真空开关开断并联电容器组时操作过电压EMTP计算模型的设计与分析
真空断路器投切电容器组产生过电压问题的分析与解决
科技风2016年12月下水利电力4D01:10.19392/ki.l671-7341.201624112真空断路器投切电容器组产生过电压问题的分析与解决邓万兴宁夏英力特化工股份有限公司宁夏石嘴山753200摘要：因我公司llO kV变电所投切电容器组的断路器为真空断路器，真空断路器虽然一般情况下能满足频繁投切电容器组的需要，但因其在合闸过程中可能出现断口预击穿、合闸弹跳、合闸不同期等问题，在分闸过程中可能会出现单相、亮相重燃、截流等问题，这些问题都会产生严重的过电压，故存在很大的安全隐患。
而我变电所所采用的金属氧化物避雷器不能完全有效地吸收真空断路器因上述原因产生的操作过电压，所以只有 采取更加有效的措施，从根本上消除操作过电压，才能保证电容器组的投切安全。
为了弄清楚真空开关投切电容器组时产生过电压的真正原因，我 们就从真空开关的几个关键部分进行一下分析。
我公司于2012年4月利用大修停车机会完成了对电容器投切开关柜的改造，经多次投切实验，效 果良好。
通过改造可以极大的降低在投切电容器时，发生操作过电压的可能性，不仅减少电容器组修理维护费用，延长电容器组使用寿命，更重要的 是有效保证供电系统安全和化工生产线的安全稳定性(g关键词：真空断路器；变电所;过电压;投切电容器组宁夏英力特化工股份有限公司树脂分公司110kV变电所冇两台 63000kVA的三圈主变，并列运行,35kV侧及6kV侧采用分段运行方 式。
无功补偿装置接在6kV母线上，每段母线上个两组，每组咨i t 4800kVar。
在投运过程中发生过三次严茧过电j丨(事故，每次都造成多只 电容器击穿及单只电容器熔丝发生群爆。
笫一次垠故娃在2008年8月大修后投运2#电容器组时,发生单相过电笫二次車故发生在2009 年2月临时检修完成后，投运3#电容器组时发生过电压。
笫：•:次是 2011年3月31。
两次都为三相相间过电压。
在笫二次丰故发生后采取 了在每组电容器组电抗器两端加装过电压吸收装置的措施，希屮能抑 制、吸收操作过程中产生的过也扑:。
10KV投切并联电容器组的过电压分析与抑制
１ 概 述
投切并联无功补偿装置时产生的过 电压主 要有两种 ；一种是合 闸时产生的过 电压 ；另一种是切除时 ，由于开关发生重燃产生 的过 电压 。第二种过 电压对并联无功补偿装置的危害更为严重 。操作过 电压成为 电容器运行中的一个危险因素 ，对并联 电容器组操作过 电 压的抑制，是并联电容 器组运 行的一个重要课题 。 本文 以某‘ ｌ Ｏ ｋ Ｖ系统真空开关投切并联 电容器 组为例， 对 可能产 生的操作过 电压进行分析研究 。 ‘ 对投切并联 电容器组产生 的操作过 电压利用阻尼装 置进行 限制，对 阻尼 限流器 的参数进行 了选取 。 ２ 阻尼装置及其参数选取 如 图１ 所示， 用 于并联 电容器的过 电压 阻尼 装置 由火花 间 隙Ｇ 与阻尼 电阻Ｒ串联组成，该装置并联在并联 电容器Ｃ 的串联 电抗器 Ｌ两端 。
图５不同阻尼电阻对 电容器支路 电流 的影响
ｆ ／ 赢
似
电磁暂态程序 的合闸过 电压和分 闸重燃 过 电压仿真结 果显示， 在阻尼电阻等于Ｒ ０ 的１ ／ ２ 时， 电抗器支路 电压、 电容器支路 电压 、母 线电压 、中性点 电压等最小 ：随着阻尼 电阻增加， 电容器 电流 、阻 尼电阻 电流变小，电流有一最小值，达到最小值后，随着阻尼 电阻 增加， 电容器 电流、阻尼 电阻 电流又增大 。可见，对于具体 的并联 电容器组， 阻尼电阻的选取需要具体分析，综合 考虑 限制过 电压 、 过 电流 以及阻尼电阻在暂态过程 中吸收的能量来加 以选择 。
24kV真空断路器开断并联电抗器过电压相关问题仿真建模研究
24kV真空断路器开断并联电抗器过电压相关问题仿真建模研究黄磊;牛姣姣;侯盈【摘要】结合电抗器本体实测参数和现场试验系统典型参数,对过电压特性进行了理论分析,并在4套真空断路器开断特性模型参数的基础上,基于RTDS分别开展了300次投切仿真试验。
根据过电压累积概率分布确定了适合24 kV真空断路器的2套模型,并进一步分析了分闸角、过电压振荡频率分布、相间过电压/相对地过电压比值、外接分压器和系统中性点电阻等相关问题进行了仿真分析,供电力部门过电压试验、防治工作参考。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】9页(P19-27)【关键词】真空断路器;电抗器;过电压;RTDS;电力系统仿真建模【作者】黄磊;牛姣姣;侯盈【作者单位】[1]上海思源弘瑞自动化有限公司,上海201108;[2]思源电气股份有限公司,上海201108;[3]思源电气第-分公司,上海201108【正文语种】中文【中图分类】TM714.2真空断路器因具有寿命长、无污染、便于维护等优点，在35 kV及以下配电系统大量应用于投切电动机、电抗器等感性负载中。
近年来我国采用真空断路器开断并联电抗器产生过电压造成电抗器绝缘击穿等事故时有发生［1-2］，24 kV并联电抗器也频繁发生真空断路器开断过程中因过电压而烧毁开关柜的事故。
开断电抗器时过电压的大小同真空断路器的开断特性密切相关，而目前针对24 kV真空断路器开断特性的研究鲜有报道。
因此有必要在符合24 kV真空断路器实际开断能力模型的基础上，研究开断电抗器时过电压的相关特性，为制定相应的保护措施及合适的测量手段奠定基础。
国外对真空断路器仿真模型的研究始于上世纪70年代，先后对包括介质恢复强度、高频电流熄弧能力、截流值在内的3个基本特征参数进行了试验统计和仿真验证［3-6］。
国内杜宁、关永刚等人根据40.5 kV真空断路器开断并联电抗器现场试验数据，得到表征多次重燃暂态过程特征的3个基本要素，以此为基础在ATP中利用MODELS模块建立起真空断路器分闸多次重燃仿真模型，并与试验波形进行了比较［7-8］。
基于EMTP的操作过电压仿真吴义纯
第九卷第三期Vol.9,No.3 安徽电气工程职业技术学院学报JOUR NAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEER IN G PR OFESSIONAL TECHNIQU E COLLEGE2004年9月September2004基于EMTP的操作过电压仿真吴义纯(安徽电力培训中心,安徽 合肥 230022)[摘 要] 分析了电力系统出现操作过电压的机理,建立了元件的仿真计算模型,结合实际算例,采用电磁暂态分析程序E MTP进行仿真。
操作过电压的理论计算和仿真对于电力设备的合理设计、实际系统的安全运行具有一定的实用价值。
[关键词] 电磁暂态程序;小损耗模型;操作过电压[中图分类号] T M743 [文献标识码] A [文章编号] 1672-9706(2004)03-0035-04Simulation of Switching Overvoltage Based on EMTPWU Yi-chun(Anhui Po wer Training Center,Hefei230022,China)[Abstract] This paper analyzes the mechanism of switching overvoltage of power system and establishes the model of overvoltage simulation.Applying Electro-Magnetic Transient Program to simulate switching over-voltage of practical example.Theory calculation of switching overvoltage is important to rational powerequipment design and practical system security operation.[Key words] Electro-Magnetic Transient Program;small loss model;s witching overvoltage1 引言电力系统中电容、电感均为储能元件,当操作或故障使其工作状态发生变化时,将有过渡过程产生。
真空断路器的操作过电压及保护措施
一
１２ ４一
中国新技术新产 品
穿 ， 重复上述过程 。这就是 将 所谓多次重燃过 电压 。 １ ３三相同时截流过 电压 三相同时截流过 电压是 由于断 路器首先 开 断相弧 隙产生重燃时 ， 流过该弧隙 的高频 电流 引起其余两相弧 隙中的工频 电流迅速过零而产 生 的。还以图 １ 为例 ， 隙 Ａ是首先 开断相 ， 如弧 在其开 断时发生重燃 ， 则在 电源 电压通 过 和 弧 隙 Ａ向负载侧的 Ｃ 和 ｃ 。 。充电时 ， 流过弧 隙 Ａ的高频振荡 电流 ｉ 将通过 Ｃ 和 Ｃ 。 。同时流过 弧 隙 Ｂ和 ｃ其流通路径 如图 ｌ （ 虚线部分 ） ｉ ， 如 的幅值足够大 ， 当它 的流 向与弧隙 Ｂ和 ｃ中 则 的工频 电流方 向相反而且断路器熄 灭 高频 电流 电弧 的能力相 当强 时 ， 可 就 能使流过该弧 隙的电流突然下 降到零 而熄弧 。此时 Ｌ 将 向 ｃ 和 ｃ 。 。 充电 ， 从而产生类似于截流作用 引起 的过 电
下降 ，因而弧隙 Ａ两端的电压迅速 ． 上升 。如果弧隙 Ａ的触头开距增大 ～ 得不够快 ， 致使 其耐压强度在某一 瞬时低于弧隙 Ａ两端 的电压 ， 弧 则 隙 Ａ将发生击穿。 此后 ， 电源将对负 载侧 电容进行 充电。当此充 电回路 损耗较小时 ， 负载侧 的 Ａ 和 Ｂｃ之 问 可 能达 到 的最 高充 电 电压 值 将 高于电源 电压 。 设
过 电压是 由于电路 中存 在着电感 、 电容储能器件 ， 在开关 操作瞬间放 出能量 ， 电路 中产 在 生电磁振荡而 出现 的。解决 的方 法通常有两种 ：一种是用 限制过 电压幅值的避雷器 。另一 种是用 降低 以至消 除振荡 过 电压 的 Ｒ Ｃ ０Ｌ ＤＬ 装 置。 图５ 图６ ２ 氧化 锌避 雷 器亦 称 氧化 ． １ ３结论 锌 压敏电阻 ， 其作用不仅能 防止雷 电引起 的外 ３ 真 空断路器 开断产 生的三种 过 电压危 ． １ 部 过电压对电气设 备的损害 ， 能防止因开 、 而且 应采取保护措施。 断电器设 备的内部操作 过电压对电气设备的损 及 电气设备的安全运行 ， ３ 可以在负 载 回路 中加装避 雷器或 Ｒ ｃ ． ２ － 害。 氧化锌避雷器具有 良好的伏安特 陛， 正常运
真空断路器投切并联电抗器暂态分析及设计建议
真空断路器投切并联电抗器暂态分析及设计建议摘要：通过对一起220kV变电站的10kV站用变多次发生短路故障跳闸的案例进行分析，并对该段母线所带的10kV并联电抗器投切产生的过电压进行现场试验，判定发生故障的原因是真空断路器投切并联电抗器的暂态过程中产生了较大的操作过电压并最终导致开关重燃所致。
结合该案例进一步对10kV真空断路器投切并联电抗器的过电压发生机理进行分析，得出该类过电压主要是由工频截流过电压和暂态高频震荡过电压两个效应叠加而成，并给出了在规划设计阶段抑制电网过电压的设计建议。
关键词：并联电抗器、操作过电压、截流过电压、规划设计随着城市电网中高电压等级的长电缆型输电线路的广泛应用，并联电抗器开始应用在变电站内主变低压侧，用于补偿变低侧负荷轻载时过剩的容性无功，从而控制电网末端电压。
目前，10kV侧并联电抗器的开断均采用真空断路器。
真空断路器具有结构简单、开断容量大、熄弧能力强、维护简易、可频繁操作等优点，然而在对感性负载进行开断操作时容易因截流、重燃而产生过电压，严重时甚至发生设备灼伤、爆炸等危险，对设备运行产生一定的安全隐患。
近年来已有多起因真空断路器投切并联电抗器导致的周边设备闪络、短路等故障。
1 事件经过某地市级电网220kV变电站10kV #1站用变间隔分别于7月18日、8月24日的早上8点左右连续两次发生三相短路导致站用变跳闸故障，初步分析认为两次故障是由于10kV #2电抗器自动投切操作所产生的过电压所致。
站用变开关柜内至地下电缆端有放电痕迹，柜门因瞬时高温产生的强大气流而变形。
根据故障后录波图可判断是单相对地发生放电进而发展为三相短路。
2 暂态过电压现场测试为了对真空断路器投切10kV并联电抗器时电抗器及周边设备的过电压暂态过程和发生机理进行研究，现场对#2电抗器的#529断路器进行20次合、分操作，并测量电抗器投切过程中#1站用变及#2并联电抗器两端的暂态过电压幅值、电流幅值、振荡频率、振荡衰减时间。
浅析真空断路器开断电抗器操作过电压产生的原因及抑制措施
浅析真空断路器开断电抗器操作过电压产生的原因及抑制措施随着电力系统电网的不断扩大，为了保证系统稳定运行和供电质量，电网中、特别是在枢纽变电所，其低压侧均装设了用于无功调节的电抗器组。
这种设备，出于其调节功能的需要，通常是投切频繁，同时，受安装场地等客观因素的影响，在其开断设备的选择上，具有灭弧能力强、触头损耗小、开断次数多、维护少、检修周期长等优点的真空断路器，成为设计优选方案。
电抗器属于储能元件，在运行操作过程中，由于其工作状态发生变化，可能产生数倍于电源电压的操作过电压。
真空断路器是采用真空作为灭弧介质，在开断电抗器时，其操作电压产生的机理和类型，与油断路器有所不同。
1产生操作过电压的原因真空断路器开断电抗器时，操作过电压一般可分为：截流过电压、三相同时截流过电压和高频重燃过电压三种。
另外，由于断路器的制造工艺问题，在合闸时发生弹跳，引起操作过电压的情况则更为复杂。
(1)截流过电压。
①产生的原因是因真空断路器灭弧能力强，在开断电抗器时，可能在电流到达零点之前发生强制熄灭，这就是断路器的截流。
此时有大的电流变化率而电抗器侧压降UL=L，即形成过电压。
②影响截流过电压大小的因素，根据理论计算，截流过电压倍数Kn可用下式表出：式中ηm——磁能转化为电场能的损耗系数，小于1fo——自振频率，大小为2πf——工频50Hzα——截流相角由此可见，影响过电压倍数的两个主要因素为：a.电抗器电感的大小及外部联线与电气设备的杂散电容大小；b.截流角度α，当α→90°，即电流在接近峰值处被截断，过电压倍数达最大值，过电压现象最为严重。
对于真空断路器而言，其截流水平也直接影响操作过电压倍数，而截流水平又与真空灭弧室的制造工艺及断路器服务对象有关。
强灭弧能力的真空断路器，在开断小电流时，截流过电压产生的机率较高，对于大电流负载则可能不会产生明显的影响。
(2)三相同时截流过电压。
从物理角度而言，图(1)中，断路器K开断后，L、C电路中定会产生高频率的能量振荡。
中压真空断路器投切电容器组时的过电压分析及对策
中压真空断路器投切电容器组时的过电压分析及对策孔 兵(南京师范大学科技产业集团,江苏南京210042)摘 要:本文以中压断路器投切电容器组时产生的过电压及其特点出发,分析其产生的原因并提出相应的对策。
关键词:真空断路器;过电压;对策中图分类号:TM56112 文献标识码:B 文章编号:10072760X(2001)062048203Analysis and Countermeasures about the Over2voltage of Medium2voltageV acuum B reaker as Turning2on or Cutting2off the C apacitor G roupKON G Bing(Nanjing Normal University,J S Nanjing210042,China)Abstract:In this article,the over2voltage produced by the medium voltage vacuum breaker turning2on or cut2 ting2off the capacitor group is discussed.The reasons and proposes countermeasures is analysed.K ey w ords:vacuum breaker;over2voltage;countermeasure1 引言中压真空断路器,灭弧能力很强,应具有良好的投切电容器性能,但由于灭弧室的材料和制造工艺具有分散性,加之断路器的操作机构性能的局限,投切电容器组时有的产生过电压,有的则不产生过电压,有的还产生开断后发生非自持放电现象,这些都限制了其在电网中的应用,近年来灭弧室材料和工艺的进步,加上人们对真空断路器投切电容器组的性能有了较深的认识和研究,完全可以采取相应的对策将重燃机率降到最低,因为尚存在随机的因素使断路器开断时产生过电压,所以仍需采取相应措施将过电压限制在可以接受的程度。
真空断路器投切10KV电容器组产生涌流及过电压的探讨
真空断路器投切10KV电容器组产生涌流及过电压的探讨摘要:详细介绍真空断路器投切电容器组时会产生合闸涌流与过电压，重点分析合闸涌流与过电压产生的原因、危害及采取的限制措施。
关键词:真空断路器电容器组合闸涌流重燃过电压在500KV及以下的电力系统中，为了提高电网的功率因素，改善电压质量，降低线路损耗，大多在变电站安装10KV电容器组集中补偿。
但是随着电力系统负荷的不断变化，为了调节无功，需对电容器组作频繁的投切。
作为投切电容器组的心脏，真空断路器在投切电容器组过程中会产生涌流与过电压，给电力系统带来严重的危害。
因此有必要对真空断路器投切电容器组产生的涌流与过电压作进一步的探讨。
1、真空断路器投电容器组产生合闸涌流1.1 合闸涌流产生的原因真空断路器投电容器组时会产生合闸涌流，而电容器的合闸涌流可分为单组电容器的合闸涌流与多组电容器追加的合闸涌流。
单组电容器在首次合闸投入运行的瞬间，即电容器处于未充电状态流入电容器的电流，仅受系统阻抗的限制。
由于系统阻抗很小，近似短路状态，这时将产生很大的合闸涌流流入电容器组。
涌流的最大值发生在电容器合闸的瞬间，刚好系统电压处于最大值时。
当已有一组或多组电容器运行时，再投入另一组电容器，这时的合闸瞬间，将产生追加的合闸涌流，当追加的电容器组与运行的电容器组的时间间隔很近时，它们之间的电感很小，几乎为零，追加的电容器组近似短路状态，所以运行的电容器组将向追加的电容器大量充电，全部的冲击合闸涌流都将流入追加的电容器组。
这时的合闸涌流将达到极其危险的程度，特别是在系统电压处于最大值的瞬间合闸时，追加的涌流将达到最大值。
同时，由于电容器组之间的连接线电感很小，所以振荡频率也较单组电容器合闸时的涌流频率高很多。
电容器组合闸瞬间产生的涌流大小还与投入的电容器组的容量和安装地点的短路容量有关。
如果电容器处在较大短路容量系统中，而且电感较小，则合闸涌流的幅值较大且频率较高。
1.2合闸涌流过大的危害合闸涌流的幅值可达到电容器额定电流的几倍甚至几十倍，而且频率高，但其持续时间短，在几毫秒内迅速衰减到安全稳定状态。
10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析 (3)
10kV并联电抗器合闸过电压的计算与分析印 华（重庆电力科学试验研究院）摘要：针对某些变电站出现的对10kV并联电抗器进行合闸操作时开关柜发生爆炸的事故，本文分析了并联电抗器合闸过电压产生的原因，并用EMTP对合闸过电压进行了理论计算。
计算结果表明，真空开关合闸时发生弹跳是合闸过电压产生的主要原因，阻容吸收装置对该类过电压有较好的抑制作用。
关键词：并联电抗器；真空开关；弹跳1 前言并联电抗器作为电网的无功补偿设备，对于稳定电压、提高供电质量有着重要的意义。
并联电抗器的投切也是电网中较为频繁的操作。
在投切电抗器的时候通常研究的是分闸时真空开关发生截流、重燃产生的过电压，而对合闸时产生的过电压研究较少[1-3]。
但是在某些变电站，对并联电抗器进行合闸操作时，发生了开关柜爆炸的事故。
为此，笔者专门针对并联电抗器合闸时产生的过电压进行了计算分析。
2 并联电抗器合闸过电压产生原因分析在对电抗器进行合闸操作时，如果断路器触头同期性差，非全相合闸会产生一个电磁振荡过程，在一定的参数情况下还会产生谐振过电压。
如图1所示，A、B、C三相合闸时，如果合闸时间不一致，回路中就会存在电磁振荡的过程，如果电容和电感的匹配，还会产生谐振过电压。
对于某些质量不好的真空开关，在合闸的过程中，开关触头发生弹跳（震动），也会产生过电压。
开关触头的弹跳是指开关的触头发生了一个合上以后又分开，然后又合上的过程，或者持续合上又分开直至完全合上不再分开的过程。
在这个过程中触头分开的距离不大，断口的电弧会发生重燃，截留现象，回路中会产生高频的电磁振荡，产生过电压。
图1 电抗器回路示意图3 计算结果及分析利用电磁暂态仿真程序（EMTP），进行了10kV真空开关对并联电抗器进行合闸操作产生过电压的理论计算。
计算原理如下图所示。
图2 计算模型计算中的主要参数如下：断路器的截断电流为3A；电抗器电感为42.5mL，杂散电容取10PF，配变的入口电容100pF，配变的电感取10mL。
操作过电压的仿真与统计计算-中国电机工程学会
图 2 变压器的 Π 型等值计算电路
对 500kV 主变，将其换算到高压侧的值 为：
RT
PsVN 2
S
2 N
103 1.588
XT
Vs 100
VN 2 SN
103 131.02
3) 线路模型 在 ATP 仿真中采用 Jmarti 模型。 4）开关模型 电力系统绝缘配合要正确处理过电压大
3 ATP 仿真模型
3.1 参数选择 1）、发电机 额定功率 175MW，额定电压 15.75kV，
额定功率因数取 0.9， X " =0.222。 d 2)、变压器 本文中所采用的主变额定容量为
400MVA，额定电压 550kV，低压侧额定电 压 15.75kV，联接方式为 YN/d11 联接。空载 损耗 200kW，负载损耗 840kW，空载电流 0.19％，阻抗电压 17.325％。
过电压概率分布计算的误差，可用过电 压幅值平均值的精确解即数学期望 M（u）
与统计模拟法计算得到的样本估计值 u 的
差值 来衡量， M u u 。由于无法
知道过电压概率分布的精确解，一般只能给 出统计模拟的估计误差，如取置信度为 95.5 ％ ， 试 验 次 数 为 n ， 则 给 出 误 差 为
2 统计算法简介
2.1 统计算法的提出 在研究输电线路与电力设备的过电压和
绝缘配合时，曾习惯于采用确定性法。由于
过电压和绝缘强度的统计性质，实际上确定 性法不能定量地给出绝缘故障率，因此给合 理地选择绝缘水平造成困难。
七十年代以来国内外相继推荐采用统计 法对自恢复绝缘进行绝缘配合。统计法把过 电压和绝缘强度都作为随机变量，在确定它 们的分布规律以后，可以定量的计算出故障 率，使有可能从不同的安全要求出发进行绝 缘的优化设计，并进行各种影响因素的敏感 性分析。
电容器组投切过电压
• 近年来,随着电网容量的迅速增大和对电能质量要求的不断提高,电容器 的投切操作越来越频繁。低压无功补偿装置的投切采用晶闸管投切技术, 能精确地控制电容器的投切时刻,从而最大限度地减少投切时的冲击电 流和过电压。而高压电容器的投切,由于受到可控硅器件耐压的限制不 能做到无触点精确控制,都是利用断路器来投切,不可避免地带来操作过 电压。另外,真空断路器被大面积应用,由于其开断特性和电弧特性与以 往使用的油断路器不尽相同,使得操作过电压引起的故障现象有了一些 新的特性,不少性能比较差的国产真空断路器分闸时重燃现象严重。
• (2)非同期合闸 • 断路器非同期合闸时,可能出现其中一相先合闸使电容器充电,而 其它两相接通时,可能会遇到大小相近,极性相反的工况,发生非同 期合闸过电压。
4000 3500 3000 2500
4000 3500 3000
0k 100 k 500 k 0k 100 k 500 k
|Us|/kV
4000
ep 1% nano 4% nano 7% nano ep 1% nano 4% nano 7% nano
3500
3000
2500
|Us|/kV
2000
1500
1000
500
0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
t/s
4000
ep 1% nano 4% nano 7% nano ep 1% nano 4% nano 7% nano
0
A
1
B 0.87 +
0.37 + 1.37 +
0.5
+
C 0.87
t=5ms,B、C相间电压最大时两相断开
真空开关投切电容器组过电压问题及其对策
真空开关投切电容器组的过电压问题及其对策2.3.2真空开关开断三相电容器组时的重燃现象及其过电压按运行状况，开断电容器组重燃过电压有无故障单相重燃、带故障单相重燃和两相重燃三种类型。
1、无故障单相重燃如上所述，当 180=t ω时，真空开关A 相的断口恢复电压可以达到相电压幅值的2.5倍，因此发生重燃的几率较大。
假定此时A 相重燃，由于线路中电感元件和电容器对地电容的影响，线路中将会产生高频振荡。
由于N C ＜＜C ，高频振荡过程中可以将电容器组C 视为电压源，忽略线路的损耗，重燃相对地最大过电压ma U 为：ma U 5.35.1)1(2-=--⨯=中性点对地电压幅值为：5.415.3-=--=-=aN ma mN U U U由于中性点出现过电压mN U ，相应地，非重燃相也出现过电压：13.437.05.4-=+-=+=bN mN mb U U U87.537.15.4-=--=+=cN mN mc U U U可见，开断中性点绝缘的三相电容器组，如果单相重燃，过电压主要加在电容器组中性点与地之间，电容器极间无过高的过电压。
重燃相过电压并不是最高的，往往是通过中性点传递至不重燃的二相中的一相，成为过电压最高相。
此时真空开关非重燃相的断口恢复电压将分别为：63.4)13.4(5.0=--=trB u37.6)87.5(5.0=--=trC u显然，此时的断口恢复电压已经超过了真空开关的工频绝缘水平，极有可能导致断口击穿。
如果击穿产生在真空灭弧室内部，则单相重燃变成了两相重燃，电容器组上将会出现最高可达三倍的过电压；如果击穿产生在真空灭弧室外部，就会出现外绝缘闪络，并进一步引起相对地或相间放电，最终发展成两相或三相短路，导致开关损坏，成为永久性故障。
短路故障发生时电源和电容器组同时向短路点供电，电容器组上的残余电压得以快速泄放，因此真空开关的外绝缘闪络不会在电容器组产生过电压。
在实际运行中，经常会出现因真空灭弧室外绝缘闪络而导致的开关柜烧毁，而工频耐压低得多的电容器组却未见异常的现象，这种现象正是单相重燃过电压所为。
基于ATP-EMTP的330kV空载线路非同期合闸过电压研究
Simulation | Output | Switch/UM Format Record Variables |
delta T: [5^6 Tmax: [0?75 Xopt: (50
Copt: 0
-Simulation type— a Time domain C Frequency scan C H armonic (HFS)
线路参数：Z]二 0.04+j0. 318 Q/km,Ci 二 11.86xlO_9F/km,
Zo = 0. 26 + jl. 015 Q/km, Co = 7. 66 x IO-9 F/kmo
线路长度"二280 kmo
E
Xs
Ui
U2
—-1-^—-------------J
mso因此,设置时控开关S1-A、S1-B和S1-C 的闭合时间分别为200 ms、205 ms和202 mso 2.1不同合闸电阻
闸时电源的相位对操作过电压影响较小。
关键词：ATP-EMTP；非同期合闸；空载线路；操作过电压
中图分类号：TM86.TM743
文献标志码：A
文章编号：1006 -8198(2021)02 -0038 -03
Research on Asynchronous Closing Overvoltage of 330kV No-load Transmission Line Based on ATP-EMTP
%o根据曲线走势，非同期合闸时可不考虑合闸
相位的影响，因为ABC三相之间有固定相位差
0
85 -
80
-
75
-
20
70
-
AW^RX
65
基于EMTP_ATP的并联电容器投切过电压仿真分析
４基于ＥＭＴＰ／ＡＴＰ的并联电容器投切过电压仿真分析基于ＥＭＴＰ／ＡＴＰ的并联电容器投切过电压仿真分析ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅＣａｕｓｅｄｂｙＳｈｕｍＣａｐａｃｉｔｏｒｓＳｗｉｔｃｈｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＥＭＴＰ／ＡＴＰＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ胜利石油管理局电力管理总公司孤岛供电公司吴磊ＳｈｃｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＢｕｒｅａｕＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙＩｓｌａｎｄｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｒａｎｃｈＷｕＬｅｉ胜利石油管理局孤岛采油厂李梦玲ＳｈｅｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＢｕｍａｕＩｓｌａｎｄｉｎｇＯｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｌａｎｔＬｉＭｅｎｇｔｉｎ摘要：普遍采用并联电容器组作为主要的无功补偿装置，由于电容器奉身的储能特性以及断路器叫能的非同期合俐．使得在投切并联补偿装置的过程中产生幅值很高的打行流和操作过电压，从而时设备的绝缘水平和使用寿命造成不和Ｊ影响．甚至威胁到系统的安全稳定运行。
为此，以ＥＭＴＰ／ＡＴＰ）Ｉ，］＂并联电容器投切过电Ｊ≤的机理进行分析，结合油田电网中实际的１１０ｋＶ变电站，建立了仿真模型，进行暂态过程分析，通过与实际投切操作时的仪表测量值进行对比，表明数字仿真计算结果真实可信，具有现寅指导意殳。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓａｒｅａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ．Ｆｏｒｉｔｓｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｃｌｏｓｅｏｆｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｍａｙ，ｔｈｅｒｅｗｉｌＬｐｒｏｄｕｃｅｈｉｇｈｓｕｒｇｅａｎｄｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｄｕｒｉｎｇｓｗｉｔｃｈｏｎ／ｏｆｆｔｈｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓ．ＴｈａｔｉｓｈａｒｍｆｕｌｔｏｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｌｉｆｅｃｉｒｃｌｅｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｎｄｅｖｅｎｔｈｒｅａｔｅｎｓｐｏｗｃｒｓｙｓｔｅｍｓａｆｃａｎｄｓｔａｂｉｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎＴｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｄｅｔａｉｌｓｔｏｄｙＯｎｔｈｅｍｃｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈａｔｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｂａｓｅｄｏｎＥＭＴＰ／ＡＴＥＣｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｐｒａｃｔｉｃａｌＩ１０ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎＳｈｅｎｇｌｉｏｉｌ—ｆｉｅｌｄ，ｉｔｓｅｔｓｕｐｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｄｕｒｉｎｇｓｗｉｔｃｈｏｆｆｏｆｆｔｉｌｅｓｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒｓＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｖａｌｉｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｅａｒａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｃｔｕａｌｓｙｓｔｃｍＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈａｓａｐｒａｃｔｉｃａｌｍｅａｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅｏｉｌ—ｆｉｅｌｄｃｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ关键词：并联电容器授切过电压ＥＭＴＰ／ＡＴＰ仿真Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｈｕｎｔｃａｐａｃｉｔｏｒＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｃａｕｓｃｄｂｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇＥＭＴＰ／ＡＴＰＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ巾围分类号：ＴＭ５３１４文献标识玛；Ａ１引言并联电容器是电力系统中重要的无功功率电源，其主要作用是改善电网电压质量、提高输变电设备和】用率、降低输电环节的电能损耗，确保电网安全稳定运行。
真空断路器开断并联电抗器现场试验研究
真空断路器开断并联电抗器现场试验研究发布时间：2022-08-29T07:35:44.175Z 来源：《中国电业与能源》2022年第8期作者：唐锦尧1，杨磊1[导读] 本文真空断路器开断并联电抗器产生过电压，在变电站搭建现场试验模型，进行现场试验研究唐锦尧1，杨磊1（1、广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞，523000）摘要：本文真空断路器开断并联电抗器产生过电压，在变电站搭建现场试验模型，进行现场试验研究，研究发现当分闸过程中发生重燃时，观测到电抗器高压侧电压的暂态峰值/稳态峰值比值达到了7.116倍（47.458kV），得到分闸过程中重燃是本次故障发生的原因。
关键字：真空断路器；并联电抗器；RC阻容器，避雷器，过电压Research on Field Test of Shunt Reactor Breaking by Vacuum Circuit BreakerTang Jinyao1, Yang Lei1（Guangdong Power Grid Corporation, Dongguan Guangdong, 523000）Abstract: In this paper, the vacuum circuit breaker breaks the shunt reactor to generate overvoltage, and a field test model is built in the substation to conduct field test research. The study found that when re-ignition occurred during the opening process, the transient peak/steady-state peak ratio of the high-voltage side voltage of the reactor was observed to reach 7.116 times (47.458kV), and it was concluded that the re-ignition during the opening process was the cause of the fault.Keywords:vacuum circuit breaker; shunt reactor; RC resistor, surge arrester, overvoltage1、现场试验分析随着电网规模逐渐扩大，用电负荷的越来越多，更多的并联电抗器被用来调节电网中的电压质量[1-3]。
断路器操作过电压及解决方法
断路器操作过电压及解决方法断路器操作过电压及解决方法1 引言真空断路器因其具有优良的灭弧性能、优异的频繁操作特性、高电气恢复强度以及结构简单、维护方便、安全可靠等特点，广泛地应用在电力系统中。
但由于在截流、重燃或三相同时断开时等原因产生过电压，造成设备损坏，在实际运行中，为限制这种过电压而采用多种保护设备。
由于选用不当或者保护性能不适用，运行事故时常发生。
本文对此种过电压设备的选用配置提出了粗浅的分析意见，以供同行参考。
2 真空断路器操作过电压的产生及原因分析真空断路器在开断高压感应电动机等感性负载时，所产生的过电压有三种类型：即截流过电压、多次重燃过电压、三相同时开断过电压。
分析这三种过电压的产生原因及特点，对正确地选用保护设备有重大的作用。
2.1 截流过电压真空断路器有较好的熄弧性能，在开断时，可以使电弧在电流过零前开断，截断电流滞留在电动机或变压器中，此时剩余的能量在电动机或变压器电感绕组和散电容间振荡产生较高过电压。
截流过电压有以下特点：(1)截流过电压与真空断路器的截流值，Ic大小有关，截流值越高，过电压值越高；(2)截流只发生在开断小电流时，电流越大，陡度越大，截流值就越小；(3)过电压的震荡频率很高，可达数千Hz，高的频率必然伴随着高的过电压；(4)相对地过电压是按相对地电容和相间电容而分配的，通常相对地过电压为相间的2/3；(5)电动机和变压器容量越小，过电压越高。
电动机和变压器容量小，开断电流较小，回路电容小，电感大，因而波阻抗较大，造成过电压数值高；(6)回路的电缆在50~200m范围内过电压最高，而这一长度范围基本是开关柜到电动机或变压器的长度，电缆长度过短时，振荡频率高，熄弧困难，延长了熄弧时间，过电压低；电缆长度长时，回路电容量大，波阻抗下降也会使过电压降低。
2.2 多次重燃过电压当真空断路器在电流过零前开断，触头的一侧是工频电网电源，一侧是高频振荡产生的过电压。
触头间恢复电压为两者之合，在触头开距小、触头间耐压不充分的情况下发生第一次重燃。
基于EMTP的空载线路合闸过电压研究
基于EMTP的空载线路合闸过电压研究作者：邵昱拜姝羽董锐来源：《河南科技》2018年第25期摘 要：本文以关合空载线路为例，用EMTP 仿真程序建立系统模型，模拟关合空载线路时的过电压情况，同时模拟在系统模型中加装并联电抗器，限制操作过电压的情况。
通过仿真计算对操作过电压及其预防性措施的效用进行分析。
本研究对实际电力系统操作过电压的研究与预防具有一定的借鉴意义。
关键词：操作过电压;空载线路;容升效应;并联电抗器中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）25-0139-03过电压现象在当前的电力系统中十分常见。
过电压水平的高低威胁着设备的绝缘安全。
当设备的绝缘遭到破坏时，设备将无法安全运行，从而威胁到整个电网的安全稳定运行。
系统中经常发生由于设备绝缘遭到破坏而造成的短路故障，导致系统供电受损，更有甚者可能造成继电保护切机、切负荷，给系统带来较大扰动，对系统的稳定运行造成严重的安全隐患。
1 过电压的种类在电力系统中，常见的过电压类型主要分为两类，即外部过电压与内部过电压。
研究其规律并对其采取适当的防护措施，对电力系统安全稳定运行具有十分重要的意义。
1.1 外部过电压外部过电压又称雷电过电压，是由于电力系统内的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压[1]。
该类型的过电压水平一般可达几百千伏至几千千伏。
通过建立雷电流模型，与雷电环境下设备的波阻抗模型，可有效研究雷电过电压的水平及危害程度。
从预防雷电过电压的角度来看，通常采用架设避雷针、避雷线的方式来防止直击雷;采用安装避雷器的方式来限制雷电流经线路传入变电站在各设备上产生的过电压。
1.2 内部过电压内部过电压产生的原因在于系统内部的能量转化或系统拓扑结构突变。
由于其产生的原因都来自系统内部，因而称内部过电压。
内部过电压的特点有：产生过电压的能量来自于系统本身，过电压的幅值通常较高。
根据产生的原因，可将内部过电压分为三类，即操作过电压、谐振过电压和工频过电压[2]。
真空断路器操作过电压的保护
真空断路器操作过电压的保护贾约明摘要：分析比较了在高压厂用电系统中保护真空断路器操作过电压的几种方式，提出在工程设计中采用何种保护方式的建议。
关键词：操作过电压；保护方式；分析比较；工程设计中图分类号：TM 774文献标识码：B文章编号：1006－6047(1999)04－0037－03Protection of VCB Operation Over-VoltageJIA Yue-ming(Shanxi Electric Power Design Insititute, Taiyuan 030001, China)Abstract： A few protection types for VCB operation over-voltage are analyzed and compared, and some suggestions for selecting protection types in engineering design are given.Keywords：operation over-voltage; protection type; analyzing and comparing; engineering design随着电力系统的不断发展，发电厂对厂用电系统断路器的选择要求也越来越高。
由于真空断路器开断容量大，可频繁操作，检修周期长，并可实现高压厂用配电装置的无油化，所以在发电厂厂用电系统中得到广泛应用。
但因真空断路器本身具有强烈的熄弧能力，在操作过程中极易产生对设备绝缘危害很大的操作过电压。
过电压形式主要有截波过电压，重燃过电压和同步开断过电压。
为确保保护真空断路器操作的厂用电气设备安全运行，必须安装操作过电压保护装置。
1 操作过电压的保护方式目前工程设计中可考虑采用的真空断路器操作过电压的保护方式有以下几种：氧化锌避雷器保护，又分为普通氧化锌避雷器保护和带串(并)联间隙的氧化锌避雷器保护；三相组合式过电压保护器保护；R－C阻容过电压吸收器保护。
真空断路器切除电容器组导致两相重燃的EMTP建模
真空断路器切除电容器组导致两相重燃的EMTP建模
刘生辉;刘文泽;王克英
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】2015(51)5
【摘要】断路器介质恢复强度不能耐受恢复电压的作用,会导致电弧重燃,产生很高的重燃电压。
笔者应用EMTP对真空断路器切除并联电容器组导致两相重燃过程进行建模,并以广东电网某典型220 kV变电站为研究实例。
仿真计算了重燃过电压最严重的工况,对比理论分析值,仿真结果真实可信。
【总页数】5页(P26-30)
【关键词】真空断路器;电力电容器组;重燃;电磁暂态计算软件(EMTP);建模;过电压【作者】刘生辉;刘文泽;王克英
【作者单位】广东电网有限责任公司江门供电局;华南理工大学电力学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM714.3
【相关文献】
1.真空断路器操作机构性能对投切电容器组重燃的影响
2.真空断路器切除电容器组的两相重燃仿真
3.35kV真空断路器投切电容器组重燃现象的分析
4.真空断路器投切电容器时的重燃过电压分析及预防措施
5.从电弧老练谈降低真空断路器开断电容器组的重燃率
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ 真空开关开断并联电容器组时操作过电 压的计算模型
真空开关操作过电 压的 仿真计算， 关键在于对其分合条件的判断和仿真。３ 于拉普拉斯变换只适 ［ １ 由 用于用手算解较小的网络，而对于大型网络的计算机解用处不大，因此 Ｅ Ｐ ＭＴ 的仿真计算采用的是以 时间步长为△ｔ 逐步求解的方法，用以前时刻 ０ Ａｔ、 ，ｔ，……，直到ｔ ｔ 流和电压来求 ｔ ． ２ ， ｝ － 的电 Ａ 时
确性高
关键词：并联电容器组；真空开关：操作过电压：Ｅ Ｐ ＭＴ
０ 引言
并联电容器组作为电网中的一种容性负荷， 广泛应用于电网的无功补偿，以提高电网电压和功率因 数， 减小线路的损耗， 但是随着电力系统负载的变化， 为了调节无功， 必须相应的分合电容器组，由此
可能产生的操作过电 压将严重威胁并联电 容器组的绝缘， 虽然产生过电 压的 概率比 较小， 但是由 于分合 频繁， 事故仍时有发生。 在真空开关投入使用后， 这种情况得到改善， 但是由 于真空开关开断特性和电 弧特性与以往使用的断路器不尽相同， 使其开断并联电容器组时所产生的操作过电压也有了一些新的特
态信号Ｓ Ａ和０ ＷＳ 作为判断信号，当Ｓ Ａ Ｏ 输入重击穿信号ＴＩＮ ， Ｗ Ａ Ｏ 输入 ＷＳ － 时， ＜ Ｓ Ａ 当Ｓ Ｓ ＞ 时， Ｇ 过零判断信号Ｉ Ｇ Ａ 这部分程序的原理是Ｓ Ａ Ｏ ＳＮ， Ｉ ＷＳ ＞ ，即开关处于闭 合状态时， Ｓ Ｎ ＴＩ Ａ不起作用， Ｇ 当电流过零时， Ｓ Ｎ ＩＩ Ａ使开关断开， Ｇ 仿真电弧的熄灭： ＷＳ ＜Ｏ Ｓ Ａ ，即开关断开后， ＳＧ Ａ不起作用， － Ｉ Ｎ Ｉ 当到达重击穿时刻， Ｓ Ｎ Ｔ Ｉ Ａ使开关闭 Ｇ 合， 仿真电 弧的重姗， 这样也可以 避免当电 流一直为零时产生的 误判断。这两个信号轮流对＜Ａ Ｓ ｔ（ｐ １ ＞ ＜ Ｃ ｓｉｈｙｅ 控制，仿真了电 熄灭和重燃。开关分合控制模 Ｔ ｗ ｃｔ ３ ） 弧的
此时首开相电 源电 ： 压Ｕ 与电容器的电 压Ｕ均为最大值，即电 源电 压峰值Ｕ ， ｍ 并且反相， 这时断 路器的恢复电压Ｕ ＝ Ｕ 最大， ｝ ２、 电源通过串联电抗器向电容器充电，电 容器上将出现振荡电压，
全国高等学校电力系统及其自 动化专业第十九届学术年会论文集
１９ ４ ７
Ｕ ＝ ｍ ， ｏ 。 Ｕ ２ ｃｓ Ｕ ｏ（ｔ ｐ
０ １ １０ ， ， ， ，当Ｓ Ａ Ｏ Ｃ ＜ ，即两个时刻电流异号，电流过零时， 输出电流过零判断信号Ｉ Ｇ Ａ为０ Ｓ Ｎ Ｉ ，否 则为 １ 构成逻辑判断程序。 ， 这部分程序的原理是将开关触头间断ｔ ｔ － Ａ 时刻和ｔ 时刻的电弧电 流值进行 正负比 较， 如果正负不相同 （Ｃ ＜ ）， Ｓ Ａ Ｏ 说明 在时间步长△ 内电 ｔ 流过零，电 弧将熄灭，开关断开； 如 果正负相同 （Ｃ ＞ ）， Ｓ Ａ Ｏ 说明在时间步长△ｔ 内电流未过零， 开关仍然闭合； 而对于 （Ｃ ＝Ｏ 说明 Ｓ Ａ ）， 两个时刻的电弧电 流信号至少有一个为零， 可能是所取的电 流信号恰好处于零点或者开关断开， 流一 电 直为零， 对于第二种情况， 将在下面的开关分合控制模型的 设计中消除， 而对于第一种情况由 Ｍ Ｐ 于Ｅ Ｔ 的计算精度可以达到小数点后第四位， 因此恰好有一时刻为零的概率非常小， 两个时刻都为零的概率就 更小了， 而且即使出 现第一种情况， 在时间步长△ｔ ０吃时， 流在下一时间步长开断， ＝１ 电 只相当 于延
其中：１ 一一一 Ａ ＇ 一一一 Ｂ ＇ 一一一Ｕ ＇ Ｕ Ｏ； ２ Ｕ ； Ｏ３ Ｃ ； Ｏ ４ ５ 一一一 Ａ ； Ｕ Ｏ 一一一Ｕ ； Ｂ ６ Ｏ 一一一Ｕ ； － － Ｃ ｏ ７ Ｕ ＇ ｏ － Ｏ 各点过电压最大值倍数分别为：
各点的电压波形如图 ６ 所示： ，７
’ ： ： ：
州 １叫 ｜ 。 一
２ 礴 ６ ８ １ ０ １２ １ ４ １６
ｔ「 引 －
图６ Ａ，Ｂ， Ｃ三相电容器组电压
已 二 弓 一络
０
２
４
８
ｌｏ
－
１．
１．
１ －
图 ７ Ｂ Ｃ三相电容器侧及电容器组中性点对地电压 Ａ， ，
判断，这种方法在逻辑上比较复杂，而且使用的元件较多，不易懂，笔者采用将两个信号相乘
ＳＡ ＊Ｃ ２Ｆｒ ｎ ｅｅ （ｐ １＞ 方法， Ｃ Ｉ Ａ＜ｏｒ Ｓ ｔ ｎｔ ｅ 的 Ｓ ｔ ｔｍ ｔ ａ ａ ｙ ８ ） 将得到的 信号ＳＡ 信号 器＜ ｐｔ ｐ 判断 Ｃ 通过 选择 ＜ ｕＩｙｅ Ｉ ｆ ｎ （ ｔ ６＞信号 ０， 选择器的 三个输入 和另 个判断 均采用＜ｏｒ Ｓ ｔ ｅ（ｐ １ 输入， 信号 外一 信号 Ｆｒ ｎ ｅ ｎｔ ｅ ｔ ｔｍ ｔ ａ ａ ｙ ８ 》 分别为
将上面产生 Ｈ Ｌ Ｏ Ｄ信号作为 Ｈ Ｌ 端的输入，即在电流没有过零时，开关一直处于闭合状态， ＯＤ Ｓ Ｓ ＝， Ｏ ． Ｓ ＝，Ｏ Ｄ Ｏ Ｗ Ａ Ｉ Ｔ Ｗ Ａ Ｏ Ｌ ＝， ． Ｓ Ｎ Ｈ 直到开关电弧首次 熄灭时刻，Ｎ Ｔ Ｗ Ａ １ Ｈ Ｌ －Ｉ Ｏ ． Ｓ ＝， Ｄ ， Ｓ Ｏ ＞ 这时第二个 累加器将停止累加，输出信号Ｔ即为第一次电弧熄灭的时间。 其他两相的开关设计与首开相基本相同， 只是重击穿时间不相同，可以 根据不同的需要进行设置。将 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ中表示当前计算时间的内部信号源
１ 等效计算电 路
｝吓 ｝叮 ｝。
写 汽
图 １ 开断并联电容器组的等效电路
其中Ｌ：电 源内电感： ｓ 源侧对地电 ｓ Ｃ：电 容： ： Ｋ 真空断路器； ：串 Ｌ 联电 抗器； ： Ｒ 回路损耗等效
电 Ｃ 连 及电 器 对 容 和： ： 容 的 相 值电 Ｃ： 容 中 点 地电 阻； ｉ 线 容 组 地电 之 Ｃ 电 器 单 等 容； ｏ 电 器组 性 对 容。 ： 在仿真过程中， 假设Ａ相为首开相并 且忽略弧道电 因 阻， 而可以 Ｍ Ｐ ＜Ａ Ｓ ｃｔ ｅ 用Ｅ Ｔ 中的 ｐＣ ｓｉｈｙ ｗｔ（ｐ
性。因此对这种操作过电压继续进行深入研究十分必要。
这种操作过电 压的产生机理及其定性分析己 在许多论著［２１有了大量的阐述， ［ ］中 １［ ］４ ［ 本文在此基础上， 运用Ｅ Ｔ 建立了 ＭＰ 适于对这种操作过电 压进行定量分析的计算模型， 并以 系统实测参数为例得出 计算
结果，验证了模型的准确性和可用性，为探讨抑制这种操作过电压的方法提供了依据。
亥的解，这是在设计开关模型的时候必须注意的。 ｄ
电力设备监测与故障诊断
Ｌ １电 外 甩 佩 蕊令 ｌ 刑 叮 ． ［ ｆ ｀ Ｊ
真空开关的高频熄弧能力很强， 能在高频电 流过零点熄弧，３ １ １ 但是由 Ｍ Ｐ 于Ｅ Ｔ 计算机理问 在数 题， 值计算中， 根据电流绝对值判断其是否过零是不适当的。 可行的办法是按时间步长△ｔ 来判断ｔ ｔ － 时刻 Ａ
迟 １ ６开断， ０Ｓ － 对过电 压的仿真和求解都无影响， 而且如果考虑这种情况，由 Ｍ Ｐ 于Ｅ Ｔ 计算机理问 题， 会在重击穿时刻因过零判断而出 现错误，引 起不必要的 麻烦，因 此对于 （Ｃ ＝ ） 开关仍然闭 ＳＡＯ ， 合。 以 上是电 流过零判断模型的建立， 使用的 元件少， 并可达到预期效果， 而且可用性强， 对于真空开
图４ 判断重击穿的计算模型
首先必须记录首开相第一次电 流过零即电 弧熄灭的时间Ｔ 用＜ ｏｐｎ ｔＣｒ ｉ ｐ ９＞ ， Ｃｕｌｇ ｉｕ（ ｅ 取首开 ｉ ｏ ｃｔ ｙ ｔ ３ 相的 状态Ｓ Ｓ ， Ｆｒ ｎ ｍｎｔｅ 将． Ｔ ＷＳ 通过一 加器 Ａｃ ｔ ｐ６） 开关 Ｗ Ａ用＜ｏｒ Ｓ ｔ ｅ（ｐ１＞ Ｎ ． Ａ ｔ ｔ ａ ａ ｔ ８ ｅ ｙ ） ＯＳ 个累 ＜ ｃｃｕ （ ｅ ｏｎｔ ５ ｙ ＞ 产生一个保持信号Ｈ Ｌ ，再将Ｔ Ｃ 中表示时间步长的内 ＯＤ ＡＳ 部信号 Ｄ Ｌ Ａ 通过另外一个累加器， 源 ＥＴ Ｔ
型设计如图 ５ 所示：
图５ 开关分合控制模型
一１ ９ ４ ８－
电力设备监测与故障诊断
３ 计算实例
本文主要根据北方某变电 Ｉ Ｖ ４０Ｋ ａ并联补偿电 站 Ｏ ， ０ ｖｒ Ｋ ８ 容器组的等值电 路进行计算。 按图１ 中的 电 路将有关参数代入计算， 为了 便于观察操作过电 压倍数， 将各相电 压峰值设为 １Ｖ Ｋ ，可得到电 路中
ＴＭ Ｘ作为 ＩＥ 信号选择器＜ ｐｔ ｐ ６＞ ＜ ｕＩｔ ｅ 的一个判断信号， Ｉ ｆｙ ０ ｎ （ 信号选择器的三个输入信号和另外一个判断 信号 采用＜ｏｒ Ｓ ｔ ｅ（ｐ１＞ 成， 均 ＜ ｒａ ｔｅ ｎｔ ｅ 生 分别为。 １ ０ Ｔ０ １ 其中Ｔ０ １ 熄弧后半个周 Ｆ ｔｎ ｍ ｔ ８ ａ ｙ ） 、 ， ＋． ， ， ０ 十． 表示 ０ 期（ ｍ ）这部分程序的原理是当ＴＭ Ｘ等于设置的重击穿时间Ｔ ０ １ 重击穿判断信号Ｔ ＩＮ （ ｓ １ 。 Ｏ ＩＥ ＋． 时， ０ Ｓ Ａ Ｇ
和ｔ 时刻电弧电流的正负符号变化情况，当前后两个时刻的电流方向改变时，就可断定在这个△ｔ 内电 弧电流过零。电流过零判断的Ｔ Ｃ 模型设计如图２ ＡＳ过开关Ａ相的电 流信号ＳＡ ＜ｏｐｎ ｔＣ ｃｉｙｅ 为Ｔ Ｃ 的 源， Ｃ ＩＣｕｌｇ ｉｕ（ｐ ９） Ａ Ｓ 信号 通过信号延迟 ｉ ｏ ｔ ｒ ｔ １ ＞ 器＜ ｒ ｓ ｙｙｅ 将Ｓ Ａ 延迟△ｔ 输出 Ｔａ ｄｌ （ｐ５》 Ｃ Ｔ ｎｅ ｔ ３ ａ ， 延迟后信号Ｓ Ａ ， Ｃ ２ 相当于ｔ 时 － Ｏｔ 刻的电 流信号，即可 对两个时刻电 流信号的正负性进行判断， 在一些资料中通常采用先判断电流信号的正负性， 再相加进行
关开断容性或感性设备都适用。 通常对最严峻的重击穿过电压的 开断容性设备有其特殊的 熄弧和重击穿 机理［２ 为了严格起见， ］ １１ ［ 弧隙介质发生击穿， 电弧重燃前的等效电路如图 产生进行仿真， 认为在电 即 弧电 流过零后半个周期时，
３ 所示：
２ 重击穿的 ． ２ 判断