800kV双断口罐式断路器研制

介绍了已研发成功,并具有国际领先水平的800 kV双断口罐式断路器的设计、试验过程,重点对800 kV双断口罐式断路器开发中的技术课题及其应对措施进行详细介绍。

一起800kV罐式断路器液压机构工作缸断裂事故分析

800 kV断路器是保证750 kV输变电线路安全运行的重要开关设备。笔者针对一起800 kV双断口罐式断路器的液压机构工作缸断裂事故,对断裂部位进行了强度校核计算及化学成分、显微组织、力学性能、制造工艺分析。认为生产厂家对液压工作缸进行再次超温热处理,使其产生铸态组织,导致延伸率大幅下降,是造成工作缸断裂的主要原因。

一起800kV罐式断路器绝缘故障判断分析

针对黄河变电站设备运行过程中发生的一起800 kV罐式断路器绝缘故障,通过现场试验及解体检查等方法进行分析,找出了故障发生的原因。分析结果表明:断路器盆式绝缘子根部存在残留异物或凝露,导致运行中放电击穿,是造成断路器绝缘故障的根本原因。

800kV罐式断路器的特性及运行分析

介绍了国内首台拥有自主知识产权,并具有国际领先水平的800kV双断口罐式断路器的技术参数和结构;讨论了750kV系统对800kV罐式断路器的要求,归纳了LW13-800型罐式断路器在运行中应重点注意的事项。

550 kV快速真空断路器的设计与试验

文中基于多断口串联技术,提出了气体绝缘罐式550 k V快速真空断路器。首先介绍了550 kV快速真空断路器的拓扑和结构方案,然后针对绝缘和温升开展仿真计算,以校核结构设计的合理性,最后通过绝缘和温升试验验证产品性能。仿真结果表明,所有断口处于合位时,最大场强在快速开关进出线处的屏蔽罩上,为19.5 kV/mm,所有断口处于分位时,最大场强在真空灭弧室静触头端面处,为18.9 kV/mm,各部分场强均符合场强设计基准;根据温升场分布,最高温升在真空灭弧室动静触头接触处,为50.8 K。此外,样机通过了对地和端间绝缘试验,单断口罐体的温升试验结果与仿真计算值最大偏差小于4 K,结果符合标准要求。

平凉变800kV罐式断路器液压机构改造

结合一起800kV罐式断路器液压机构频繁打压故障,深入分析原因,对机构压力控制、安全阀、限压电阻等元件进行了相关测试,对液压机构压力参数配置进行了检查,找出了引发故障的根本原因,制定了相应的解决措施,彻底消除了机构存在的安全隐患,为后续800kV罐式断路器顺利投产奠定了基础。

一起800 kV断路器绝缘故障的原因分析

笔者对官亭变电站扩建工程中一台800 kV断路器连续两次故障的情况进行了介绍,详细分析了故障的原因,提出了800 kV开关设备需要进一步加强的检查措施,为后续800 kV开关设备提供了质量保障。

800kV GIS断路器气体绝缘破坏原因分析

为保证750kV超高压输变电工程顺利投运和安全运行,排除高压电气设备安装中可能存在的隐患,对800kV气体绝缘(GIS)断路器现场交流耐压试验中发生的气体绝缘破坏原因进行分析,根据检测、分析,逐步排除,认定导电性异物浮游到屏蔽罩表面是造成绝缘破坏的原因,提出制作全密封式防尘棚、完善出厂和现场质量检查工艺及常规试验后分合50次重新进行内检等措施,以供将来日渐增多的变电站调试和运行维护参考。

800 kV SF6罐式断路器合闸电阻研究

断路器配置合闸电阻是降低线路合闸过电压的有效措施。介绍了800 kV断路器的结构特点,合闸电阻开关与合闸电阻并联后与两个主灭弧单元串联。800 kV断路器合闸电阻开关合闸过程中传动机构采用变长度连杆设计,实现了合闸电阻开关合闸时先慢后快的运动特性,保证了合闸电阻8~12 ms的可靠投入。800 kV断路器合闸电阻开关动触头采用弹簧振子设计,实现了合闸电阻开关分闸时后分的运动特性,保证了灭弧功能由主灭弧单元完成。800 kV断路器合闸电阻额定热容量为39.7 MJ,针对操作顺序C(1.3E)-3 min⁃C(1.3E)-30 min⁃C(1.3E)-3 min⁃C(1.3E),安全系数为1.51倍;针对操作顺序C(2E)-30 min⁃C(2E),安全系数为1.27倍。对800 kV断路器反相合闸及雷电冲击耐受电压下的电场分布进行了数值仿真,计算结果表明其绝缘性能满足要求。有关断路器合闸电阻的标准应完善。

一起800kV罐式断路器漏气原因分析

描述了平凉变电站750kV罐式断路器本体漏气经过,对漏气原因进行了初步分析,归纳出可能的漏气原因,并经过解体分析,最终确定了漏气原因。为避免此类问题重复发生,指出厂家在以后生产制造过程中需要注意的问题,以期为后续750kV工程电气主设备的制造和安装提供指导。

一起800kV罐式断路器内部故障原因分析

介绍了一起某变电站7530断路器内部闪络故障,结合现场检查、电气试验、故障录波情况确认故障点,通过气体成分及放电产物分析、故障部件电场仿真等手段综合分析800kV罐式断路器故障原因,并提出了处理措施及建议。

800kV双断口罐式断路器在750 kV电网中的应用

介绍了国内首台拥有自主知识产权的800 kV双断口罐式断路器的技术参数、结构;讨论了750 kV系统时800 kV罐式断路器的特殊要求(包括灭弧室、出线套管、合闸电阻、并联电容器、操动机构等);最后归纳了LW13-800罐式断路器在750 kV系统运行中应重点注意的事项。

1.5 kV低频真空断路器开断能力的研究与验证

风能是可再生新能源的重要组成部分,风力发电在全球的建设和应用呈现快速发展趋势。相比陆上风电,海上风电具备风速和风向平稳、单机装机容量大、不占用土地、适合大规模开发等优势,然而随着海上风电深远、大容量化,在远距离情况下,现有的交流工频输电损耗大、电压偏差大,电缆线路电容升压效应明显,此情况影响风电产业的发展,通过采用交流低频输电技术可解决上述中远海大容量风电输电并网问题,而低频输电主要造成断路器开断短路电流时燃弧时间长,降低断路器的开断能力,尤其是空气绝缘型断路器,燃弧时间长将对产品造成严重破坏。对1.5 kV真空断路器在20 Hz频率下对断路器开断能力的影响进行研究,设计了一款工频下分断能力100kA断路器,采用真空灭弧方式,横向磁场触头直径为100mm,通过Slade研究的有关计算公式,计算出在20Hz下断路器开断能力为63kA,再通过试验进行了验证。结果证明,新设计的1.5kV真空断路器实际开断能力可达70kA以上,高于计算的63 kA,为以后真空低频断路器设计提供参考。

基于光控真空断路器模块串联的126kV三断口真空断路器设计与试验

为将真空断路器应用于更高电压等级,多断口真空断路器的研究成为行业内的热点问题。在分析总结此前研究成果的基础上,设计了一种由3个光控真空断路器模块(FCVIM)串联组成的126 k V真空断路器。断路器按照U形方式串联光控真空断路器模块,光控真空断路器模块主要由外绝缘部件、真空灭弧室、均压电容、永磁操动机构及其控制器和操动电源等部分组成,在低电位通过光纤控制技术对工作于高电位的永磁操动机构进行控制。对三断口真空断路器和单断口真空断路器模块分别施加雷电冲击电压,结果显示三断口真空断路器相对单断口真空断路器的击穿电压增益倍数为1.59;在并联不同均压电容和人为制造三断口不同步分断情况下研究三断口真空断路器暂态电压分布特性,发现低分散性操动机构和均压电容的应用可以有效提高其开断能力。三断口真空断路器在额定电压下成功开断40 k A短路电流,在不同试验方式下完成重合闸操作,并已顺利通过挂网试运行。

550 kV单断口自能式断路器短路开断过程数值计算与分析

目前国内外在超高压领域应用的断路器多为压气式SF6断路器或双断口自能式断路器,对于550 kV单断口自能式灭弧室的研究尚属空白。文中基于磁流体动力学理论,建立考虑喷口烧蚀的二维动态电弧数学模型,完成高压SF6自能式断路器不同开断条件下(短路电流有效值为63 kA和40 kA,燃弧时间为12、16.3、20.8 ms)燃弧过程的仿真计算。计算结果表明:12 ms燃弧条件下,63 kA电弧在电流峰值时刻最高温度为28900 K,较40 kA条件高约2000 K;开断全过程,63 kA条件下膨胀室压强最高可达3.78 MPa,40 kA条件下最高为2.77 MPa。开断不同短路电流时,阀片的动作时间相差较小;对应于上述3种燃弧时间,阀片动作先后顺序为16.3、12、20.8 ms,时间依次滞后0.1 ms。40 kA,12 ms条件下喷口烧蚀量为6.34 g;而63 kA条件下,对应于上述3种燃弧时间,烧蚀量分别为11.25、15.65、19.44 g。

由断口并联电容器介损偏大引起的750 kV SF_6罐式断路器故障分析

为掌握750 k V SF6罐式断路器出现闪络故障的原因和积累故障分析经验,针对新疆哈密750 k V变电站一起750 k V SF6罐式断路器故障,通过设备故障现场勘查、返厂解体、元件试验检测、产品质量溯源等手段,深入分析了故障元件的电气特性,寻找到该断路器发生故障的内因,确认该断路器是由于断口并联电容器介质损耗偏大引起的电容器爆炸,进而导致断路器断口击穿,最终演变成对地闪络,从而为今后750 k V断路器的故障查找和运维保障提供了可借鉴的经验和思路。

35kV LW18 SF_6柱式断路器爆炸故障分析

35 kV LW18 SF6柱式断路器配有弹簧操动机构,带内附式电流互感器,SF6气体通过底座大罐贯通性三相连通。该文主要对该次故障暴露出的LW18断路器在安全方面存在的隐患进行分析,并建议尽早对LW18型断路器进行治理。

363 kV多断口快速真空断路器电场仿真分析

针对真空开关在363kV电压等级电网中的应用问题,提出了一种新型具有串并联结构的多断口快速真空断路器。根据单台断路器的实际设计尺寸建立了多重介质三维电场计算模型,采用有限元计算得到了整机的电场分布。对整机的均压环、绝缘子、灭弧室和均压电容的绝缘强度进行了分析。计算结果表明:在额定电压下,均压环表面电场最大值为1.23kV/mm,绝缘子表面电场最大值为0.48kV/mm,灭弧室内外、均压电容以及其他部件的表面电场均小于0.4kV/mm。整机电场均处于控制范围内,计算结果可以为样机的优化和生产提供参考。

±10 kV直流配网用混合式中压直流断路器拓扑设计与试验

为解决±10 kV柔性直流配电网发生短路时故障电流大,开断短路电流困难的问题,提出一款±10kV混合式中压直流断路器拓扑方案。利用PSCAD/EMTDC软件对该直流断路器拓扑进行仿真。仿真结果表明:当系统发生短路时,直流断路器能够在2.54 ms(<3 ms)时间内分断2.5 kA短路电流,转移支路中承压绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)两端最大电压约为17.5 kV,同时研究了RC回路中不同R值(1Ω,5Ω,10Ω)对系统电压振荡波形的影响,R取值越大振荡时间越小;同时理论推导了直流断路器分断过程中的电气应力暂态方程。最后基于所提出的拓扑结构研制了±10 kV直流断路器样机,搭建试验平台对直流断路器开展分断试验。试验结果表明:该款±10 kV直流断路器能够在3 ms内双向(正向和反向)开断100 A小电流和2.5 kA短路大电流,试验结果与仿真结果保持一致。

ZF27-800型GIS的关键技术

ZF27-800型GIS是为满足我国西北750 kV输电工程自主研发的800 kV气体绝缘金属封闭开关设备。笔者介绍了ZF27-800型GIS的研制情况,主要对800kV断路器的开断系统、绝缘系统、传动系统和动力系统的关键技术进行了分析,还对GIS中的母线、进出线套管的设计技术进行了说明。