高压断路器投电容器组合闸涌流的分析研究

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近年来,高压断路器投切电容器组的事故率非常高。经统计,与合闸操作过程相关的事故有一半以上,电容器组投切事故与合闸涌流有很大的关系。首先,实际运行经验表明,实际合闸涌流与继电保护整定值相差过大,引起了断路器的误动作,进而引发了断路器或者无功补偿电容器组的起火或者爆炸;其次,由于断路器长期开断、合闸电容器组,巨大的合闸涌流会对高压断路器的触头造成很大的损伤,影响断路器投切电容器组的能力,长期投切电容器组容易引发事故。为了准确把握与高压电容器组合闸涌流相关的电力事故原因,本文围绕合闸涌流本身的暂态变化过程及合闸涌流对高压断路器的影响两个方面对高压断路器投电容器组时产生的合闸涌流进行了深入的分析研究:一方面本文先从电容器组合闸涌流的暂态变化规律出发,分析高压断路器投电容器组合闸涌流实际值过大的原因,主要可以概括为以下三点:首先对三相同期合闸电容器组过程进行暂态分析,分析某个参数变化对合闸涌流的影响,然后分析三相非同期合闸电容器组的暂态过程,具体分析每一相涌流的变化规律,并借助ATP-EMTP软件对电容器组合闸过程进行仿真,得出三相非同期合闸时合闸涌流的变化规律;其次分析了最新实施标准中背靠背电容器组合闸涌流峰值的计算模型,并与之前标准中背靠背电容器组合闸涌流峰值的计算模型进行对比,指出了原来标准的不足,得出串联电抗器时,背靠背电容器组合闸涌流峰值的计算必须计入电源侧向电容器组灌入的涌流,最后经过仿真及现场试验验证了结论;最后分析了现场运行情况下,三相串联电抗器之间的非对称耦合电感对电容器组合闸涌流的影响,并借助ATP-EMTP软件对分析过程进一步验证,得出非对称耦合电感会对电容器组合闸涌流产生较大影响。另一方面本文从实际情况出发,研究电容器组合闸涌流对真空断路器及六氟化硫断路器的影响。主要从断路器的灭弧原理,灭弧室结构及两种高压断路器投电容器组时的预击穿特性进行分析研究,根据两种断路器的具体特点分析了合闸涌流对两种不同断路器的影响,最后分别根据相关的试验结果,对理论分析进行了说明验证,得出真空断路器在关合电容器组时存在不足,六氟化硫断路器灭弧室结构设计更加适合电容器组的投切。
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