126kV模块化三断口真空断路器静、动态均压设计

选择合适的均压电容值是多断口真空断路器开断能力的重要保证。针对126 kV模块化三断口真空断路器,根据电位分布计算结果,分析确定采用U型布置方式。采用有限元法计算了U型三断口真空断路器的分布电容参数,并通过工频分压特性试验验证了计算的准确性,根据静态分压比计算结果选择了合适的静态均压电容值。建立了双断口真空断路器动态仿真模型,仿真结果表明:动态均压设计应该考虑残余电荷(residual charge,RC)的影响,其影响程度与各断口RC参数的差异特性有关。根据暂态恢复电压分配比计算结果选择了合适的动态均压电容值。综合考虑静、动态均压要求和其他相关因素,三断口真空断路器均压电容值选取为1000pF,并通过合成开断试验验证了均压的有效性。

三断口真空断路器的动态均压措施

为解决三断口真空断路器串联运行的动态均压问题,从其暂态等值模型出发,通过PSCAD/EMTDC仿真分析了杂散电容、非同期开断和重击穿对三断口真空断路器暂态恢复电压分配的影响。比较了均压电容和金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)的均压效果。仿真结果表明,2种措施均具有较好的均压效果,但MOA在均压的同时还具有限压效果。因此建议采用均压电容与MOA共同作为三断口真空断路器的动态均压措施。

模块化三断口真空断路器分布电容计算和均压电容分析

为了研究三断口真空断路器的电压分布特性,建立了基于光控模块式真空断路器的三断口真空断路器三维有限元分析模型,计算得到了竖直型和U型布置方式下三断口真空断路器的分布电容参数。进行了模块化三断口真空断路器工频分压特性试验,测量了2种布置方式下的电压分布。引入电容等值模型以实现对计算结果准确性的验证。试验与计算结果对比表明,电压分布相对误差<4%,2种布置方式下,高压端断口的分压均超过60%,需配置合适的均压措施。并基于分布电容参数,分析了不同均压电容值下三断口真空断路器的静态分压特性。

模块化三断口真空断路器动态分压特性

为得到基于40.5kV光控模块单元的U型三断口真空断路器的动态分压特性,给合理选择均压措施提供参考,通过低压、小电流的合成开断试验测量了该断路器弧后瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV)的分配特性。同时通过试验验证了串接大电容使均压电容兼作分压器用的TRV测量方法的有效性。而对大电流弧后三断口真空断路器的TRV分配特性,基于连续过渡模型在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析。试验和仿真结果表明:小电流开断时,TRV分配特性与静态电压分配特性相近,静态均压设计可满足小电流开断的要求;大电流开断条件下,各断口残余电荷参数的差异可能对TRV分配产生显著影响;进行动态均压设计时,需要考虑断口不同期可能导致的TRV分配不均匀程度增大的问题。

126 kV三断口串联真空断路器电容和断口分压的量化研究

多断口真空断路器由于杂散电容的存在易导致其各断口的电压分布不均,为了研究分布电容参数和断口电压分配的关系,建立了仿真模型,分析了分布电容的类型对断口电压分布的影响。结果表明灭弧室等效自电容的存在使得断口电压分布均匀,对地杂散电容的存在使得断口电压极不均匀,而结构杂散电容的存在使得断口电压稍不均匀。同时分析了多种分布电容组合的情况下某一类分布电容的引入对断口电压不均匀系数的影响,结果表明结构杂散电容和地杂散电容的存在均会对另一类分布电容对断口电压均匀度的破坏起到抑制作用;另外随着V型排列方式下夹角的增大,三个断口的断口分压变的更加不均匀。