本发明专利技术提供了一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其采用三相独立结构，由非导磁金属外壳封闭，内充绝缘气体。每相包括２～４个相互紧密耦合的电感线圈组成的电抗器和２～４个并联的断路器，还可以根据需要，将系统中的隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器等组件也加入组合装置，形成一种适应变电站紧凑型布置的大容量开关组合装置，本发明专利技术能通过气体隔离气阀将装置内各组件分隔成不同充气单元，使得不同充气单元的气体压力及气体种类可以根据需要不同配置。本发明专利技术采用了高电气强度的气体绝缘和金属外壳封闭，使原露天敞开式靠空气绝缘的电抗器与断路器的组合整体体积减小了，且更安全稳定，不易受外界环境干扰。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，属于输配电领域。
技术介绍
随着电力系统联网的不断加强，系统的短路容量越来越大，甚至超过了高压断路器 的额定开断电流，严重制约了电网的建设发展。另外，当大容量发电机出现端口短路时， 形成的短路电流也将超过目前的高压断路器的开断容量。据计算，三峡发电机组出现出 线端短路时，短路电流可达300kA，而国内现有500kV断路器开断电流最大只能达到 63kA，国外的真空断路器或六氟化硫断路器也只能达到80kA，且价格昂贵，现有的开 关装置已不能满足开断故障电流的要求。中国专利CN200720086448.5 "并联型断路器"中提到，通过耦合电抗器实现两个 及以上断路器的可靠并联，保证并联断路器间的均流并实现故障时的自动限流，将断路 器的开断容量提高了一倍以上。一般用在电力系统中的串联补偿电抗器或限流电抗器，只是在特定场合或事故情况 下通过快速操动机构投运，平时并不在主系统中运行。而专利CN200720086448.5中的 耦合电抗器与并联断路器的组合需要在电力系统中长期运行，只要该断路器所在的母线 运行，此耦合电抗器就必须无间断带电运行。如果耦合电抗器自身的绝缘性能及抗外界 干扰能力不能保证，将其引入系统，不但不能起到提高断路器开断能力的作用，反而会 大大降低系统的稳定性和传输容量。由于该用途的电抗器的耦合度要求很高，电抗器的两个耦合线圈之间距离很近。应 用于220kV及以上线路时，对电抗器的匝间绝缘与层间绝缘提出了很高的要求。线圈的 绝缘应能无损伤地承受工作电压，以及在电网中可能发生的操作过电压和大气过电压。 为了保证绝缘，电抗器的线圈绝缘采用了很厚的绝缘材料，这增大了电抗器的体积及成 本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其可以改善耦合电抗器的绝缘及抗外界干扰能力，提高大容量断路器整体的安全性与稳定性，减小 装置的体积。本专利技术的技术方案是 一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，采用三相独 立结构，每相包括紧耦合电抗器和2 4个并联的断路器，电抗器由2 4个相互紧密耦合 的电感线圈组成，电抗器线圈分别出线引至并联断路器；其特征在于还包括接地的非 导磁金属外壳，电抗器和断路器都在外壳内；气体隔离阀将外壳内各部件分隔成不同充 气单元，充气单元充入高耐电强度绝缘气体。如上所述的金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其特征在于上述外壳内设 备部件还包括母线进线、隔离幵关、接地开关、电压互感器和电流互感器；高压母线经 高压套管引入间隔，再经隔离开关和母线侧接地开关后引入紧耦合电抗器，由电抗器线 圈分别出线引至并联断路器；并联断路器的出线连接在一起，经电流互感器后接断路器 负荷侧接地开关，再经电压互感器最后经电缆出线至负荷。如上所述的金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其特征在于气体隔离阀将 外壳内的电抗器、断路器、母线进线、隔离开关、接地开关、电压互感器和电流互感器 分隔成不同充气单元，充气单元充入高耐电强度绝缘气体。如上所述的金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其特征在于紧耦合电抗器 中相互耦合的几个线圈等长度，绕向相反；且正、反绕向的几个线圈分别分裂为多个线 圈并联而成；并联的分线圈间釆取辐向绕组嵌套结构，并与之绕向相反的各分线圈间隔 布置。如上所述的金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其特征在于不同充气单元 的气体压力及气体种类根据需要配置。如上所述的金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，其特征在于断路器部分的 隔离气室中采用高压高耐电强度气体介质，其他部分采用与断路器部分相同的气体或气 压较低的绝缘气体或耐电强度相对较低且价格较便宜的混合绝缘气体。本专利技术的有益效果是本专利技术采用了高电气强度的气体绝缘和金属外壳封闭，使原 露天敞开式靠空气绝缘的电抗器与断路器的组合整体体积减小了，且更安全稳定，不易 受外界环境干扰。另外本专利技术可以集成变电站其他电气设备如电压\电流互感器、隔离 开关等，整体形成一个大容量的气体绝缘封闭式组合电器GIS (也可以不集成入)，进 一步减小各设备所占体积。41. 本专利技术采用紧耦合电抗器实现电流在并联断路器之间自动均流、限流，可以将现 有开关装置的短路电流开断容量扩大一倍。由于其工作原理基于电感自身物理特 性，没有复杂的电子控制装置，因此更安全可靠。将此紧耦合电抗器加入传统金 属封闭气体绝缘组合开关装置中，实现了大容量组合开关。本装置可以在 35kv-lOOOkv范围适用。2. 本专利技术采用高耐电强度的气体介质作为该紧耦合电抗器的主绝缘及纵绝缘，取代 原依靠沥青云母带绝缘与空气绝缘的组合设计，绝缘介质分布均匀，整个电抗器 的总体积可以明显减小。同时采用非导磁的金属外壳封装，本专利技术可以改善紧耦 合电抗器的绝缘及抗外界干扰能力，提高大容量断路器整体长期运行的安全性与 稳定性。3. 本专利技术将组合装置通过气体隔离阀按实际需要分隔成不同充气单元，可以在对灭 弧性能要求高的断路器部分采用高压高耐电强度气体介质，同时在其他部分采用 气压较低的绝缘气体或耐电强度相对较低且价格较便宜的混合绝缘气体。这样降 低了气体总成本，并便于检修。附图说明图1为本专利技术实施例金属封闭气体绝缘的大容量开关组合装置的电路示意图。 图2为本专利技术实施例金属封闭气体绝缘的大容量开关组合装置的内部结构示意图。 图3-1为图1中的电抗器中两个线圈相互耦合的横断面结构示意图。 图3-2为图1中的电抗器中两个线圈相互耦合的纵断面结构示意图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。图1中标记的说明l-隔离开关，2-母线侧接地开关，3-电抗器，4-断路器，5-电流互感器，6-断路器负荷侧接地开关，7-电压互感器，8-快速接地开关，9-电缆出线。 图2中标记的说明10-隔离气阀，11-高压套管，12-金属外壳。 图3-1和图3-2中标记的说明13， 14， 15， 16， 17， 18， 19， 20-线圈。 本专利技术实施例装置采用三相独立结构，由非导磁金属外壳12封闭，内充绝缘气体。 每相包括2 4个相互紧密耦合的电感线圈组成的电抗器3和2 4个并联的断路器4，还可以根据需要，将系统中的隔离开关l、母线侧接地开关2、电压互感器7、电流互感 器5等组件也加入组合装置，形成一种适应变电站紧凑型布置的大容量开关组合装置， 非导磁的金属外壳12接地。可以通过气体隔离气阀IO将各组件(如母线进线、隔离开关l、电抗器3、断路器 4、母线侧接地开关2、电压互感器7、电流互感器5等)分隔成不同充气单元，使得不 同充气单元的气体压力及气体种类可以根据需要不同配置。所述的绝缘气体是采用除大气压下空气以外的高耐电强度气体介质，如气压大于0. 1MPa的压縮空气或氮气(N2)、氩气(A》、二氧化碳气体(C02)等，六氟化硫(SF6) 气体、三氟碘甲烷(CF3I)气体、八氟异丁烯(c-C4F8)气体、四氟甲垸(CF4)气体、 全氟丙烷(C3F8)气体、全氟乙垸(C2F6)气体等，或者以上气体的不同比例混合气体。 包括并不限于以上提及气体。并联的断路器4型号相同，其灭弧介质可以为真空或除大气压下空气以外的高耐电 强度气体介质，如气压大于0.1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置，采用三相独立结构，每相包括紧耦合电抗器和２～４个并联的断路器，电抗器由２～４个相互紧密耦合的电感线圈组成，电抗器线圈分别出线引至并联断路器；其特征在于：还包括接地的非导磁金属外壳，电抗器和断路器都在外壳内；气体隔离阀将外壳内各部件分隔成不同充气单元，充气单元充入高耐电强度绝缘气体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜忠东，王晓琪，陈轩恕，刘飞，尹婷，杜砚，李辉，赵军，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。