真空断路器的瞬态过电压已有大量文献对此进行分析与研究,不过大部分是针对电弧炉等生产设备进行的。由于光伏发电系统内通常利用LC滤波模块对输出电压进行整流,而此模块也多用于抑制电路内的瞬态响应,因此LC滤波模块对于控制真空断路器的瞬态过电压是否有着积极影响对于研究光伏系统内的断路器瞬态响应有着重要意义。完善,产品型号多样,随着公司的不断发展,产品设计科学、制作精良、造型美观,是现代电网建设的理想的配套产品,其中户内(外)真空断路器,隔离开关,负荷开关,氧化锌避雷器,熔断器,穿墙套管,绝缘子,电流互感器,高压电力计量箱等一系列高低压电气产品畅销全国各地我们以“科技兴业,质量创牌,诚经营,优良服务”的企业宗旨;一直致力于追求卓越的民族电气工业,为广大新老用户提供优质的产品和良好的服务而不懈努力,您的满意始终是我们追求的目标,真诚欢迎新老朋友惠顾,共创美好未来。本文旨在研究真空断路器的瞬态响应在光伏发电系统中造成的影响,以12kV/1 250A规格的真空断路器为例进行测试,并重点关注光伏器件中的LC滤波机构在抑制瞬态响应中的作用。1、光伏发电系统结构本文在研究时采用的光伏发电系统等效框图如图1所示。其中太阳能电池板用于将太阳辐射的能量转化为直流电势,其具体参数及非线性特性等由生产商提供。直流电势须经由DC/DC升压模块以及DC/AC逆变器转换为合适的交流电力输送给电气网络。图中的LC滤波器主要作用是用于限制逆变器得到的交流电中的谐波失真等非线性干扰。真空断路器利用真空作为灭弧介质以及灭弧后触头间的绝缘介质,得益于其高真空环境,触头间的介电常数是标准大气压下的十倍以上,因此其电流截断能力也远强于普通断路器。然而正因其较强的电流截断能力,真空断路器在操作时易产生较高的过电压,当电路中存在电机、变压器、电抗器等高电感元件时,容易在这些元件两端形成瞬态高压,损坏电路。真空断路器在光伏发电系统中的瞬态响应分析图1光伏发电系统框图2、瞬态响应测试本文在对真空断路器的瞬态响应进行测试时,利用了一台250kVA的配电变压器对光伏发电系统的逆变器输出部分进行模拟,该配电变压器工作在0.1kV,获得6kV电压后,经由真空断路器串联至20kVA变压器。真空断路器采用12kV/1250A规格,簧运动机构。电压测量部分本文采用Tektronix誖公司生产的高压探头配合示波器进行测量。实验中所用到的电气元件参数如表1所示:表1测试用电气元件参数表真空断路器在光伏发电系统中的瞬态响应分析3、总结通过对实验数据的对比总结,本文得出如下结论:(1)当电路中未接入LC滤波器时对电路进行断路测试,断路器重燃现象频繁发生。
主要是由于触头分开后残余粒子定向移动引起。经过此阶段后,内部等离子体维持这一状态而外部电弧开始对外扩散,并在电流过零点以前扩散完全。从二值图像中可以看出,剩余粒子对电弧重燃起到很大作用。 3.3、对比实验 文中高速摄像机采集的电弧图像为垂直拍摄方式,其中涉及到光强叠加与电弧径向分布不均等问
题。在扩散型电弧数字采集过程中,图像中内部电弧达到光强饱和边缘,但未超出实验可分析的灰度差范围。为保证电弧等离子体几何形态特征提取的准确性,特采集小电流扩散型电弧图像作为对比实验,这里只分析熄弧阶段的电弧等离子体特征,电弧熄弧阶段等离子体形态如图8。经过对电弧图像去噪声及形态学处理,计算外部轮廓与内部高能等离子体形态分布,其时间-面积曲线如图9本文利用高速摄像机采集真空断路器断开时电弧形态,通过图
像去噪、数字图像形态学操作,用选定特殊阈值的方法对电弧外在轮廓及内部高能等离子几何形状(主要为面积形状) 进行统计说明,同时分析了内部高能等离子体与电弧外在轮廓的关系,得到以下结论: (1)伴随着真空电弧引弧、平稳燃弧、熄弧及弧后介质恢复四阶段,电弧等离子体面积形态可分为平稳扩散、迅速减小和后期维持三个阶段。在平稳扩散阶段内部高能等离子体不断得到补充,与电弧轮廓同比例增加。面积迅速减小阶
段,触头逐渐停止向间隙提供粒子,内部电弧在磁场作用下被扩散至周围,电弧开始熄灭。后期维持阶段主要表现为残余粒子和电荷鞘层。随着残余粒子的消散,介质恢复不断得到加强,此阶段的电弧形态直接影响着重燃与否。 (2)通过电弧内外面积差,可以看出真空断路器是否熄弧完全。的分断电弧表现为,电流过零点之后,面积差迅速增大,高能等离子体得不到有效补充; 达到峰值后,面积差迅速减小,使得残余粒子快速扩
散,为介质恢复提供条件。 真空开关电弧等离子体几何形态研究为真空技术网首发,转电力系统运行中经常发生分、合闸线圈烧毁事故。当电气设备发生事故时,如果因高压真空断路器分闸回路断线出现真空断路器拒动现象,将使事故扩大,造成越级分闸致使大面积停电,甚至造成电力设备烧毁、火灾等严重后果。而合闸回路完整性破坏时,虽然所造成的危害比分闸回路完整性破坏时要小一些,但它也使得线路不能正常送电,妨碍了供电
可靠性的提高。所以很有必要对真空断路器线圈烧毁原因进行分析,积累了事故处理经验,提出防范措施和技术改进,为断路器检修工作提供工作参考。
结果表明,屏蔽罩电位与真空度具有一定的对应关系,并可以通过真空断路器外电场电位的测量来反应;真空断路器外电场电位在压强小于10-2 Pa 时的变化十分弱,而在大于10-2
Pa 时电位有较明显的变化。并通过实验室模拟测量实验,进一步验证了该结果的正确性。本文的分析结果给出了真空断路器外电场电位随真空度变化的规律,对基于屏蔽罩电位法在线测量真空断路器真空度具有一定的指导意义。 真空断路器是一种借助真空的良好熄弧性能来实现大电流开断的开关装置。与传统的空气开关、油开关相比,真空断路器有开断可靠、故障率低、维护量少、结构紧凑等优点,这使它逐渐在输配电系统中,特别
是在中压领域得到了广泛的运用。 作为一种以真空为熄弧环境的开关,真空断路器内真空度的高低是其重要的一个参数。然而,由于内部组件放气、密封口漏气以及密封组件渗气的存在,运行中的真空断路器内部真空度会随着工作时间的推移而下降。当真空度下降到一定程度时,其开断性能就会得不到保证,这不仅会造成本身设备的损坏,还可能引起整个电网的故障。因此,对真空断路器真空度的检测显得很有必要。真空断路器真空度的
检测方法分为离线检测与在线检测。在线检测凭借其操作简单,工作量少,实时性好等优点受到了人们的青睐。 目前常用的在线检测方法有耦合电容法、光电变换法、旋转式探头法、比例差分探头法和电磁波检测法,其中耦合电容法、光电变换法和旋转式探头法均是基于屏蔽罩电位的真空度在线检测方法,所以对真空断路器屏蔽罩电位的研究成为了真空断路器真空度检测研究中的一个热点。文献通过搭建实验系统对不同压强下的屏蔽罩电
位进行了测量,得出了灭弧室内部压强大于0.1 Pa 时与屏蔽罩上交直流电位的对应关系。文献通过物理数学模型建立了真空灭弧室内气体压强与相对介电常数间的关系,对灭弧室真空度和相对介电常数的关系进行了研究,得出了两者之间的对应关系,真空技术网认为这为进一步分析真空灭弧室真空度和屏蔽罩电位联系机理提供了新思路。 为了进一步探索高真空度下,灭弧室真空度与屏蔽罩电位及周围电场间的关系,本文借助于有
限元分析软件ANSYS对不同压强下的真空断路器灭弧室屏蔽罩及其周围电场进行仿真分析
分、合闸时间一般在断路器出厂时已调好,无须再动。当断路器用在发电系统并在电源近端短路时,故障电流衰减较慢,若分闸时间很短,这时断路器分断的故障电流就可能含有较大的直流分量,开断条件更为恶劣,这对断路器的开断是很不利的。所以用于发电系统的真空断路器,其分闸时间尽可能设计长些为宜。回路电阻回路电阻值是表征导电回路的联接是否良好的一个参数,各类型产品都规定了一定范围内的值。若回路电阻超过规定值时,很可能是导电回路某一连接处接触不良。在大电流运行时接触不良处的局部温升增高,严重时甚至引起恶性循环造成氧化烧损,对用于大电流运行的断路器尤需加倍注意。回路电阻测量,不允许采用电桥法测量,须采用GB763规定的直流压降法。触头系统“真空断路器”的触头常采取对接式触头。因为一般的真空断路器在:原因理论分析表明,在吸合与分闸过程中,线圈只是瞬时通电,线圈通电领域的产品研发、生产、销售和服务为一体的规模型企业,公司技术力量雄厚,设备配套完善,产品型号多样,随着公司的不断发展,产品设计科学、制作精良、造型美观,是现代电网建设的理想的配套产品,其中户内(外)真空断路器,隔离开关,负荷开关,氧化锌避雷器,熔断器,穿墙套管,绝缘子,电流互感器,高压电力计量箱等一系列高低压电气产品畅销全国各地我们以“科技兴业,质量创牌,诚经营,优良服务”的企业宗旨;一直致力于追求卓越的民族电气工业,为广大新老用户提供优质的产品和良好的服务而不懈努力,您的满意始终是我们追求的目标,真诚欢迎新老朋友惠顾,共创美好未来。时产生的热量不足以引起温度上升,即使连续多次分、合闸也不至于发生烧毁线圈现象。但现场曾多次发生分闸线圈烧毁事故,其原因大都是由于辅助触头接触不良或分闸线圈吸合过程中衔铁动作中途受阻、机械卡滞等原因引起线圈长时间通电且没有完成分闸操作所致。通常的处理方法是更换辅助开关、调整分闸与合闸机械传动部件或者是打磨辅助触头。有时合理调整辅助开关安装位置、调节操作连杆对辅助开关的压力和行程,也能使其接触良好。二:处理方法为给故障诊断和分析提供依据,真空断路器投入运行后应进行定期巡视检查,有人值班的变电所或发电厂厂用真空断路器每天当班巡视不少于1次,无人值守的变电所,可根据具体情况确定,通常每旬不少于1次。巡视检查项目如下:1.分、合指示器指示是否正确,其指示应与当时实际运行工况相符。2.支持绝缘子有无裂痕、损伤,表面是否光洁。3.真空灭弧室有无异常(包括有无异常声响),如果是玻璃外壳可观察屏蔽罩的颜色有无明显变化。4.金属框架或底座有无严重锈蚀和变形。