一种特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法技术

本发明专利技术提供一种特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，通过ATP仿真验证，试验结果符合标准及特高压工程对投切电容器组试验的各项要求，并且，利用合成回路和LC振荡回路进行试验，不但降低了试验站对试验装备的过载投入，也降低了长时间、大数量的电寿命试验带来的设备安全风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于特高压工程用开关设备试验领域，具体涉及。
技术介绍
特高压电网送电功率变化大、无功电压控制问题十分突出，投切主变三次侧的电容器组是控制系统电压的重要手段。特高压交流试验示范工程无功补偿电容器组电压高、容量大，系统计算提出，荆门和晋东南特高压变电站要求投切电容器组断路器额定电压145kV，额定电容器组开断电流1600A。另外，特高压系统电容器组断路器作为电容器组投切 的主要手段，投切电容器组频率高，日频次可高达3 4次，对电寿命提出了很高的要求，而现有产品普遍存在电寿命严重不足的问题。我国特高压交流试验示范工程中使用中的电容器组断路器电寿命摸底试验验证电寿命不到1000次，不能满足特高压工程需要。电容器组断路器电寿命不足时可能发生重击穿，产生重击穿过电压，威胁电容器组设备安全，而对此过电压尚缺乏有效的保护手段，所以可能对特高压系统安全运行产生严重威胁。随着特高压电网的发展，电容器组断路器电寿命不足的影响将愈加显著，所以急需开展高寿命电容器组断路器的研制、试验验证及工程应用。而针对特高压工程的特殊需求，世界上尚未进行过如此高寿命电容器组断路器的试验验证。特高压交流变电站内主变高、中压侧电压处于不同运行水平时，第三绕组投入容性无功补偿时，第三绕组电压也在不同的水平。若第三绕组电压超过最高运行电压，无功补偿设备将不能投入运行。因而，以第三绕组最高运行电压为标准，计算得出的无功补偿容量是衡量主变无功补偿能力的最直接指标。表I为主变第三绕组投入1500Mvar容性无功补偿时第三绕组的电压特性，备注栏为若第三绕组电压超过最高运行电压，允许投入的最大容性无功补偿量。主变中压侧分接头在最大位置时，高压侧电压在1000 IlOOkV,中压侧电压在500 550kV时，投入1500Mvar容性无功补偿时第三绕组电压均不会超过最高运行电压126kV。随着主变分接头位置的降低，第三绕组电压将升高，某些情况下电压会超过最高运行电压，如中压侧分接头在中间位置时，若中压侧电压为550kV，则第三绕组电压在128. 9 130kV之间，这种情况下只能允许投入IOOOMvar的容性无功补偿。若主变分接头在最小位置，允许投入的容性无功补偿容量进一步降低，最低为270Mvar。可见，该方案下某些运行方式下，低压侧无功补偿能力将受限，最严重时只能投入270Mvar容性无功补偿。主变最大容性无功补偿容量范围为270 1500Mvar，实际运行中可根据系统运行条件合理配置分接头位置，从而保证第三绕组能够实现满容量无功补偿。表I权利要求1.，其特征在于所述方法包括以下步骤 步骤I :进行T60预备试验； 步骤2 :进行关合涌流试验； 步骤3 :进行容性电流开断试验； 步骤4 :采用合成试验方式循环进行关合涌流试验和容性电流开断试验。2.根据权利要求I所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述步骤I中，在额定气压下，进行3次T60开断试验，所述T60开断试验的电流为60%额定短路电流，燃弧时间符合国家标准中T60试验要求，并且对于恢复电压不做要求。3.根据权利要求I所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述步骤2中，采用LC振荡回路进行至少120次关合涌流试验。4.根据权利要求3所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于关合涌流试验中，试验电压与额定容性电流开断试验单相直接试验电压相同；涌流峰值和频率由被试断路器要求决定，涌流预期阻尼系数大于或等于O. 85。5.根据权利要求3所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述LC震荡回路包括依次串联的充电电容Cl、放电电感LI和断路器SO ;LC振荡回路将充电电容Cl进行充电后，关合断路器SO，充电电容Cl经过放电电感LI进行放电，产生高频率振荡电流，选择电容和电容，即得到所需的断路器电流。6.根据权利要求I所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述步骤3中，通过电流引入回路进行容性电流开断试验。7.根据权利要求6所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述电流引入回路中，电流源提供电流过零前的大电流，电压源在电流过零前已经作用在断路器SO'上，电压源同时提供部分电流。8.根据权利要求7所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于电流过零时，电压源提供的恢复电压立即自动作用在断路器SO上；具体过程为试验前，辅助断路器SI处于分闸位置，断路器SO丨处于合闸位置，关合辅助断路器SI，断路器SO'有电流Ic流过，令辅助断路器SI与断路器SO'开断，进而产生电弧，电弧在电流过零时熄灭，恢复电压自动加到断路器SO '上。9.根据权利要求6所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述容性电流开断试验包括以下步骤 步骤A :进行120次额定容性电流开断试验； 步骤B :进行8次10 40%额定容性电流开断试验； 步骤C :重复步骤A和步骤C的试验。10.根据权利要求9所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于在额定容性电流开断试验中，共计120个开断关合操作，其中，12个开断关合操作分布在一个步长15°的极性上，42个开断关合操作在一个极性上的最短燃弧时间内，12个开断关合操作分布在另一个步长15°的极性上，42个开断关合操作在另一个极性上的最短燃弧时间内，其余开断关合操作均匀分布，合闸操作都为空操作，脱扣器为最高电压，灭弧室为额定压力，6°步长为最短燃弧时间。11.根据权利要求9所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述10 40%容性电流开断试验中，共计48个关合操作，其中，12个关合操作分布在一个步长15°的极性上，6个关合操作在一个极性上的最短燃弧时间内，12个关合操作分布在另一个步长15°的极性上，6个关合操作在另一个极性上的最短燃弧时间内，其余关合操作均匀分布，脱扣器为最高电压，灭弧室为最低功能压力，6°步长为最短燃弧时间；对于所有的电容器组关合操作，关合应发生在外施电压峰值±15°内，关合电流至少应等于背对背电容器组关合涌流，背对背电容器组开合试验时涌流的预期阻尼系数，即同一极性的第二个峰值与第一个峰值的比值应等于或大于O. 85。12.根据权利要求I所述的特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于所述投切电容器组断路器电寿命试验的试验电流应根据被试断路器要求开断的背对背电容器组电流，分别施加额定容性电流，以及根据试验方法施加10 40%额定容性电流；试验电压为被试断路器额定相电压与阻尼系数的乘积，电源回路应能够根据断路器动作分别提供电压和电流，其中，电源回路提供工频电压的变化在进行额定容性电流开断试验时应小于2%，在进行10 40%额定容性电流开断试验时应小于5% ;电源回路阻抗不低至使其短路电流超过断路器额定短路开断电流，回路的电容以及电源侧的电容和负载侧的电容之间的阻抗，应使得在100%额定背对背电容器组开断电流试验时达到额定电容器组关合涌流。全文摘要本专利技术提供，通过ATP仿真验证，试验结果符合标准及特高压工程对投切电容器组试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压工程用投切电容器组断路器电寿命试验方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：进行T60预备试验；步骤2：进行关合涌流试验；步骤3：进行容性电流开断试验；步骤4：采用合成试验方式循环进行关合涌流试验和容性电流开断试验。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨堃，宋杲，崔博源，李炜，和彦淼，王承玉，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：