相控開關國網(wǎng)匯報

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ZN□-40.5/D1250-31.5

型戶內(nèi)高壓交流真空斷路器（相控開關）開關元件部技術鑒定報告提要1國內(nèi)35kV無功補償概況1技術背景及應用場合產(chǎn)品介紹試驗情況234國內(nèi)35kV無功補償概況2

我國的供電系統(tǒng)中，在220kV變電站一般均設有40.5kV電容器無功補償支路，并聯(lián)電容器應用于電力系統(tǒng)中,可改善系統(tǒng)功率因數(shù),降低功率損耗和電壓損失。在220kV樞紐變電所的35kV系統(tǒng)投切電容器組的操作日見頻繁。國內(nèi)市場投切電容器組開關多用SF6開關，真空開關作為投切開關，相對數(shù)量少。

近年來，在國家電網(wǎng)安全、電能質(zhì)量、節(jié)能減排需求的推動下，無功補償裝置的發(fā)展與應用非常迅速，市場規(guī)模迅速擴大，尤其是目前國家節(jié)能減排政策的深入推進，將為無功補償提供更加廣闊的市場空間發(fā)電輸電配電用電無功補償概況技術背景及應用場合3220kV變電站40.5kV電容器無功補償多采用SF6開關。進口SF6開關占市場的主導。電弧煉鋼供電系統(tǒng)的無功補償開關使用、也可以用于電感器投切等多種特殊場所。

采用SF6開關存在壽命較短，投切過程中的涌流、過電壓、重燃等問題的困擾，無法實現(xiàn)自動投切，電容器組不能頻繁投切不能過零投切。影響補償效果也影響電容器組和開關使用壽命并且威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行同時SF6氣體屬于溫室氣體，環(huán)境上的應用受到限制，進口的SF6開關，其成本高，每臺至少在幾十萬元，價格不菲，并且壽命短。

無功補償概況技術背景及應用場合4

真空開關投切電容器組時易發(fā)生重擊穿，這又是真空開關一種較為明顯的缺陷。

電容器組預充電原理，用晶閘管控制在電壓峰值投切選相方式的投切電容器開關，系統(tǒng)復雜、成本高、影響電容器組壽命。

采用相控真空開關技術可以很好的抑制投切過程中由于產(chǎn)生涌流和較高的過電壓，從而消除對設備和系統(tǒng)造成不利影響?？扇∠娍蛊?，大大降低分閘電容器組的斷口重燃幾率。無功補償概況產(chǎn)品設計特點5機械結構簡單

單穩(wěn)態(tài)機構，直動式傳動，可靠性高，壽命長。相控合閘

3個永磁機構，分、合閘角度任意可控，精度±0.5ms（9度）。合閘角度自動跟蹤實時跟蹤修正機構位移，在不同溫度、阻力、磨損下保障相控合閘精度。預擊穿控制通過控制合閘點、分閘燃弧和機構位移，將預計穿控制在0.5ms以內(nèi)。狀態(tài)監(jiān)測獨立的監(jiān)測CPU，監(jiān)控開關狀態(tài)，記錄開關的每次分合閘參數(shù)。相控開關6一次部分：采用3相獨立機構，直上直下傳動結構，減少中間環(huán)節(jié)避免過多的連接造成的傳動間隙，結構簡單，機械精度高，可靠性高，框架卯榫結構設計，框架加工焊接精度嚴格控制，獨特的調(diào)節(jié)方式方便進行精準的超程調(diào)節(jié)。運動效果理想。主體元件選用長壽命滅弧室，復合絕緣形式。公司于2011.9月開始調(diào)研立項開發(fā)配永磁機構投切電容器組專用開關（相控開關）。產(chǎn)品設計特點相控開關7多功能單穩(wěn)態(tài)永磁機構：雙吸合面形式分閘彈簧內(nèi)置，帶分閘限位功能長壽命的滅弧室。連鎖完善可以與KYN61柜配合應用產(chǎn)品設計特點相控開關8投切策略為，A相、C相同時動作，關合在A、C相相對過零點，過5ms關合B相。系統(tǒng)簡圖仿真相控合閘圖相控合閘不共地系統(tǒng)投切電容器試驗站系統(tǒng)圖試驗站介紹：蘇州試驗站容性電流開合試驗回路（三相回路）9蘇州相控投切電容器試驗10蘇州相控投切電容器試驗現(xiàn)場照片11開關0度合閘，合閘時無涌流。開關60度合閘，14kA涌流。蘇州相控投切電容器試驗試驗波形12BC2

400A

80次COBC1

40~160A

24次OBC2

800A

88次CO無重燃和重擊穿，無NSDD。蘇州相控投切電容器試驗試驗報告13無重擊穿分析主要因素14相控合閘（低涌流）開關設定為0度合閘，但A、C相合閘過程中產(chǎn)生預計穿，合閘涌流16.2kA。預擊穿和高頻涌流共同造成滅弧室觸頭拉毛，導致分閘時重擊穿。開關設定為0度合閘，無預擊穿。涌流的影響15合理控制開關合閘速度合閘點后移，0后0.5ms不能在電壓較高的時刻產(chǎn)生預擊穿。預擊穿控制預擊穿的影響16

C2級滅弧室絕緣設計：適當提高工頻、沖擊耐壓水平；提高屏蔽系統(tǒng)對電極的絕緣水平確定各型產(chǎn)品的耐壓標準；

C2級滅弧室絕緣設計：滅弧室內(nèi)部電場設計各部電場強度、均壓措施；零件表面的幾何突起、溝槽與凈化，材料選定；

C2級滅弧室觸頭材料：降低觸頭材料的機械強度，在在銅鉻系觸頭材料中添加“脆”性元素，或采用電弧熔煉法制造的觸頭。滅弧室絕緣滅弧室的影響合閘彈跳關注觸頭彈起的時間應盡量短。（如右圖0.2ms）剛分6mm平均速度1.7m/S。分閘位移曲線平滑，無明顯掛鉤和停滯。分閘無反彈。機械特性機械特性的影響1718實時測量合閘位移曲線實時測量合閘機構電流實時測量環(huán)境溫度

采用模糊算法在每次合閘過程中，調(diào)整對機構電流的輸出，使得位移曲線擬合（合閘時間固定）。位移傳感器機構電流合閘過程自動跟蹤模糊控制：模糊控制的不同狀態(tài)合閘位移曲線未控制的不同狀態(tài)合閘位移曲線合閘過程自動跟蹤19開關動作情況記錄：開關接到分、合閘指令的時刻開關輔助觸點轉換時刻

3個機構位移曲線

3個機構電流曲線

3個儲能電容放電曲線一次側3電壓、3電流狀態(tài)監(jiān)測2021測試項目四級要求實測內(nèi)容脈沖群共/差模4000V4500V通過浪涌共/差模4000V4500V通過。振蕩波共/差模2000V2500V通過靜電8000V8000V通過測試過