

断路器电容器的电容量C为几千个皮法[3],远远大于断路器断口电容Cc,是以 U1≈0.5U,U2≈0.5U。

可以看出,断路器加装断路器电容器以后,各个灭弧室(断口)的电压漫衍基本 匀称 。

断路器电压品级的提高 可以经过 灭弧室(断口)的串联来完成 。串联的断口增添 后,要做到电压完全匀称 分配在每个断口上,需求 并联电容量很大的断路器电容器,这是很不经济的。理想 上,可以允许各断口电压之间有一定的分别 ,通经常 运用 不匀称 系数n来表现 。所谓不匀称 系数就是指断口上理想 遭受 的电压与电压匀称 分配时每个 断口上遭受 的电压的比值[1]。一样往常 r≤1.1。

下面 划分以两断口和四断口断路器为例,划分说明 怎样 选取额外 电容量。

(1)两断口断路器

竞赛 式(5)与式(6)可见:U1>U2,即第二个断口上的电压小于0.5U,是以 只需 盘算第一个断口的电压不匀称 系数即可。

第一个断口的不匀称 系数r1知足 :

(2)四断口断路器

将两个两断口断路器串联,而且在中央 增添 一个支持 绝缘子柱,就构成 了一个四断口断路器。图3是四断口断路器的等效电路图。显然四断口时电压漫衍比两断口时更不匀称 。

为了盘算利便 ,对原电路举行 Δ→Y变幻 (见图4),取得 等效电路图(图5)。

每个断口都并联断路器电容器C后,

凭证 履历 ,假定Ce1=Ce3=3Cc,Ce2=Cc,Ch=Cc/3。表3中给出了断路器电容器电容量C改动 时各断口的不匀称 系数r的值。

表3 断口电压漫衍

盘算效果 批注 ,当断路器电容器的电容量C=20Cc时,不匀称 系数已小于1.1,可以 知足 均压的要求。

若疏忽 断口间的电容Ch,各断口的不匀称 系数见表4。

这种情形 下,当断路器电容器的电容量C=90Cc时,不匀称 系数已小于1.1。

对比 表3和表4,可以看出:若是 疏忽 断口间的电容Ch,盘算所得的断路器电容器的电容量要比思量 Ch时的大。

理想 上,断路器电容器除了具有均压作用以外,还具有降低恢来电 压上升率的作用。是以 国标GB/T 4787-1996引荐 的额外 电容值均不小于1000pF,比上述按均压要求算得的值要大(接纳陶瓷电容器时,因为 制造大电容量的电容器有难题 ,其电容值一样往常 均为数百悄然 法)。

4 结语

断路器电容器并联在断路器断口上,使得断口上的电压漫衍匀称 ,而且可以降低恢来电 压的上升率。

断路器电容器的额外 电压主要 决议 于系统 最高运转 电压和断口的个数。除此以外,还应当 思量 与断路器的绝缘配合。

断路器电容器的额外 电容量不只 应当 知足 断路器各断口电压漫衍匀称 的要求,而且还应起到降低恢来电 压上升率的作用。是以 理想 选取的断路器电容器的额外 电容量要比只思量 均压作用时的要大。

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