開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品并柜溫升狀況和試驗(yàn)裝置的研究

趙鵬飛 喬春麗 李鐵 惠永峰 唐小蘭

摘 要：針對(duì)目前開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品在電網(wǎng)帶電運(yùn)行的溫升發(fā)熱問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)型式試驗(yàn)要求的溫升試驗(yàn)無(wú)法驗(yàn)證帶電運(yùn)行狀況，必須研究能夠模擬實(shí)際狀況的試驗(yàn)裝置，因此驗(yàn)證產(chǎn)品的真實(shí)溫升發(fā)熱，從而有效提升產(chǎn)品質(zhì)量確保電站安全運(yùn)維。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜；溫升發(fā)熱；型式試驗(yàn)；并柜試驗(yàn)裝置

目前依據(jù)GB11022《高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求》和GB3906《3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》的要求，需要對(duì)開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品進(jìn)行溫升試驗(yàn)，從而考核產(chǎn)品帶電運(yùn)行中的實(shí)際溫升發(fā)熱水平。但目前根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，僅對(duì)單柜試驗(yàn)樣機(jī)施加1.1倍額定電流，試驗(yàn)柜樣機(jī)兩側(cè)無(wú)遮擋處于敞開(kāi)狀態(tài)，利于柜體的散熱。而產(chǎn)品在實(shí)際帶電運(yùn)行時(shí)，往往是并柜狀態(tài)下，熱效應(yīng)相互疊加，且安裝位置處于中間的開(kāi)關(guān)柜相對(duì)封閉不利于散熱，因此運(yùn)行環(huán)境較常規(guī)溫升更為嚴(yán)酷。因此對(duì)開(kāi)關(guān)柜并柜條件下溫升試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行研究，即在并柜封閉條件下驗(yàn)證主母線電流與分支柜電流共同作用下的發(fā)熱效應(yīng)，從而能真正驗(yàn)證產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，真正檢驗(yàn)產(chǎn)品的可靠性。

1 并柜溫升試驗(yàn)方法的研究

采用三臺(tái)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行并柜，柜體兩側(cè)采用端封板封閉。分別在進(jìn)線柜和主母排，以及兩臺(tái)分支柜施加規(guī)定的電流，如圖1所示。

圖1

如圖所示，試驗(yàn)柜放置在中間，兩側(cè)分別設(shè)置進(jìn)線柜和邊封柜，形成封閉的空間，同時(shí)進(jìn)線柜、試驗(yàn)柜、邊封柜分別施加相應(yīng)一次額定電流，這樣就模擬了電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的電流負(fù)荷情況，從而驗(yàn)證了產(chǎn)品溫升發(fā)熱狀況。施加的一次電流如表1所示。

表1

2 并柜溫升試驗(yàn)線路的設(shè)計(jì)

根據(jù)并柜溫升試驗(yàn)的要求，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備來(lái)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，其核心是提供不同的一次電流施加在開(kāi)關(guān)設(shè)備，因此電流源的設(shè)計(jì)就非常重要。

在并柜封閉條件下驗(yàn)證主母線電流與分支柜電流共同作用下的發(fā)熱效應(yīng)，關(guān)鍵在于采用合理的電流源分別為主母線、進(jìn)線柜和邊封柜提供試驗(yàn)用電流，來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的真實(shí)狀態(tài)。即需要研制新型大電流發(fā)生裝置來(lái)提供試驗(yàn)電流。

其難點(diǎn)是：

（1）并柜的所有柜體額定電流不相同，如何能夠通過(guò)分流才能使所有柜體同時(shí)滿(mǎn)足所需要的額定電流，且通入電流后主母排上的電流滿(mǎn)足其使用的額定電流。

（2）目前的溫升試驗(yàn)設(shè)備上部只能對(duì)單臺(tái)柜體進(jìn)行溫升試驗(yàn)，無(wú)法進(jìn)行分流，且容量無(wú)法達(dá)到要求，需要對(duì)其試驗(yàn)線路和設(shè)備進(jìn)行重新改進(jìn)，最終確定的試驗(yàn)線路原理如圖2所示。

圖2

3 并柜溫升試驗(yàn)的實(shí)施

（1）分別設(shè)計(jì)和計(jì)算進(jìn)線柜和主母線電流源（大電流發(fā)生器）、分支柜電流源（大電流發(fā)生器）的規(guī)格容量。

（2）設(shè)計(jì)大電流發(fā)生器試驗(yàn)線路。

（3）搭建整套試驗(yàn)系統(tǒng)線路，并設(shè)計(jì)整套試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)區(qū)域的布局。

（4）投制三臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī)柜。

（5）整套溫升試驗(yàn)線路與試驗(yàn)樣機(jī)柜的聯(lián)調(diào)，確保試驗(yàn)電流符合圖2的規(guī)定。

（6）試驗(yàn)方法：首先進(jìn)行試驗(yàn)柜單柜的溫升試驗(yàn)，記錄數(shù)值。單柜溫升試驗(yàn)至少進(jìn)行8h且1h內(nèi)溫升的增加不超過(guò)1K，并按照要求填寫(xiě)記錄。單柜溫升試驗(yàn)試驗(yàn)合格后，三臺(tái)樣機(jī)柜進(jìn)行并柜溫升試驗(yàn)。并柜溫升試驗(yàn)方法：用進(jìn)線柜和主母線電流源（大電流發(fā)生器）為進(jìn)線柜施加電流（確保進(jìn)線柜與主母排均為4000A＼3150A電流），同時(shí)用分支柜電流源（大電流發(fā)生器）為試驗(yàn)柜和邊封柜施加電流。并柜溫升試驗(yàn)至少進(jìn)行8h且1h內(nèi)溫升的增加不超過(guò)1K，并按照要求填寫(xiě)記錄。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于產(chǎn)品并柜進(jìn)行溫升試驗(yàn)理論研究，可以有效地將產(chǎn)品出廠試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相結(jié)合，使產(chǎn)品的出廠試驗(yàn)?zāi)軌蛲耆M現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，提高產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的可靠性；同時(shí)可以找出現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品發(fā)熱的故障點(diǎn)所在，為后期產(chǎn)品的改進(jìn)提供理論研究的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]GB3906-2006.3.6kV～40.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)[S].

[2]GB/T11022-2011.高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共用技術(shù)要求[S].