500kV交流断路器断口并联电容器预试方法的探讨
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( 广西电力试验研究院有限公 司 , 广西 南宁 530023)
摘要 : 为了有 效地防止在测 500 kV 断路器断口电 容时产生的感应过 电压对人身和设备 的伤害 , 对 传统的测试方法进 行 了分析 , 探讨在 500 kV 交流断路器断口并联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个约为 10 k 电阻的测试接线的可行性 , 试验 数据表明 : 该接线能够有效地降低其感应电压 , 而对预试数据的影响在允许范围内 , 工程上可以忽略不计。 关键词 : 断口并联电容器 ; 感应电压 ; 预防性试验 中图分类号 : T M 506 文献标识码 : B 文章编号 : 1671- 8380( 2007) 04- 0050- 03
断路器断口并联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个阻值约为 10 k 的电阻 , 能够有效降低其感应电 压 , 保护人身和设备安全, 而对预试数据的影响在工
线 5052 开关 )
感应电压值 /V 1. 946 295. 000 0. 004 正接线 接线
并联电阻 / 1 ! 104 未并电阻 10
图5
两断口断路器电容器改进后的介损测试法简图
3
3. 1
500 kV 断路器断口并联电容器的测量
5052 断路器断口并联电容器的测量 试验接线如图 5, 断路器一端的接地刀闸断开 ,
另一端的接地刀闸接地, 在两断口的公共端对地增 加 1 个电阻。测 500 kV 来宾变电站平来 线 5052 断路器的感应电压数据见表 5 。断路器断口并联电 容器公共端对地接入 1 个电阻 10 k , 对其测试结 果几乎没有影响 , 而并 1 个 10 的电阻对测试结果
测试介损电桥在测试过程中 X2 端的对地电压, 如图 4( b) 所示接线。 电压表读数 U = 0. 042 V, Z c 为对地阻抗。故 结合表 4 可知 Z c 约为 14 。 通常断口电容大约为 1 200 pF, 按图 2 接线, 故 Z s 约为 2. 6 M , 如果感应电压源 E s 为 10 kV, 如 图 3, 选择 1 个电阻 R 约为 10 k , 其上电压 38. 5 V, 即可将感应电压限制在 38. 5 V 左右。而 10 k 的支路电阻对介损电桥的对地阻抗 Z c 约为 14 , Cx 端的 分流约 为 0. 14% 。 由数字 介损 电桥 的原 理[ 1] 可知, 按图 2 接线, 选择 1 个阻值约为 10 k 的 电阻对地并联, 它即能有效降低感应电压 , 而它对测 试结果的影响在工程上可以忽略。
收稿日期 : 2007- 01- 08; 修回日期 : 2007- 05- 08
2. 1 传统方法 的仪器是泛华介损电桥 , 断路器断口并联电容及其 介损因数的测试引线如图 1 所示。接地刀闸为 QS3 接地、 QS4 断开, 断路器 QF、 隔离开关 QS1 , QS2 均在 断开位置, 端口电容器等值电路为 R1 , Cx 1 , R2 , Cx 2。 数字介损电桥的高压引线、 低压引线分别为 X1 , X2 。 这种接线方式产生的感应电压较高, 有可能伤及试 验人员 , 容易损坏设备 , 是一个不安全因数。
1
பைடு நூலகம்
引言
广西区内目前已有 10 多个 500 kV 变电站, 肩
不计。
2
断路器断口电容介损测试方法
测量 500 kV 交流断路器断口的并联电容使用
负着西电东送的重要任务, 在安全措施到位的前提 下, 500 kV 变电站的检修或预防性试验通常只能在 局部停电的情况下进行。由于 500 kV 的设备电压 等级高, 绝缘支柱高 , 所以局部停电设备的感应电压 通常较高, 约为几百伏。某些变电站因工作需要部 分停电 , 而停电的设备 非接地时 , 其感应电压 非常 高, 将近 10 kV 或数 10 kV 。如对 500 kV 变电站进 行预防性试验时 , 需测试 500 kV 交流断路器断口的 并联电容 , 出于降低感应电压方面的考虑, 通常的做 法是将两端口断路器的某一端的接地刀闸接地 , 另 一端的断路器断口电容器采用正接线测试。从断路 器非接地端或从两端口中间引导线接到试验设备上 的这种方法, 产生的感应电压可能会电伤试验人员 , 损坏试验设备( 在 500 kV 变电站实际预试中曾发生 过损坏多台介损电桥的情况) , 构成安全隐患。本文 将探讨在测试 500 kV 交流断路器断口电容时 , 在并 联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个阻值合适的 电阻 , 利用接入的电阻来降低感应电压 , 以保护人身 和设备安全 ; 通过不接电阻和接入电阻的 2 种 500 kV 交流断路器断口电容的试验数据比较, 得出所接 电阻不会对预防性试验数据产生影响的结论, 接入 的电阻阻值对试验结果的影响在工程上可 以忽略
50
广西电力
2007 年第 4 期
500 kV 交流断路器断口并联电容器预试方法的探讨
Discussion on Preventive Test of Shunt Capacitor on 500 kV AC Circuit Breaker
田树军, 雷一鸣
T IAN Shu jun L EI Yi m ing
图1
断路器电容器正接线测试法
2. 2 探讨新的测试方法 为避免感应电压对人身和设备造成危害 , 人为 将两断口断路器的公共端对 地接入一 个电阻 R, 如
2007 年第 4 期
广西电力
51
图 2 所示。以 500 kV 来宾变电站平来
线 5053 断
从表 2、 表 3 数据可见, 感应电压与其对地绝缘 或者并联电阻有关 , 当并联电阻较小时, 感应电压也 很小 ; 相反 , 如果被试设备对地绝缘电阻很大 , 则感 应电压可能很高。虽然电阻值小可以较好降低感应 电压, 但对被试设备的测试结果会有较大的影响。 2. 3 用试验方法求取介损电桥 Cx 端对地阻抗 求取 Z c 的试验如图 4( a) 、 ( b) , 对地阻抗 Z c 的 等效接线如图 5 所示。 测试流入介损电桥的电流 , 如图 4( a) 所示, 测 试数据见表 4, X 2 回路串入电阻 10 的电流几乎不变, 其值为 3~ 4 mA 。 表4 X2 回路串入不同电阻时的电阻电压 、 电流
2. 4 改进后的方法 目前, 数字介损电桥使用普遍, 断路器断口并联 电容及其介损因数的测试引线如图 5 所示。接地刀
52
广西电力
2007 年第 4 期
闸为 QS 3 , QS4 , 断路器 QF , 隔离开关 QS1 , QS 2 , 端 口电容器等值电路由 R1 , Cx 1 , R2 , Cx 2 组成, Z c 为 数字介损电桥的对地阻抗 , R 为降低断路器的感应 电压而增加的对地电阻。
线 5052 断路器 )
1. 946 295. 000
电压表指示值 / V
表3
不同电阻时的感应电压 ( 500 kV 平南线断路器 )
R /k 10 20 30 ( R 开路 ) 电压表指示值 / V 18 36 54 > 1 000( 电压表过量程)
图4
求取仪器测试过程中 X2 端对地阻抗的接线示意图
图 2 断路器间隔布置简图
图 3 并入电阻后断路器两 端口公共端感应电压等值图
来
按图 2 所示接线 , 测得 500 kV 来宾变电站平 线 5052 断路器感应电压数据如表 2, 500 kV 平
果变电站平南线断路器感应电压数据如表 3。
表2 不同电阻时的感应电压 ( 平来
R /k 10 ( R 开路 )
参考文献 [ 1] 田树军 , 雷一鸣 , 余育 军 . 浅析电 容式电 压互感 器分 压 电容的测量 [ J] . 广西电力 , 2006, 29( 3) : 54- 56.
3. 2
500 kV 三断 口的断路 器断口并 联电容器 的 测量
其试验接线如图 6, 平果变电站平南线开关测 得断口并联电容器的试验数据如表 6。感应电压降 低情况 见表 3 。测量断 口并联 电容 器 Cx 1 和 Cx 3 时, 将 X1 , X2 线分别移到被测电容器的两端。测量
表1 不同电阻时的感应电压 ( 平来
R /k 10. 000 20. 000 30. 000 40. 000 50. 000 60. 000 0. 010 ( R 开路 )
线 5053 断路器 )
和 10 000
电压表指示值 / V 11. 000 22. 000 33. 000 43. 000 54. 000 70. 000 0. 011 > 1 000( 电压表过量程)
断口并联电容器 Cx 2 时, 需解开 R a 或者 R b 其中之 一 ( R a = R b = 10 k ) 。同理, 四断口断路器电容器 的测量以此类推。
表 6 E 接法情况下的预试数据 ( 500 kV 平南线 )
断口 相别 A B C C1 Cx 1 / nF 1. 227 1. 245 1. 247 t an /% 0. 368 0. 375 0. 355 C2 Cx 2 / nF 1. 243 1. 258 1. 235 tan /% 0. 324 0. 208 0. 362 Cx 3/ nF 1. 242 1. 265 1. 259 C3 t an /% 0. 262 0. 415 0. 269
图 6 三断 口断路器电容器改进后的介损测试法简图
4
结论
在 500 kV 变电站局部停电时 , 在 500 kV 交流
影响很大 , 虽然电容变化不大但介损为负, 主要是因 为 10 的电阻对回路 X2 的分流影响所致。
表 5 预试数 据( 平来
安装位置 C x / nF 1. 225 5052B 相 1. 225 1. 184 t an /% 0. 243 0. 243 - 0. 860
R / 10 10 000 电压表指示值 / V 0. 038~ 0. 460 36. 510~ 44. 600 I x 2 / mA 约为 3~ 4 mA
路器为例, 按此接线测得断路器的公共端对地感应 电压数据见表 1。从表 1 可知, 接入电阻 R 以 10 k 递增时, 通过电阻 R 的电流约为 1 mA 。感 应电压 源 ( E s) 等值电路示意 图如图 3 所示 , 可见 感应电 压源等值内阻抗 Z s 远大于 10 k 。由于支柱绝缘 电阻及断口等值电阻很大 , Z s 应为断口电容阻抗 , 由于本断口电 容大约为 1 200 pF, 故 Z s 约 为 2. 6 M , 由此可以估算 E s 约为 2 600 V 左右。
程允许范围内 , 可以忽略不计。如果断路器电容器 的电容量比较小, 接地端的断路器电容器用反接法 测试数据与出厂试验数据相差较大时, 可以采用本 文所列方法 , 将断路器两端的接地刀闸 QS3 , QS4 均 断开 , 用正接法测试。本文仅以泛华介损电桥为例 进行分析, 试验数据有限, 若用其它数字介损电桥测 试 , 可以进行类似探讨。
摘要 : 为了有 效地防止在测 500 kV 断路器断口电 容时产生的感应过 电压对人身和设备 的伤害 , 对 传统的测试方法进 行 了分析 , 探讨在 500 kV 交流断路器断口并联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个约为 10 k 电阻的测试接线的可行性 , 试验 数据表明 : 该接线能够有效地降低其感应电压 , 而对预试数据的影响在允许范围内 , 工程上可以忽略不计。 关键词 : 断口并联电容器 ; 感应电压 ; 预防性试验 中图分类号 : T M 506 文献标识码 : B 文章编号 : 1671- 8380( 2007) 04- 0050- 03
断路器断口并联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个阻值约为 10 k 的电阻 , 能够有效降低其感应电 压 , 保护人身和设备安全, 而对预试数据的影响在工
线 5052 开关 )
感应电压值 /V 1. 946 295. 000 0. 004 正接线 接线
并联电阻 / 1 ! 104 未并电阻 10
图5
两断口断路器电容器改进后的介损测试法简图
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3. 1
500 kV 断路器断口并联电容器的测量
5052 断路器断口并联电容器的测量 试验接线如图 5, 断路器一端的接地刀闸断开 ,
另一端的接地刀闸接地, 在两断口的公共端对地增 加 1 个电阻。测 500 kV 来宾变电站平来 线 5052 断路器的感应电压数据见表 5 。断路器断口并联电 容器公共端对地接入 1 个电阻 10 k , 对其测试结 果几乎没有影响 , 而并 1 个 10 的电阻对测试结果
测试介损电桥在测试过程中 X2 端的对地电压, 如图 4( b) 所示接线。 电压表读数 U = 0. 042 V, Z c 为对地阻抗。故 结合表 4 可知 Z c 约为 14 。 通常断口电容大约为 1 200 pF, 按图 2 接线, 故 Z s 约为 2. 6 M , 如果感应电压源 E s 为 10 kV, 如 图 3, 选择 1 个电阻 R 约为 10 k , 其上电压 38. 5 V, 即可将感应电压限制在 38. 5 V 左右。而 10 k 的支路电阻对介损电桥的对地阻抗 Z c 约为 14 , Cx 端的 分流约 为 0. 14% 。 由数字 介损 电桥 的原 理[ 1] 可知, 按图 2 接线, 选择 1 个阻值约为 10 k 的 电阻对地并联, 它即能有效降低感应电压 , 而它对测 试结果的影响在工程上可以忽略。
收稿日期 : 2007- 01- 08; 修回日期 : 2007- 05- 08
2. 1 传统方法 的仪器是泛华介损电桥 , 断路器断口并联电容及其 介损因数的测试引线如图 1 所示。接地刀闸为 QS3 接地、 QS4 断开, 断路器 QF、 隔离开关 QS1 , QS2 均在 断开位置, 端口电容器等值电路为 R1 , Cx 1 , R2 , Cx 2。 数字介损电桥的高压引线、 低压引线分别为 X1 , X2 。 这种接线方式产生的感应电压较高, 有可能伤及试 验人员 , 容易损坏设备 , 是一个不安全因数。
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பைடு நூலகம்
引言
广西区内目前已有 10 多个 500 kV 变电站, 肩
不计。
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断路器断口电容介损测试方法
测量 500 kV 交流断路器断口的并联电容使用
负着西电东送的重要任务, 在安全措施到位的前提 下, 500 kV 变电站的检修或预防性试验通常只能在 局部停电的情况下进行。由于 500 kV 的设备电压 等级高, 绝缘支柱高 , 所以局部停电设备的感应电压 通常较高, 约为几百伏。某些变电站因工作需要部 分停电 , 而停电的设备 非接地时 , 其感应电压 非常 高, 将近 10 kV 或数 10 kV 。如对 500 kV 变电站进 行预防性试验时 , 需测试 500 kV 交流断路器断口的 并联电容 , 出于降低感应电压方面的考虑, 通常的做 法是将两端口断路器的某一端的接地刀闸接地 , 另 一端的断路器断口电容器采用正接线测试。从断路 器非接地端或从两端口中间引导线接到试验设备上 的这种方法, 产生的感应电压可能会电伤试验人员 , 损坏试验设备( 在 500 kV 变电站实际预试中曾发生 过损坏多台介损电桥的情况) , 构成安全隐患。本文 将探讨在测试 500 kV 交流断路器断口电容时 , 在并 联电容器的公共端对地接入 1 个或 2 个阻值合适的 电阻 , 利用接入的电阻来降低感应电压 , 以保护人身 和设备安全 ; 通过不接电阻和接入电阻的 2 种 500 kV 交流断路器断口电容的试验数据比较, 得出所接 电阻不会对预防性试验数据产生影响的结论, 接入 的电阻阻值对试验结果的影响在工程上可 以忽略
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500 kV 交流断路器断口并联电容器预试方法的探讨
Discussion on Preventive Test of Shunt Capacitor on 500 kV AC Circuit Breaker
田树军, 雷一鸣
T IAN Shu jun L EI Yi m ing
图1
断路器电容器正接线测试法
2. 2 探讨新的测试方法 为避免感应电压对人身和设备造成危害 , 人为 将两断口断路器的公共端对 地接入一 个电阻 R, 如
2007 年第 4 期
广西电力
51
图 2 所示。以 500 kV 来宾变电站平来
线 5053 断
从表 2、 表 3 数据可见, 感应电压与其对地绝缘 或者并联电阻有关 , 当并联电阻较小时, 感应电压也 很小 ; 相反 , 如果被试设备对地绝缘电阻很大 , 则感 应电压可能很高。虽然电阻值小可以较好降低感应 电压, 但对被试设备的测试结果会有较大的影响。 2. 3 用试验方法求取介损电桥 Cx 端对地阻抗 求取 Z c 的试验如图 4( a) 、 ( b) , 对地阻抗 Z c 的 等效接线如图 5 所示。 测试流入介损电桥的电流 , 如图 4( a) 所示, 测 试数据见表 4, X 2 回路串入电阻 10 的电流几乎不变, 其值为 3~ 4 mA 。 表4 X2 回路串入不同电阻时的电阻电压 、 电流
2. 4 改进后的方法 目前, 数字介损电桥使用普遍, 断路器断口并联 电容及其介损因数的测试引线如图 5 所示。接地刀
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闸为 QS 3 , QS4 , 断路器 QF , 隔离开关 QS1 , QS 2 , 端 口电容器等值电路由 R1 , Cx 1 , R2 , Cx 2 组成, Z c 为 数字介损电桥的对地阻抗 , R 为降低断路器的感应 电压而增加的对地电阻。
线 5052 断路器 )
1. 946 295. 000
电压表指示值 / V
表3
不同电阻时的感应电压 ( 500 kV 平南线断路器 )
R /k 10 20 30 ( R 开路 ) 电压表指示值 / V 18 36 54 > 1 000( 电压表过量程)
图4
求取仪器测试过程中 X2 端对地阻抗的接线示意图
图 2 断路器间隔布置简图
图 3 并入电阻后断路器两 端口公共端感应电压等值图
来
按图 2 所示接线 , 测得 500 kV 来宾变电站平 线 5052 断路器感应电压数据如表 2, 500 kV 平
果变电站平南线断路器感应电压数据如表 3。
表2 不同电阻时的感应电压 ( 平来
R /k 10 ( R 开路 )
参考文献 [ 1] 田树军 , 雷一鸣 , 余育 军 . 浅析电 容式电 压互感 器分 压 电容的测量 [ J] . 广西电力 , 2006, 29( 3) : 54- 56.
3. 2
500 kV 三断 口的断路 器断口并 联电容器 的 测量
其试验接线如图 6, 平果变电站平南线开关测 得断口并联电容器的试验数据如表 6。感应电压降 低情况 见表 3 。测量断 口并联 电容 器 Cx 1 和 Cx 3 时, 将 X1 , X2 线分别移到被测电容器的两端。测量
表1 不同电阻时的感应电压 ( 平来
R /k 10. 000 20. 000 30. 000 40. 000 50. 000 60. 000 0. 010 ( R 开路 )
线 5053 断路器 )
和 10 000
电压表指示值 / V 11. 000 22. 000 33. 000 43. 000 54. 000 70. 000 0. 011 > 1 000( 电压表过量程)
断口并联电容器 Cx 2 时, 需解开 R a 或者 R b 其中之 一 ( R a = R b = 10 k ) 。同理, 四断口断路器电容器 的测量以此类推。
表 6 E 接法情况下的预试数据 ( 500 kV 平南线 )
断口 相别 A B C C1 Cx 1 / nF 1. 227 1. 245 1. 247 t an /% 0. 368 0. 375 0. 355 C2 Cx 2 / nF 1. 243 1. 258 1. 235 tan /% 0. 324 0. 208 0. 362 Cx 3/ nF 1. 242 1. 265 1. 259 C3 t an /% 0. 262 0. 415 0. 269
图 6 三断 口断路器电容器改进后的介损测试法简图
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结论
在 500 kV 变电站局部停电时 , 在 500 kV 交流
影响很大 , 虽然电容变化不大但介损为负, 主要是因 为 10 的电阻对回路 X2 的分流影响所致。
表 5 预试数 据( 平来
安装位置 C x / nF 1. 225 5052B 相 1. 225 1. 184 t an /% 0. 243 0. 243 - 0. 860
R / 10 10 000 电压表指示值 / V 0. 038~ 0. 460 36. 510~ 44. 600 I x 2 / mA 约为 3~ 4 mA
路器为例, 按此接线测得断路器的公共端对地感应 电压数据见表 1。从表 1 可知, 接入电阻 R 以 10 k 递增时, 通过电阻 R 的电流约为 1 mA 。感 应电压 源 ( E s) 等值电路示意 图如图 3 所示 , 可见 感应电 压源等值内阻抗 Z s 远大于 10 k 。由于支柱绝缘 电阻及断口等值电阻很大 , Z s 应为断口电容阻抗 , 由于本断口电 容大约为 1 200 pF, 故 Z s 约 为 2. 6 M , 由此可以估算 E s 约为 2 600 V 左右。
程允许范围内 , 可以忽略不计。如果断路器电容器 的电容量比较小, 接地端的断路器电容器用反接法 测试数据与出厂试验数据相差较大时, 可以采用本 文所列方法 , 将断路器两端的接地刀闸 QS3 , QS4 均 断开 , 用正接法测试。本文仅以泛华介损电桥为例 进行分析, 试验数据有限, 若用其它数字介损电桥测 试 , 可以进行类似探讨。