机械式高压直流断路器开断性能试验研究

发布时间：2021-04-13 13:16

　　高压直流断路器是多端直流输电及高压直流系统联网的基础和安全保障,它不仅要能够开断短路电流而且要能够开断小负载电流,实现对高压直流系统的保护及控制功能。文中在振荡回路中对机械式高压直流断路器开断大电流及小电流的性能进行了测试。分别测试机械式高压直流断路器开断17.5 kA和开断50 A电流时的恢复电压值和恢复电压变化率。在试验中发现机械式高压直流断路器开断17.5 kA电流时可以在叠加高频振荡电流后的第1次过零点处开断,但是在开断50 A电流时需要在第2次电流过零点处才能开断。开断50 A电流时机械断路器上的恢复电压及恢复电压变化率均比开断17.5 kA电流时相应的值大。这一测试结果有助于全面了解高压直流断路器的性能。 

【文章来源】：高压电器. 2020,56(11)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

机械式高压直流断路器的组成部分

试验回路见图2。采用Ls和Cs振荡产生50 Hz交流电流，当电流达到一定值时为图1所示的机械式断路器提供。在交流电流达到最大值时机械断路器打开，开始燃弧，在2 ms内高频振荡电流投入，为机械断路器提供电流过零点，此刻机械断路器K2的高速斥力机构已经使断路器分闸达到最大开距。图2中各电路参数如下：Ls=550μH,Cs=20 mF。改变Cs上的充电电压就可以改变主回路中的工频交流电流。在每次试验中高频振荡电流幅值均为32 kA，振荡频率均为3.5 kHz。试验方法：试验开始时所有开关处于打开状态。先闭合机械断路器K2，然后闭合主开关K1，机械断路器中开始流过50 Hz交流电流。当K2中的电流达到需要开断的交流电流值时打开K2,2 ms后闭合K3，从K2中流过高频振荡电流，用罗格夫斯基线圈(图2中的DCCT)测量K2回路的电流，用高压分压器(图2中的Divider)测量K2两端的电压。将所有测量信号转化成光信号送入主控室的测量系统，通道3显示机械断路器中的电流信号，通道4显示机械断路器K2两端的电压信号。

在图2所示的电路中给Cs充电后关合回路，机械断路器K2打开后高频电流冲入时刻工频瞬时电流为17.5 kA，用高频振荡电流为机械式断路器创造过零点。机械断路器开断的电流波形图和断口电压波形图见图3。图3中线1为机械断路器中电流波形，线2为断口上的电压波形。对机械断路器断口上电压波形的放大图见图4。从图3、4可见：机械断路器在高频电流同方向冲入后第1个过零点处开断。加在K2上的瞬态恢复电压(图4纵向光标线所指)第1波幅值为10.2 kV，恢复电压上升率为0.24 kV/μs。图4 开断17.5 kA电流时机械式高压直流断路器的恢复电压波形图

【参考文献】：
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本文编号：3135366