12、40.5KV中压开关设备和控制设备开断、关合有关问题综述

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2.64 脱扣器操作的组合电器 一种组合电器,它的负荷开关的自动分闸,是由过流脱扣 或并联脱扣器触发的。 2.65 转移电流(撞击器操作) 在撞击器操作下,开断职能由熔断器转移到负荷开关时的 三相对称电流值。 注:大于该值,三相电流仅由熔断器开断。稍小于该值, 首先开断极的电流由熔断器开断,而后两相电流由 负荷开关或者熔断器开断。这取决于熔断器的时间电流特性偏差,以及熔断器触发的负荷开关的分闸 时间。 2.66 交接电流(脱扣器操作) 两种过流保护装置的时间-电流特性交点的电流值。
GB 16926-2009
高压交流负荷开关-熔断器组合电器
JB/T 3855-2008 高压交流真空断路器 注:由于标准在不断修订,上述标准中有的可能已不是最 新有效版本。
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本综述涉及到的部分术语和定义
[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
2.1 电弧长度 电弧中心线的长度。 2.2 电弧电压 电弧两端间的电压降。 2.3 电弧零点 电流波形上电流值为零的点。 2.4 弧后电流 电弧电流过零后,在瞬态恢复电压作用期间,流经开 关设备弧隙的电流。 2.5 电流截断(截流) 电流在自然零点前,突然降至零的现象。
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2.57 隔离开关 在分闸位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明 显的断开标志;合位时,能承载正常电流和在规定时间内的 异常(如短路)电流的开关设备。 注:当回路电流“很小”时;或者当隔离开关每极的两 接线端间的电压,在关合和开断前后无显著变化 时,隔离开关具有关合和开断回路的能力。 2.58 E1级通用负荷开关 适用于配电系统的正常连续馈电,且不需要进行频繁开 合操作的通用负荷开关。 2.59 E2级通用负荷开关 不需要对主回路的开断部件检查或维护,且在预期的使 用寿命期间,其他零件仅需很少维护的通用负荷开关。 注:很少维护可能包括润滑、更换气体和清洁外表面 (适用时)。 19
2.6 (电弧)电流零区 电弧电流零点前后的一段时间。通常指电弧电压开 始显著变化起,到弧后电流过零瞬间的时间。 2.7 半波(电流的) 由两个连续的电流零点,所包含的电流波部分。 2.8 大半波 两个相邻的电流零点间的时间间隔,比电流的对称 交流分量的半周期长的半波。 2.9 小半波 两个相邻的电流零点间的时间间隔,比电流的对称 交流分量的半周期短的半波。
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2.36 两参数法(额定瞬态恢复电压的) 用瞬态恢复电压的峰值、峰值时间两个参数表示瞬态恢 复电压的方法(见图3)。它一般适于近似衰减的单频振荡的 恢复电压。两参数法用于额定电压126kV以下的三极中压断路 器开断时的预期瞬态恢复电压。
图3 由两参数表示的TRV uc-峰值(参考电压),kV;ta-时延;t′-时延参考时间; u′-时延参考电压;t3-峰值时间(达到uc的时间),μs
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2.42 开断时间 从开断设备接到分闸指令起,到各极均熄弧的时间间隔。 2.43 (回路的)功率因数 开关设备开合试验回路,假定是由电感和电阻串联组成 的等效回路,在工频时,电阻与感抗的比值(不包括负荷的阻 抗)。 2.44 非保持破坏性放电(NSDD) 真空断路器在工频恢复电压阶段,触头间的破坏性放电, 导致流过与断口临近的杂散电容相关的高频电流。 注:经过一个或几个半波高频电流后,非保持破坏性放 电就被断开。 2.45 直接试验 (开断和关合能力的) 一种短路试验方法(装置),其外施电压、电流、瞬态 和工频恢复电压,全部取自一个单独的电源。如冲击发电机系 统、网络试验装置和振荡回路。
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2.31 背对背电容器组开断电流 在规定条件下,当开关设备电源侧接有并联电容器组时, 开断电容器组的开断电流。 2.32 恢复电压 开断电流熄弧后,出现于开关设备一个极断口间的电压。 该电压可以认为是 连续的两段,起初是瞬态恢复电压,接着 是工频恢复电压(见图2)。
图2 恢复电压 ①-恢复电压; ②-瞬态恢复电压; ③-工频恢复电压
12kV-40.5kV 中压开关设备和控制设备开 断、关合有关问题综述 魏一钧 2014年 10 月
. 1 本综述直接涉及到的标准
GB 1984-2003 GB 1985-2004 GB 3906-2006 GB 3804-2004 高压交流断路器 高压交流隔离开关和接地开关 3.6kV-40.5kV交流金属封闭开 关设备和控制设备 3.6kV-40.5kV高压交流负荷开关
2.60 E3级负荷开关 具有频繁开合较大电流,和较高频率关合短路能力的通 用负荷开关。 2.61 (负荷开关的)有功负载开断能力 开断有功负载回路,该回路功率因数最少为0.75。其负 载可用电阻和电抗并联表示。 2.62 (负荷开关的)闭环开断能力 开断闭环配电线路,或开断两个并联电力变压器或多个 并联电力变压器的能力。即负荷开关开断后,其两侧均带电, 且其端子间的电压基本上小于系统电压。 2.63 负荷开关-熔断器组合电器 一种组合电器,它包括一组三极负荷开关及配有撞击器 的三只熔断器。任何一个撞击器的动作,会引起三极负荷开 关三极全部自动分闸。
2.13 失步(关合或开断)能力 在规定的使用和性能条件下,在断路器两侧的电网间, 失去或缺乏同步时的关合或开断能力。 2.14 中性点绝缘系统 除了经阻抗极高的测量或保护装置接地之外,(电源) 中性点不与地连接的系统。 2.15 单个电容器组 一组并联的电容器,当其投入时,其涌流被电源系统 的电感和正在充电的该电容器组的电容所限制,而且没有足 够近的、会显著提高涌流的其他电容器组并联在系统中。
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2.51 E2级断路器 一种断路器,在其预期使用寿命期间,主回路中开断用 的零件不需维修,其他零件只需很少维修(具有延长的电寿命 的断路器)。 注1:很少维修是指润滑、补充气体(适用时)及清洁外 表面。 注2:本定义仅适用于额定电压40.5kV及以下的配电断路 器。 2.52 C1级断路器 一种断路器,在规定的型式试验验证容性电流开断过程 中,具有低的重击穿概率。 2.53 C2级断路器 一种断路器,在规定的型式试验验证容性电流开断过程 中,具有非常低的重击穿概率。
2.26 开断电流直流分量 开断电流中的直流分量与交流分量峰值之比,以百分 数表 示(见图1)。 注:三相电力系统中,取三相中最高百分数。
图1 直流分量百分数及短路关合和开断电流的确定 AA′和BB′-电流波的包络线;CC′-任一时刻电流波对零线的偏移;BX标准零线;DD′-任一时刻交流分量的有效值,由CC′测取;EE′-触头分 离时刻(开始起弧);IMC-关合电流;IAC-在EE′时刻交流分量的峰值;IDC在EE′时刻电流的直流分量;I 2 -在EE′时刻电流的交流分量有效值; I 10 0 % -直流分量的百分数
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2.16 多个(并联)电容器组,背对北电容器组 一组并联的电容器或电容器组合,当它的各个电容器 单元独立地投入电源系统时,已经接入电源的电容器,会 显著地增大将要投入的电容器单元的涌流和电动力。 2.17 操作顺序 具有规定时间间隔和顺序的一连串操作。 2.18 不成功自动重合(闸)操作 开关自动重合后,由于外界的原因,无任何有意延时, 开关又立即自动分的操作顺序。 2.19 对称开断 对不含直流分量,或直流分量的影响可以忽略的短路 故障电流的开断。 2.20 非对称开断 对直流分量的影响不可忽略的短路故障电流的开断。
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2.33 瞬态恢复电压(TRV) 具有显著瞬态特性的恢复电压。 注:该电压取决于回路和断路器特性,它可以是振荡的 或非振荡的或两者的组合。在三相回路中,若无另 外说明,该电压指首开极上的电压。 2.34 工频恢复电压 瞬态电压现象消失后的恢复电压。 注:本定义也适用于直流,其频率可以认为是零。 2.35 预期瞬态恢复电压(固有瞬态恢复电压) 理想断路器开断,无直流分量的预期对称电流之后的瞬 态恢复电压。 注:①定义假定获取瞬态恢复电压的断路器,以理想断 路器代替。即其零电流(即“自然”电流零点) 瞬间,弧隙阻抗由零突变至无穷大; ②对三相回路,定义还假定理想断路器中的开断仅 发生在首开极上。
AC
DC
I AC
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2.27 临界(开断)电流 小于额定短路开断电流的开断电流值。在该电流下,其 燃弧时间最长,且比额定短路开断电流下的燃弧时间显著地加长。 它假定是在试验方式T10、T30和T60中的任一最短燃弧时间,长 于相邻试验方式的最短燃弧时间一个半波或更多的情况。 注:此术语常用在自能灭弧(如油断路器)的开关设备, 一般 小于T10时,燃弧时间显著加长较难开断。真空 开关属于外(他)能灭弧,经国内外多年试验研究, 在各种开断试验方式中,没有明显的临界电流。 2.28 (空载线路的)线路充电开断能力 在规定条件下,开断空载运行的架空线时的开断能力。 2.29 (空载电缆的)电缆充电开断能力 在规定条件下,开断空载运行的绝缘电缆时的开断能力。 2.30 单个电容器组开断电流 在规定条件下,开断单个电容器组时的开断电流。
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2.54 EO级接地开关 适合于输、配电系统中使用的、且满足有关标准一般要 求的接地开关。 2.55 E1级接地开关 具有短路关合能力的EO级接地开关。 注:该级接地开关,能够在额定关合电流下,经受两次 关合操作。 2.56 E2级接地开关 适合于35kV及以下的系统中使用的、具有延长的短路关 合操作次数的、且需要最少维护的E1级接地开关。 注:通过在额定关合电流下五次关合操作,来证明该级 接地开关,可以降低维护要求,只需最少的维护, 如润滑、补气(适用时)和清洁外表面。
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2.46 合成试验 用两个电源:低电压、大电流电源,和高电压、小电流 电源共同供电。 2.47 单相试验 对开关设备的一极所进行的试验。 2.48 三相试验(整体试验) 用三相电源对开关设备的三极所进行的试验。 注:从使用的等价性、和试验的严酷性考虑,当试验条 件具备时,三极开关设备优选三极直接试验。 2.49 保护断路器 短路试验装置中,起后备保护作用的断路器。通常,限 定在被试开关设备动作后,按规定时间分闸。 2.50 E1级断路器 一种不属于E2级断路器范畴内的、具有基本的电寿命的 断路器。
2.10 复燃 开关在开断过程中,在电流过零且熄弧后,在1/4 工频周期以内,触头间非剩余电流的电流重现。 2.11 重击穿 开关在开断过程中,在电流过零且熄弧后,在1/4 工频周期及以上的时间内,触头间非剩余电流的电流重 现。 2.12 失步条件 断路器两侧的两个电力系统之间,失去或缺乏同步 的不正常回路条件。在该条件下,断路器操作瞬间,代 表两侧电压的相量(旋转矢量)间的相位差超过了正常 。 值,甚至可能达到 180 (反相)。
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2.37 瞬态恢复电压上升率 瞬态恢复电压与时间的比值。如2.36中:uc/t3kV/ μ s。 2.38 振幅系数 瞬态恢复电压的最大幅值与工频恢复电压的峰值之比。 2.39 (三相系统中的)首开极系数 开断三相对称电流时,三相短路第一相开断后,其两端 的工频电压与三极都开断后的一极或所有极的工频电压之比。 2.40 一极燃弧时间 从一极中起弧瞬间,到该极中电弧最终熄天瞬间的时间 间隔。 2.41 三极开关的燃弧时间 从某极中首先起弧瞬间起,到各极均熄弧瞬间的时间间 隔。
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2.21 预期峰值电流(开关设备的) 电流瞬态过程起始后,出现的第一个大半波预期电流 的峰值。 2.22 额定短路关合电流 在额定电压以及规定使用和性能条件下,开关设备能 保证正常关合的最大短路峰值电流。 2.23 关合电容器组涌流 在规定条件下关合电容器组时,开关设备关合所产生 的高频衰减电流,其峰值比电容器组工作电流大很多。 2.24 额定短路开断电流 在规定条件下,断路器能保证正常开断的最大短路电 流。 2.25 开断电流交流分量 开断电流中的交流分量有效值。
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本综述涉及到的基础知识和一些基本问题
ห้องสมุดไป่ตู้
本综述中的三相电路 系统,只讨论星形接线的电源(变压 器或发电机)中性点不接地运行方式。 3.1 处于稳定、平衡正常工作状态(稳态)下的对称三相电路 [13的 P131,12的P133] 3.1.1 有关图形 见图四。
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