合成試驗(yàn)中的關(guān)合與開斷回路

楊曉衛(wèi) 付二順 高 楊

（河南省高壓電器研究所有限公司）

0 引言

合成試驗(yàn)作為容量試驗(yàn)的最重要組成部分，它的試驗(yàn)?zāi)芰Υ砹艘粋€(gè)高壓試驗(yàn)站的試驗(yàn)?zāi)芰?。斷路器試?yàn)需要很大的短路容量，如最常規(guī)的252kV滅弧室開斷40kA，直接試驗(yàn)需要單相容量達(dá)7.6GVA的電源，這比目前規(guī)模最大的實(shí)驗(yàn)室最大輸出容量還要大，因此只能采用合成試驗(yàn)進(jìn)行替代。高壓斷路器的基本短路試驗(yàn)全部需要合成試驗(yàn)回路。

1 合成試驗(yàn)的過(guò)程

合成試驗(yàn)分為兩個(gè)過(guò)程，合閘與分閘，根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目的不同，合閘分為全電壓下的合閘（關(guān)合）和空載合閘，分閘是規(guī)定電流下的分閘（開斷），其操作順序如下表所示。

表 操作順序

（續(xù)）

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓交流斷路器》要求，不可替代的操作順序在此不再進(jìn)行探討，針對(duì)替代的全電壓下的關(guān)合與規(guī)定電流下的開斷操作進(jìn)行分析，國(guó)內(nèi)所有的試驗(yàn)站都是選用C*－C**O替代。合成試驗(yàn)全電壓的關(guān)合回路構(gòu)建如圖1所示。

圖1 關(guān)合回路構(gòu)建

全電壓的關(guān)合主要考核被試斷路器在高電壓、大 電流下能否合閘到位。首先MB斷路器合閘，MS合閘開關(guān)合上，待電壓源電容C1充完電后，操作斷路器CB合閘，試品TO合閘，試品發(fā)生預(yù)擊穿，關(guān)合球Gap1受觸發(fā)燃弧，這時(shí)的大電流和高電壓同時(shí)施加在試品上，5～8ms后操作斷路器AB1合閘，電流源持續(xù)作用在試品上，經(jīng)過(guò)約100ms后操作斷路器CB分閘，關(guān)合試驗(yàn)結(jié)束。如果試品TO能合閘成功，則關(guān)合試驗(yàn)通過(guò)。

規(guī)定電流下的開斷試驗(yàn)回路構(gòu)建如圖2所示。

圖2 開斷試驗(yàn)回路構(gòu)建

開斷試驗(yàn)主要考核斷路器在規(guī)定的電流下，分閘過(guò)程中產(chǎn)生較高的瞬態(tài)恢復(fù)電壓（TRV），斷路器能有效熄滅電弧并且能耐受TRV。首先MB斷路器合閘，MS合閘開關(guān)合上，AB2操作斷路器合閘，試品TO合閘。待電壓源電容C2充完電后，點(diǎn)火球Gap2受觸發(fā)導(dǎo)通，同時(shí)操作斷路器CB合閘，試品TO分閘，如果試品能熄滅電弧并且能夠承受瞬態(tài)恢復(fù)電壓和工頻恢復(fù)電壓，那么開斷成功。

2 合成回路的優(yōu)化布局

國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)站目前都采用獨(dú)立的全電壓關(guān)合和規(guī)定電流下的開斷回路，這樣雖然滿足試驗(yàn)要求，但是效率不高，由于是兩次獨(dú)立的試驗(yàn)，先布置關(guān)合回路，待關(guān)合試驗(yàn)完成后再改成開斷回路。如果采用如圖3的融合試驗(yàn)回路，則能滿足所有要求下的CO操作。該CO操作之間沒有人為的時(shí)延，不同斷路器之間會(huì)有差異，但合分閘時(shí)差都在50～80ms之間，對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。首先MB、MS、AB3合閘，CB、AB1、AB2、TO分閘，待電壓源電容C1、C2充完電后，操作斷路器CB合閘，試品TO進(jìn)行CO操作，試品合閘過(guò)程中發(fā)生預(yù)擊穿，關(guān)合球Gap1受觸發(fā)燃弧，這時(shí)的大電流和高電壓同時(shí)施加在試品上，5～8ms后操作斷路器AB1合閘，待試品完全合閘結(jié)束后約20ms后AB3分閘，將C1電壓源進(jìn)行隔離，約90ms后AB2合閘，將電壓源C2的電通過(guò)點(diǎn)火球Gap2施加在試品上，電流源持續(xù)作用在試品上，經(jīng)過(guò)約300ms后操作斷路器CB分閘，整個(gè)CO操作完成，通過(guò)試波圖判斷試品在整個(gè)的試驗(yàn)過(guò)程中沒有重燃和擊穿，則試驗(yàn)通過(guò)。試驗(yàn)前取得試品的分合閘時(shí)間，控制上就能精準(zhǔn)地根據(jù)試品不同狀態(tài)施加電流和電壓。

圖3 融合試驗(yàn)回路

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)替代方案與融合方案比較可以看出，替代方案需要兩次長(zhǎng)時(shí)間布置試驗(yàn)回路，試驗(yàn)過(guò)程比較漫長(zhǎng)，控制相對(duì)簡(jiǎn)單。融合方案需要兩套獨(dú)立的回路并在一起，通過(guò)精準(zhǔn)地控制投切開關(guān)，根據(jù)試品的合閘分閘過(guò)程將標(biāo)準(zhǔn)要求的電流和恢復(fù)電壓在不同時(shí)段加在試品上，完成該試驗(yàn)。相信隨著試驗(yàn)站的發(fā)展，為了提高試驗(yàn)站的試驗(yàn)效率，會(huì)將試驗(yàn)回路進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)一次布置試驗(yàn)回路進(jìn)行全電壓的關(guān)合和全電流的開斷。