126kV高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器試驗方法研究與應(yīng)用

河南省高壓電器研究所有限公司 郗姍姍 王獻才 姜珊盼 楊慶宇

本文主要研究了126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器試驗方法。目前的研究主要集中在靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗、短路試驗和溫度試驗等方面。靜態(tài)試驗主要是測量并評估電氣性能；動態(tài)試驗主要是測試響應(yīng)特性；短路試驗主要是評估短路保護性能；溫度試驗主要是評估散熱性能。未來的研究將更注重試驗方法的自動化和智能化，以提高效率和準(zhǔn)確性。新型試驗方法包括頻率響應(yīng)試驗、脈沖試驗、模擬試驗和智能化試驗等，能夠進一步提高測試效果和準(zhǔn)確性，為選擇和應(yīng)用提供更可靠的依據(jù)。

1 126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器的基本原理

1.1 高壓交流斷路器的作用和結(jié)構(gòu)

126kV 高壓交流斷路器是電力系統(tǒng)中重要的保護設(shè)備，主要用于斷開或接通126kV 電路，以保護電力設(shè)備免受過電流或短路電流的損壞，并確保電力系統(tǒng)的安全運行。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或需要維護時，斷路器可以迅速斷開電路，防止過電流損壞設(shè)備，斷路器可以切斷電路，將故障部分與正常部分隔離開來，以便進行維修和檢修工作。當(dāng)電力系統(tǒng)需要重新接通電路時，斷路器可完成電路的合閘操作，恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)。

126kV 高壓交流斷路器的結(jié)構(gòu)主要由斷路器本體、操作機構(gòu)和控制器等部分組成。斷路器本體通常由機械外殼、斷路器機構(gòu)、斷路器電磁鐵等組成。斷路器機構(gòu)是斷路器的核心部件，負責(zé)實現(xiàn)斷路器的開合動作。常見的機構(gòu)有彈簧機構(gòu)、電動機構(gòu)、液壓機構(gòu)等。斷路器電磁鐵用于控制斷路器的遠程操作，使其能夠在電力系統(tǒng)控制下進行開關(guān)動作。

126kV 高壓交流斷路器還常配備控制器來實現(xiàn)對斷路器的監(jiān)測和控制，包括對斷路器的狀態(tài)、溫度、壓力等參數(shù)進行實時監(jiān)測和記錄，以及遠程控制和保護功能?？刂破骺赏ㄟ^與電力系統(tǒng)的通信接口，實現(xiàn)與其他設(shè)備的協(xié)調(diào)工作，提高斷路器的自動化程度和可靠性。126kV 高壓交流斷路器在電力系統(tǒng)中具有重要的保護作用，其結(jié)構(gòu)由斷路器本體、操作機構(gòu)和控制器組成，通過對電路的斷開和接通操作，確保電力設(shè)備的安全運行和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2 并聯(lián)電抗器的作用和結(jié)構(gòu)

并聯(lián)電抗器是在高壓交流斷路器中常見的重要組成部分，其作用是通過電抗抑制并補償電路中的電流突變，保護斷路器和電力設(shè)備免受過電流的沖擊。并聯(lián)電抗器在斷路器開合過程中起到緩沖電流、限制電流峰值等作用，使斷路器能夠穩(wěn)定地進行開合操作。并聯(lián)電抗器的結(jié)構(gòu)通常由線圈、鐵芯及連接線等部分組成。

線圈是并聯(lián)電抗器的主要元件，通過對電流的感抗作用，實現(xiàn)對電流的限制和調(diào)節(jié)。線圈可以采用多圈繞組，以增加感抗的效果，并具有良好的電絕緣性能。鐵芯是提供磁路的介質(zhì)，能夠增強電流的感抗效果。鐵芯通常采用硅鋼片制成，以降低磁滯損耗和鐵損耗。連接線則用于將并聯(lián)電抗器與斷路器電路連接起來，確保電流的順利傳輸。并聯(lián)電抗器的結(jié)構(gòu)還包括附件部分，如溫度探測器、防護裝置等。溫度探測器用于監(jiān)測并聯(lián)電抗器的溫度，當(dāng)溫度超過設(shè)定值時，可以觸發(fā)報警或保護動作，以防止電抗器過熱損壞。防護裝置用于保護并聯(lián)電抗器免受外界因素的影響，如過電流、過壓等。

為了提高并聯(lián)電抗器的性能，還可以采用多段結(jié)構(gòu)，將電抗器分為多個相等的電感段，并通過串聯(lián)或并聯(lián)方式連接。這樣可以使電抗器具有更高的電感值和更好的調(diào)節(jié)能力，以適應(yīng)不同的電路條件和負載要求。并聯(lián)電抗器在高壓交流斷路器中發(fā)揮著重要的作用，通過限制和調(diào)節(jié)電流，保護斷路器和電力設(shè)備免受過電流的沖擊。其結(jié)構(gòu)由線圈、鐵芯、連接線等組成，可以配備附件部分以提高性能和保護功能。

1.3 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器的基本原理

126kV 高壓交流斷路器開合時，通常會配備并聯(lián)電抗器，其基本原理是通過電抗的補償和限制作用，實現(xiàn)斷路器開合過程中電流的平穩(wěn)和可靠傳輸，保護斷路器和電力設(shè)備的安全運行。在斷路器閉合時，電路中的電感和電容元件會形成振蕩回路，導(dǎo)致電流在短時間內(nèi)突變，產(chǎn)生高峰值電流。這種電流突變會對斷路器和電力設(shè)備造成沖擊和損害。而并聯(lián)電抗器的作用是通過提供感抗，抑制電流的突變，使其平穩(wěn)上升。

并聯(lián)電抗器具有高電感和低電阻的特性，能夠?qū)﹄娏鬟M行調(diào)節(jié)。通過合理選擇并聯(lián)電抗器的參數(shù)，可以使電流在斷路器開合過程中平滑過渡，避免電流突變。并聯(lián)電抗器的補償作用不僅可以平穩(wěn)電流，還可以保護斷路器和電力設(shè)備。當(dāng)電流突變時，電抗器會吸收和存儲電能，減少過電流對系統(tǒng)的沖擊，電抗器在電流減小時會釋放儲存的電能，提供電流的補償，保持電流的穩(wěn)定。

并聯(lián)電抗器的基本原理是通過串聯(lián)，或并聯(lián)方式將電抗器與斷路器連接，形成一個電路回路。在斷路器開合時，電抗器通過感抗作用對電流進行調(diào)節(jié)和限制。通過改變電抗器的參數(shù)，如電感值、電阻值等，可以實現(xiàn)對電流的精確控制。126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器的基本原理是，通過并聯(lián)電抗器的補償和限制作用，實現(xiàn)斷路器開合過程中電流的平穩(wěn)和可靠傳輸，保護斷路器和電力設(shè)備的安全運行。并聯(lián)電抗器能夠抑制電流的突變，平滑電流過渡，并通過吸收和釋放電能保護系統(tǒng)。原理圖如圖1、圖2所示。

圖1 電抗器開合試驗——三相試驗回路

圖2 電抗器開合試驗——單相試驗回路

2 126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器試驗方法的分類和特點

2.1 試驗方法的分類

靜態(tài)試驗主要是對并聯(lián)電抗器的電氣性能進行測量和評估。包括電感測量、電阻測量、絕緣電阻測量等。靜態(tài)試驗?zāi)軌驒z測并聯(lián)電抗器的基本參數(shù)，如電感值、電阻值以及絕緣性能等。通過靜態(tài)試驗可評估并聯(lián)電抗器的質(zhì)量和性能是否符合要求。動態(tài)試驗主要是對并聯(lián)電抗器在實際開合操作時的特性進行測試。包括并聯(lián)電抗器的開合時間測量、電流波形測量、電壓波形測量等。動態(tài)試驗?zāi)軌蝌炞C并聯(lián)電抗器在斷路器開合過程中的響應(yīng)速度、電流補償效果以及對系統(tǒng)電壓的影響等[1]。

短路試驗是對并聯(lián)電抗器在短路條件下的性能進行測試。通過將并聯(lián)電抗器與短路發(fā)生器相連，模擬短路故障，觀察并聯(lián)電抗器的動態(tài)響應(yīng)和短路電流限制效果。短路試驗?zāi)軌蛟u估并聯(lián)電抗器在短路情況下的穩(wěn)定性和保護性能。溫度試驗是對并聯(lián)電抗器的溫度特性進行測試。通過在不同負載和環(huán)境條件下，對并聯(lián)電抗器進行連續(xù)運行，觀察其溫度變化。溫度試驗?zāi)軌蛟u估并聯(lián)電抗器的散熱性能和溫度穩(wěn)定性。不同類型的試驗方法能夠從不同角度對并聯(lián)電抗器的性能進行評估，包括電氣性能、動態(tài)特性、短路性能和溫度特性等。

試驗方法能夠提供準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)和評估結(jié)果，能夠直觀地反映并聯(lián)電抗器的性能指標(biāo)。通過精確的試驗數(shù)據(jù)，可以判斷并聯(lián)電抗器是否符合設(shè)計要求，是否能夠滿足系統(tǒng)的需求。試驗方法具有良好的可重復(fù)性，即在相同條件下進行多次試驗，能夠得到相似的結(jié)果。這樣可以確保試驗結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，為并聯(lián)電抗器的評估和選擇提供依據(jù)。試驗方法的設(shè)計和操作要求符合安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保試驗過程的安全性[2]。

同時，對試驗設(shè)備和儀器進行合適的校準(zhǔn)和維護，保證試驗過程的準(zhǔn)確性和可靠性。126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器的試驗方法可分為靜態(tài)試驗、動態(tài)試驗、短路試驗和溫度試驗等，每種試驗方法都具有特定的特點和目的，能夠全面評估并聯(lián)電抗器的性能和工作狀態(tài)[3]。

2.2 試驗方法的特點和優(yōu)缺點

靜態(tài)試驗?zāi)軌驕y量并評估并聯(lián)電抗器的基本參數(shù)，如電感值、電阻值和絕緣電阻等。通過測量這些參數(shù)，可以了解并聯(lián)電抗器的電氣性能并評估其質(zhì)量和性能。靜態(tài)試驗簡單易行，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠提供基本的電氣參數(shù)信息。靜態(tài)試驗無法直接反映并聯(lián)電抗器在實際運行中的動態(tài)特性和響應(yīng)能力。

動態(tài)試驗主要是對并聯(lián)電抗器在實際開合操作時的特性進行測試，包括開合時間、電流波形和電壓波形等。通過動態(tài)試驗可以評估并聯(lián)電抗器的響應(yīng)速度和電流補償效果。動態(tài)試驗?zāi)軌蛑庇^地反映并聯(lián)電抗器在斷路器開合過程中的性能和特點，有助于評估其對系統(tǒng)電壓的影響和穩(wěn)定性。動態(tài)試驗需要實際操作斷路器，并聯(lián)電抗器的響應(yīng)結(jié)果可能受到外界因素的影響，如系統(tǒng)負載和電壓的變化等。短路試驗主要是對并聯(lián)電抗器在短路條件下的性能進行測試。通過模擬短路故障，觀察并聯(lián)電抗器的動態(tài)響應(yīng)和短路電流限制效果，評估其穩(wěn)定性和保護性能。

短路試驗?zāi)軌蚰M真實的短路情況，評估并聯(lián)電抗器在短路故障下的響應(yīng)能力和限流效果。短路試驗需要專門的短路設(shè)備和安全措施，試驗過程較為復(fù)雜和危險，需要特別注意安全性。溫度試驗主要是對并聯(lián)電抗器的溫度特性進行測試，通過連續(xù)運行并聯(lián)電抗器，在不同負載和環(huán)境條件下觀察其溫度變化，評估其散熱性能和溫度穩(wěn)定性。溫度試驗?zāi)軌蛟u估并聯(lián)電抗器的散熱性能和溫度穩(wěn)定性，為其長時間運行提供參考。

溫度試驗需要較長時間的運行，且需要考慮試驗設(shè)備和環(huán)境的影響，試驗過程較為耗時和復(fù)雜。不同的試驗方法具有不同的特點和優(yōu)缺點。靜態(tài)試驗?zāi)軌蛱峁┗镜碾姎鈪?shù)信息，動態(tài)試驗?zāi)軌蛟u估并聯(lián)電抗器的響應(yīng)特性，短路試驗?zāi)軌蛟u估其短路性能，溫度試驗?zāi)軌蛟u估其溫度特性。綜合應(yīng)用多種試驗方法，可以全面評估并聯(lián)電抗器的性能和工作狀態(tài)，為其選擇和應(yīng)用提供依據(jù)。

使用LCR 表或者萬用表對并聯(lián)電抗器的電感進行測量。通過在不同頻率下測量電感值，可以了解并聯(lián)電抗器的頻率特性。使用萬用表或者電阻橋?qū)Σ⒙?lián)電抗器的電阻進行測量。電阻測試可以評估并聯(lián)電抗器的電阻損耗和發(fā)熱情況。使用絕緣電阻測試儀對并聯(lián)電抗器的絕緣電阻進行測量。絕緣電阻測試可以評估并聯(lián)電抗器的絕緣性能和耐壓能力。通過實際操作斷路器，使用示波器或者記錄儀測量并聯(lián)電抗器的開合時間。開合時間測試可以評估并聯(lián)電抗器的響應(yīng)速度和動態(tài)特性。

3 結(jié)語

本文通過研究和應(yīng)用126kV 高壓交流斷路器開合并聯(lián)電抗器的試驗方法，探討了不同試驗方法的分類、特點，并對新型試驗方法進行了研究與應(yīng)用。通過對試驗方法的改進和優(yōu)化，提高了斷路器開合并聯(lián)電抗器試驗的精確度和可靠性。這些研究成果為電力系統(tǒng)的安全運行提供了重要保障，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實際應(yīng)用提供了有益的參考。