隔離開關(guān)合接口轉(zhuǎn)換電流的計(jì)算

隔離開關(guān)合接口轉(zhuǎn)換電流的計(jì)算

0使隔離開關(guān)成為城gw5-126gw隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單且易于維護(hù)。唐山供電公司使用較多的應(yīng)用。其中，220kv車輛軸上的110kv隔離開關(guān)是應(yīng)用于上述隔離開關(guān)的。該站經(jīng)常出現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭拉弧燒損現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)不得不更換觸頭。由于檢修一組隔離開關(guān)所需的停電范圍比檢修同一條線路中斷路器的停電范圍大,會造成母線非正常方式運(yùn)行,使110kV母線系統(tǒng)的可靠性降低,影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,因此,提高隔離開關(guān)的可靠性具有重要意義[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。據(jù)變電站運(yùn)行人員介紹,觸頭燒損的隔離開關(guān)全部是母線隔離開關(guān),并且都是在倒母線操作中出現(xiàn)的燒損現(xiàn)象,同時(shí)這些隔離開關(guān)在進(jìn)行倒母線操作時(shí),可聽到明顯的拉弧放電聲。倒母線操作時(shí),產(chǎn)生電弧的主要原因是母線轉(zhuǎn)換電流的存在,筆者就對此展開討論,分析隔離開關(guān)觸頭燒損的原因并給出對策。1-4隔離開關(guān)開口隔離開關(guān)開、合母線轉(zhuǎn)換電流(俗稱母線環(huán)流),是在正常運(yùn)行中,用隔離開關(guān)斷開或閉合由同一電壓等級設(shè)備和母線在變電所內(nèi)部所構(gòu)成的電氣閉環(huán),從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移負(fù)荷電流的操作。在雙母線接線中,隔離開關(guān)開、合母線轉(zhuǎn)換電流的系統(tǒng)圖見圖1。操作目的是:將124出線負(fù)荷由4號母線轉(zhuǎn)移到5號母線。為轉(zhuǎn)移負(fù)荷,已經(jīng)將124-5隔離開關(guān)合上。此時(shí),將124-5合閘的操作叫閉合母線轉(zhuǎn)換電流,接著將124-4隔離開關(guān)拉開時(shí)的操作叫開斷母線轉(zhuǎn)換電流。此時(shí)1號主變電源電流i分別通過支路dca和支路dhgba向124出線負(fù)荷供電,等值電路見圖2。圖2中,Z1為dca支路的阻抗,Z2為dhgba支路的阻抗,Z0為124出線阻抗。由圖2可知,在倒換母線時(shí),124-5合閘的閉合母線轉(zhuǎn)換電流為124-4分閘的開斷母線轉(zhuǎn)換電流為可見,Z2明顯大于Z1,也就是說這里的開斷母線轉(zhuǎn)換電流要大于閉合母線轉(zhuǎn)換電流,當(dāng)需要倒母線操作的間隔距離母聯(lián)間隔越遠(yuǎn)時(shí)(即Z2越大時(shí)),隔離開關(guān)需要斷開的母線轉(zhuǎn)換電流越大,有時(shí)其轉(zhuǎn)換電流值會接近出線負(fù)荷電流。隔離開關(guān)的額定母線轉(zhuǎn)換電流是隔離開關(guān)在額定母線轉(zhuǎn)換電壓下應(yīng)能開斷和關(guān)合的最大電流。文規(guī)定,不論是氣體還是空氣絕緣的隔離開關(guān),其額定母線轉(zhuǎn)換電流都規(guī)定為80%的額定電流,但最大值不超過1600A。其中,母線轉(zhuǎn)換電壓是指隔離開關(guān)開斷母線轉(zhuǎn)換電流之后或關(guān)合母線轉(zhuǎn)換電流之前出現(xiàn)在隔離開關(guān)斷口上的工頻電壓,額定母線轉(zhuǎn)換電壓是斷口間允許出現(xiàn)的最大母線轉(zhuǎn)換電壓。圖1中,拉開124-4隔離開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的端口電壓為斷口電壓會影響隔離開關(guān)的燃弧時(shí)間,據(jù)文所述,斷口電壓小于100V時(shí)的燃弧時(shí)間受電壓影響較大,大于200V時(shí)則影響程度趨緩。根據(jù)文,文中空氣絕緣的110kV隔離開關(guān)的額定母線轉(zhuǎn)換電壓為100V。2drfba段長度如圖1所示,車軸山變電站110kV間隔連接導(dǎo)線為LGJ-300型,其阻抗參數(shù)為0.111+j0.382Ω/km,由于是雙導(dǎo)線連接,所以阻抗參數(shù)取半,為0.055+j0.19Ω/km;母線阻抗參數(shù)為0.05+j0.412Ω/km;dca和dhgba支路各段長度為Ldc=120m、Lca=Lba=10m、Ldh=40m、Lgb=160m、Lgh=50m;經(jīng)回路阻抗測試儀測量,145斷路器,145-4、145-5隔離開關(guān)及各導(dǎo)線連接處接觸阻抗總計(jì)0.1Ω,則根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況,取124出線電流為300A,則根據(jù)式(2),可得拉開124-4隔離開關(guān)時(shí)的開斷母線轉(zhuǎn)換電流為根據(jù)式(3),可得124-4隔離開關(guān)的斷口電壓為可見,開斷母線轉(zhuǎn)換電流達(dá)到了負(fù)荷電流的80%,說明由于母線環(huán)路阻抗較大,通過124-4、124-5隔離開關(guān)的負(fù)荷電流分布很不均衡,并且也加大了斷口電壓。3隔離開關(guān)的故障分析3.1錯(cuò)誤描述燒損的刀閘觸頭照片見圖3,可見明顯的觸頭燒損痕跡。觸頭燒損后,直接導(dǎo)致觸頭的接觸電阻增大,投運(yùn)后出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,不得不停電進(jìn)行檢修。3.2開斷酵母接觸頭燒損隔離開關(guān)分、合閘速度慢,觸頭間空氣間隙的絕緣強(qiáng)度低,本體內(nèi)部一般不設(shè)滅弧裝置,很容易在分、合閘過程中產(chǎn)生電弧。而影響燃弧時(shí)間的主要因素有合分電流的大小、斷口電壓的高低、恢復(fù)電壓上升速度的快慢,當(dāng)然還有觸頭結(jié)構(gòu)和左、右觸頭合分速度的快慢。車軸山變電站110kV母線出線較多,系統(tǒng)環(huán)路阻抗(即Z2)較大,同時(shí)出線負(fù)荷也比較大,這就造成在進(jìn)行倒母線操作時(shí),會產(chǎn)生較大的開斷母線轉(zhuǎn)換電流和斷口電壓,加之隔離開關(guān)陳舊,產(chǎn)生的電弧很容易將觸頭燒損。此外,車軸山變電站的GW5-126型隔離開關(guān)配用的是手動操作機(jī)構(gòu),分合閘速度比較低,尤其是在觸頭分、合瞬間,如果操作人員力量不足,會使得觸頭的分、合速度過慢,極易產(chǎn)生較長的燃弧時(shí)間,造成觸頭燒損。4隔離開關(guān)開口接頭轉(zhuǎn)換電流的改善通過以上分析可知,防止觸頭燒損故障的發(fā)生有兩個(gè)途徑,一是提高隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流的能力;二是改善隔離開關(guān)開合母線轉(zhuǎn)換電流的工作條件。同時(shí),文提出如下應(yīng)對措施。4.1引弧棒的選用1)加裝引弧裝置,提高觸頭的耐電弧能力。根據(jù)GW5型隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),這里提出一種引弧裝置的加裝方案,利用左、右觸頭的螺絲將引弧棒固定于觸頭下方,當(dāng)左、右觸頭閉合或分離時(shí),將由左、右引弧棒最先接觸或最后分離,引燃電弧,確保左、右觸頭不被電弧灼傷,見圖4、5。右觸頭的引弧棒位于左觸頭引弧棒上方,接觸后右觸頭的引弧棒滑過左觸頭引弧棒,隔離開關(guān)合閘完成后,左、右引弧棒位置見圖6。引弧棒的材質(zhì)可選用銅鎢合金,因?yàn)殂~鎢合金綜合了銅和鎢的優(yōu)點(diǎn):耐高溫、耐電弧燒蝕、高硬度、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱等。但考慮到銅鎢合金價(jià)格較高,同時(shí)也根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),可以將2根引弧棒之一用不銹鋼棒代替。此外,經(jīng)過比對,如上加裝方案同樣適用于GW4型隔離開關(guān)。2)目前車軸山GW5-126隔離開關(guān)采用的全部是CS17型手動操作機(jī)構(gòu),這就需要操作人員在分合隔離開關(guān)時(shí),加大操作力量,以提高隔離開關(guān)左、右觸頭的分合閘速度,縮短左、右觸頭分合時(shí)的燃弧時(shí)間。3)停電檢修時(shí),充分潤滑操作機(jī)構(gòu),使隔離開關(guān)拉合順暢,便于操作人員快速將其拉合到位。同時(shí),仔細(xì)打磨左、右觸頭,保證其接觸良好,減小接觸電阻。4.2聯(lián)間隔的交流根據(jù)式(1)-(3),要盡量減小系統(tǒng)的環(huán)路阻抗,即減小母線及母聯(lián)間隔的阻抗,以降低斷口電壓,均衡隔離開關(guān)的閉合母線轉(zhuǎn)換電流和開斷母線轉(zhuǎn)換電流。具體措施可在母聯(lián)145間隔采用較粗的連接導(dǎo)線,打磨、緊固連接導(dǎo)線的各個(gè)連接部位以及隔離開關(guān)觸頭,減小接觸電阻。5控制較少的接頭轉(zhuǎn)換電流,避免觸頭燒損