断路器失步情况下的开断与关合条件

断路器失步情况下的开断与关合条件电力系统中用于母联或作为系统之间联络用的断路器，有可能在系统失步而出现反相电压联合西屋作用下操作。当断路器两端的系统失步振荡时，断路器两端作用的系统电压相角差可能出现反相情况，断路器的同相断口间承受两倍以上系统相电压的作用。

按照国际电工委员会专业文件的规定，在分析失步条件下的工作情况时，只考虑系统内不存在任何类型短路事故的状况，即系统内不存在短路点。

由于断路器两端的系统失去问步联系，在其连线.七形成振荡电流，其大小视两端电压的矢量差和连线上的回路阻抗而定(包括零序阻抗的影响)。因此，这一失步振荡电流值与连线长短有关，连线越长，振荡电流则越小。系统间的联络用断路器的开断电流一般并不很大，因为两个系统之间起联络作用的线路总是比较远(如果两个系统离得很近，那就用不着分为两个系统).连线上的阻抗大大地限制了振荡电流值。

目前，国际电工委员会所规定的、也为各国所引用的联络用断路器，在失步条件下的开断电流额定值为其额定短路一开断电流值的25%0

处在母联位置的断路器，于机组并车过程失败后形成失步状态时，也会遇见失步开断情况.此时。因连线极短.连线上的阻抗很小，不能限制短路电流。但是。这时的振荡电流必须通过位于母联断路器两端的机组。既然是并车过程，与断路器一端相连的发电机只有一台，因此，振荡电流受到单台发电机暂态同步阻抗的限制，这一振荡电流也不可能很大。作为两大系统之间联络用的断路器，由于长联络线阻抗的限制，其失步电流要达到或超过25%的情况并不多见.至于母联断路器，虽然其所在的联线阻抗也很小，但振荡电流要通过母联两端的机组，只有这些机组的单机容量达10" MW级时，失步电流才较大。目前，国内机组容量最大为300 MW-600 MW，失步振荡电流尚不会很大。

总之，选择失步开断电流领定值为额定短路开断电流值的25%是基于概率的考虑，并没有严格的论证。

失步开断后的恢复电压，可只需考虑首先开断相上的暂态电压值。因为如图24-1所示的首相(:相)开断后，剩下的“、b两相形成两相回路。这两相回路在失步状态下，其总的最大作用电动势值是2了了U, (U,是相电压值),a,b相每个断路器上承受的电压为VT U,.

从首先开断相上的数据与a, b相的数据对比可知，首先开断相中的失步电流及其恢复电压均较高。因此，在进行失步开断试验时均只考虑单相，但电流和电压须按首先开断相的情况确定。

国际电工委员会的专业标准中确定失步开断的恢复电压时，考虑到失步操作并不一定处在两端的系统电压瞬时值正好差180 电角度.因此，对上述两种情况分别取恢复电压为2U，或2.5 U,, . 这是将失步电压出现最大值的概率考虑在内。

失步开断时的恢复电压振幅系数取为1.25.这是根据国际电工委员会的推荐值确定的。大家知道，在100%额定短路开断电流下的振幅系数取为1. 4;在30额定短路开断电流下的振幅系数取为1.5;但联络用断路器两端系统的自振频率很难说是一样的，其两端暂态过程中最大幅值的出现瞬间也难于完全重合.因此，两端系统综合在一起时的振幅系数应低于1. 5,

在失步条件下.作用在灭弧室上的电压高于端部短路时的电压.但额定失步开断电流值在国际上多使用25 %额定短路开断电流值，实际系统中的失步振荡电流常低于此值.例如，仅为额定失步开断电流值的20% -40%，它相当于额定端部短路电流值的5%-1000，这正接近于某些类型断路器的临界开断电流值。对那些自能灭弧的断路器而言，这种电流可能形成困难的开断条件，’有必要对此进行考核。

试验顺序应按“合分”考虑，但在某些情祝下又应采用“分”。从一般概念出发.“合分”的试验条件显然比“分”严格一些，既然作了“合分”的试验，似乎不必再作“分”的试验。但如前述，自能灭弧类的电器对于小电流(临界电流)下的开断燃弧时间较长，这时的灭弧难易与其作用电压之间的关系较为敏感，“合分”条件就可能轻于“分”条件，因为在“合分”试验的“合”过程中，灭弧室内或多或少地因预击穿而已形成气泡，引起所谓“预排气”，灭弧室内的排气通道已被打通，对相继而来的“分”过程便形成有利的排气吹弧条件，使灭弧变得较为轻易。

作为母联并车或作为系统间的联络用断路器，或发电机保护断路器，都没有采用重合闸的必要。

失步开断电流也存在燃弧时间长、短的影响，所以在每一具体条件下的开断次数的2次~3次，试验中也应包含长短燃弧时间的试验，其燃弧时间差应不小于5.5 m，士0. 5 ms(见第十二章)。