高压断路器容性投切合成回路时序控制系统设计实验教学研究

电力系统中需频繁使用高压断路器投切电容器组来进行无功补偿,从而提高功率因数、减少功率损耗以及稳定电压和提高供电质量,因此,容性电流投切实验对考核高压断路器性能至关重要。实验室多采用合成回路考核高压断路器的容性电流投切性能,为此,介绍一种新型容性电流投切合成回路和相应的操作时序控制系统,该合成回路利用三相交流电源的相角特性可直接做到电压源和电流源的相位同步,无需复杂的相位同步装置,操作更加简便可靠。回路时序控制系统主要由基于LabVIEW的上位机软件操作平台和基于Arduino的下位机控制单元构成,实现了智能化和可视化控制。系统设计考虑抗电磁干扰性能,采用光电技术传输信号,以避免高电压大电流信号对控制信号的干扰,经测试,整个控制系统在高压环境中表现出色。通过本实验教学,学生不仅能了解容性投切合成回路的控制方案,还能掌握时序控制原理,并培养动手操作和工程软件应用的基本能力,为未来相关岗位工作奠定基础。

高频涌流对真空灭弧室场致发射电流的影响研究

根据IEC相关标准,真空断路器投切背靠背电容器组实验需承受20 kA幅值、4 250 Hz频率的高频涌流。高频涌流会严重烧蚀真空灭弧室触头表面,导致开断过程中易发生重击穿现象,严重威胁电力系统安全运行。文中目标为研究工频电压下高频涌流对真空灭弧室场致发射电流的影响规律。实验选取4个相同7.2 kV真空灭弧室,分别关合10 kA和20 kA幅值涌流2次,每次关合高频涌流后,在1 mm定开距触头上施加工频电压并测量流经真空灭弧室的场致发射电流。实验结果表明,在触头上施加涌流的次数越多,涌流幅值越大,场致发射电流越大。工频电压下,场致发射电流具有不对称性。当外加电压超过临界电压值时,可以使场致发射电流显著增大。实验结果对探究容性电流投切弧后重击穿机理具有重要意义。