变电站隔离开关接地刀闸选型论文

变电站隔离开关接地刀闸选型论文

摘要：本文通过对隔离开关的作用，特点和操作顺序进行阐述，采用PSCADTM /EMTDC软件对500kV出线侧隔离开关接地刀闸在不同运行方式下受到的感应电流和感应电压进行计算研究，对隔离开关的选型提出建议，给工程设计、规划和运行提供参考。

引言

变电站是电力系统的重要组成部分，承担着变换电压等级、汇集配送电能的责任，随着我国社会、经济的不断发展和逐渐与国际接轨，这对变电站的建设、运行、管理提出了更高的要求。本文针对隔离开关进行相应阐述，并采用PSCADTM /EMTDC软件对500kV出线侧隔离开关接地刀闸在不同运行方式下受到的感应电流和感应电压进行计算研究，并对隔离开关的选型提出建议。

一隔离开关概述

1 隔离开关的主要作用：1）分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。 2）根据运行需要，换接线路。3）可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。4）根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。

2 隔离开关的特点：1）在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全。2）隔离开关不能带负荷操作：不能带额定负荷或大负荷操作，不能分、合负荷电流和短路电流，但是有灭弧室的可以带小负荷及空载线路操作。3）一般送电操作时：先合隔离开关，后合断路器或负荷类开关；断电操作时：先断开断路器或负荷类开关，后断开隔离开关。4）选用时和其它的电气设备相同，其额定电压、额定电流、动稳定电流、热稳定电流等都必须符合使用场合的需要。

3 隔离开关的正确操作顺序：1）首先在操作隔离开关时，应先检查相应回路的断路器确实在断开位置，以防止带负荷拉、合隔离开关。2）线路停、送电时，必须按顺序拉、合隔离开关。停电操作时，必须先拉断路器，后拉线路侧隔离开关，再拉母线侧隔离开关。送电操作顺序与停电顺序相反。这是因为发生误操作时，按上述顺序可缩小事故范围，避免人为使事故扩大到母线。3）操作中，如发现绝缘子严重破损、隔离开关传动杆严重损坏等严重缺陷时，不得进行操作。4）隔离开关操作时，应有值班人员在现场逐相检查其分、合闸位置、同期情况、触头接触深度等项目，确保隔离开关动作正确、位置正确。5）隔离开关一般应在主控室进行操作。当远控电气操作失灵时，可在现场就地进行手动或电动操作，但必须征得站长或技术负责人的许可，并在有现场监督的情况下才能进行。6）隔离开关、接地刀闸和断路器之间安装有防止误操作的电气、电磁和机构闭锁装置。倒闸操作时，一定要按顺序进行。如果闭锁装置失灵或隔离开关和接地刀闸

不能正常操作时，必须严格按闭锁的要求条件检查相应的断路器、刀闸位置状态，只有核对无误后，才能解除闭锁进行操作。

二隔离开关接地刀闸选型分析

随着电力工业的飞速发展，500kV输变电系统已经成为我国电力系统的主干网，500kV变电站的建设也更多更为重要。作为500kV变电站的一个重要高压元件，500kV隔离开关的选型有着重要意义。为经济、合理地选择500kV变电站500kV出线侧隔离开关的接地刀闸，确保接地刀闸在各种工况下正常安全运行，以500kV A变电站为例，采用PSCADTM /EMTDC软件，按变电站500kV设备布置出线情况计算隔离开关接地刀闸受到的感应电流电压，并对出线侧隔离开关的选型提出建议。

1 选型标准。根据IEC 标准和DL /T 486 - 2010《交流高压隔离开关和接地刀闸订货技术条件》，500kV隔离开关接地刀闸可分为两类，开合感应电流和感应电压的额定参数见表1所示。其中A类适用于弱耦合或比较短的平行线路，B类适用于强耦合或比较长的平行线路。

2A变电站建设规模及线路参数。A变电站主变压器远期4 ×750MVA，本期2 ×750MVA；500kV终期出线10回，本期出线2回，分别至M变电站和J变电站各1回。500kV配电装置采用3 /2接线，屋外中型管型母线布置。

J ～ A的500kV线路采用单回路，长度为92. 5km，导线型号为4（ LGJ - 400 /35），分裂间距450mm，地线型号为OPGW - 36B1 - 115LB40-120。

A ～ M的500kV线路采用单回路，长度为141km，导线型号为4（LGJ-630 /45），分裂间距500mm，地线型号为OPGW-36B1-115LB40-100。

3 建模计算。根据以上参数利用PSCADTM /EMTDC软件建模计算，计算中，考虑线路接地刀闸的3种工作情况：线路两端接地、单端接地、两端均不接地。线路两端接地时，感应电流为感性电流；线路单端接地时，感应电流为容性电流，不接地端的感应电压为感性电压；线路两端均不接地时，感应电压为容性电压。 J ～A线路A ～ M线路各种工况下的感应电压电流计算结果分别见表2和表3。

由表2可知，500kV J ～ A线路隔离开关最大电磁感应电流和电压分别为5. 3A和492. 85V，最大电场感应电流和电场分别为0. 17A 和3196V；由表3可知，500kV A ～ M线路隔离开关最大电磁感应电流和电压分别为4. 01A和551. 54V，最大电场感应电流和电场分别为0. 156A和2282. 54V。以上结果均在DL - 486《交流高压隔离开关和接地刀闸订货技术条件》500kV隔离开关A类接地刀闸适用范围内。

4 选型建议。经计算，J ～ A、 A ～ M 500kV线路出线侧隔离开关选用A类接地刀闸，可满足各种工况下的运行要求。

三小结

本文通过对隔离开关的作用，特点和操作顺序进行阐述，采用PSCADTM /EMTDC软件对500kV出线侧隔离开关接地刀闸在不同运行方式下受到的感应电流和感应电压进行计算研究，对隔离开关的选型提出建议，给工程设计、规划和运行提供参考。

参考文献

【1】GB /T 311.4 - 2010.绝缘配合第4部分：电网绝缘配合及其模拟的计算导则[S].

【2】 GB /T 311.2 - 2002.绝缘配合第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导则[S].

【3】李斌，曹荣江，顾霓鸿，关于同杆双回线路检修回路中接地开关开断工况的研究[J].电网技术，1995（1）