真空断路器投入并联电容器的过电压分析及防护

发布时间：2018-11-17 16:23

【摘要】：真空断路器在合闸投入并联电容器的过程中,可能会产生严重的过电压,导致相关设备损坏,国内已有多个变电站出现此类故障。为此以某110 kV事故变电站10 kV系统为对象,研究了过电压产生的原因,发现如果真空断路器在电流即将过零点时开始合闸,由于出现合闸弹跳,断口间会出现燃弧-熄弧-燃弧的现象,导致电容器上串联的电抗器与杂散电容产生谐振引发过电压,该过电压的出现随合闸时刻的不同呈现随机性。为深入研究该过电压特性,基于电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了真空断路器投切并联电容器过电压计算模型,分析了不同合闸时刻电压、电流波形,提出了过电压防护措施并进行了计算验证。计算结果表明,合闸时过电压幅值标幺值最高可达8,在串联电抗器侧加装避雷器可将过电压标幺值抑制在3以下(基准值为8.98 kV)。该结果证明了理论分析的正确性和防护措施的有效性,为保障真空断路器安全投入并联电容器提供了理论依据。
[Abstract]:The vacuum circuit breaker may cause serious overvoltage in the process of closing and putting into shunt capacitor, which may lead to the damage of related equipment. There are many substations in China. Taking the 10 kV system of a 110 kV accident substation as an object, the cause of overvoltage is studied. It is found that if the vacuum circuit breaker starts closing when the current is about to cross zero, the switch bouncing will occur. The phenomenon of arc ignition, arc extinguishing and arc burning will occur in the fracture surface, which leads to the resonance of the reactor and stray capacitor in series on the capacitor, and the occurrence of the overvoltage is random with the different closing times. In order to deeply study the overvoltage characteristics, a voltage calculation model of vacuum circuit breaker switching shunt capacitor is established based on the power system electromagnetic transient simulation software PSCAD/EMTDC, and the voltage and current waveforms at different closing times are analyzed. Overvoltage protection measures are proposed and verified by calculation. The calculation results show that the maximum value of overvoltage amplitude scale is up to 8 when the switch is closed, and the unit value of overvoltage scale can be restrained below 3 (the reference value is 8.98 kV).) by adding lightning arrester to the side of series reactor. The results prove the correctness of the theoretical analysis and the effectiveness of protective measures, and provide a theoretical basis for ensuring the safety of vacuum circuit breakers into shunt capacitors.
【作者单位】： 江苏省电力公司电力科学研究院;华中科技大学电气与电子工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2011CB209403)~~
【分类号】：TM561.2;TM53

【参考文献】

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【共引文献】

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