[实用新型]一种用于百万伏断路器非对称电流开断的试验回路

说明书

技术领域

本实用新型属于断路器试验技术领域，涉及一种断路器试验回路，尤其是一种用于百万伏断路器非对称电流开断的试验回路。

背景技术

电力系统的各种短路故障中，短路电流常包含有非周期分量。含不同非周期分量的非对称电流对系统中断路器的开断性能存在不同程度的影响，特别是当非对称度较大以及额定电压较高的断路器，其影响更加显著。为考核断路器开断含有非周期分量短路电流的能力，《IEC 62271-100：2008高压开关设备和控制设备》等标准规定了非对称电流开断试验T100a。

对于电压等级较低(800kV及以下)的T100a试验，目前国内已有研究文献提及，如《非对称电流开断合成试验的试验条件及试验回路》，作者吴盛刚，刊名《高压电压》1995，31(6)，-22-28。此文献设计采用新的回路解决非对称电流开断试验时工频电压不易满足的问题，文中述及的两种试验回路仅适用于电压等级不高的断路器的非对称电流试验。

随着系统容量的增加，对于电压等级1100kV、额定短路电流63kA、时间常数120ms的特高压输电回路用断路器，目前没有适当的回路能够满足其非对称电流开断试验。

由于非对称电流开断试验存在问题，国内外已开展了此项试验合成方法的研究，并提出了一些改进的试验回路，但没有一个适合非对称电流开断的合成试验回路投入工业化运行的报道。对这些回路进行建模分析，结合试验室实际情况，参照标准参数，确定这些回路的可行性和存在的问题。这一部分对目前文献中提及的三种回路进行了模拟分析，包括施加交流工频恢复电压的非对称合成试验线路、有串联补偿的非对称电流开断合成试验线路、ABB巴登试验站非对称电流试验回路，这些回路皆存在一些不足，主要为：(1)进行高压、特高压断路器的非对称电流试验时，无法同时满足标准要求的TRV和工频恢复电压；(2)当断路器的时间常数大于试验室系统时间常数且其额定开断容量高于试验室最大试验容量时，无法提供标准要求的大半波电流。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于百万伏断路器非对称电流开断的试验回路，为1100kV 63kA 120ms断路器提供一种可实现非对称电流开断能力考核的试验回路，该回路具有较好的等价性、可实施性和高效性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种用于百万伏断路器非对称电流开断的试验回路，包括并联电流引入回路，其特征在于：在并联电流引入回路中增加一套工频振荡回路作为电流补偿回路，用辅助开关与主回路隔离。

上述工频振荡回路包括第二电容、第二保护装置和第二电感，所述第二电容、第二保护装置和第二电感依次串联后通过所述辅助开关接入并联电流引入回路中。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型用于百万伏断路器非对称电流开断的试验回路完全满足标准要求的TRV和工频恢复电压，而且当断路器的时间常数大于试验室系统时间常数且其额定开断容量高于试验室最大试验容量时，能够提供标准要求的大半波电流。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的电流补偿原理示意图。

其中：BD：保护开关；HK：合闸开关；CD：操作开关；L1：调节电抗器；Cs1-DQ1-LS1：电压回路；Cs2-DQ2-Ls2：电流补偿回路；TB：被试断路器；AB1：辅助开关；AB2：辅助开关；I：总电流；I1：发电机电流；I2：电流回路电流；I3：补偿电流。

具体实施方式

非对称电流最后半波面积的计算：

根据标准的规定，非对称电流试验有三个判据：最后电流半波的幅值；最后电流半波的持续时间；电流零点的直流分量百分数。对百万伏断路器实施非对称电流开断试验，采用的回路基本框架为并联电流引入的合成试验回路，本实用新型是在此框架基础上的改进(见附图6)。对于合成试验回路，电流零点的非对称水平由高压回路决定，因此电流补偿只需满足前两个判据。《IEC 62271-308》中说明：允许短路电流开断前的最后半波的峰值短路电流和短路电流持续时间各自有要求值±10％的公差范围，而且如果电流幅值的公差不能满足时，只要开断前的最后电流半波的持续时间在要求值的90％和110％之间，乘积在要求值的81％和121％之间即可。这里的是最后电流半波要求的峰值，“Δt”是最后电流半波要求的持续时间。对标准中提到的乘积与电流半波面积的关系进行计算分析，认为实际上是对注入电流能量，也就是电流面积的规定。

带电流补偿的并联电流引入合成试验回路