隔离开关合接口转换电流的计算

隔离开关合接口转换电流的计算

0使隔离开关成为城gw5-126gw隔离开关结构简单且易于维护。唐山供电公司使用较多的应用。其中，220kv车辆轴上的110kv隔离开关是应用于上述隔离开关的。该站经常出现隔离开关触头拉弧烧损现象,严重时不得不更换触头。由于检修一组隔离开关所需的停电范围比检修同一条线路中断路器的停电范围大,会造成母线非正常方式运行,使110kV母线系统的可靠性降低,影响电网的安全稳定运行,因此,提高隔离开关的可靠性具有重要意义[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。据变电站运行人员介绍,触头烧损的隔离开关全部是母线隔离开关,并且都是在倒母线操作中出现的烧损现象,同时这些隔离开关在进行倒母线操作时,可听到明显的拉弧放电声。倒母线操作时,产生电弧的主要原因是母线转换电流的存在,笔者就对此展开讨论,分析隔离开关触头烧损的原因并给出对策。1-4隔离开关开口隔离开关开、合母线转换电流(俗称母线环流),是在正常运行中,用隔离开关断开或闭合由同一电压等级设备和母线在变电所内部所构成的电气闭环,从而实现转移负荷电流的操作。在双母线接线中,隔离开关开、合母线转换电流的系统图见图1。操作目的是:将124出线负荷由4号母线转移到5号母线。为转移负荷,已经将124-5隔离开关合上。此时,将124-5合闸的操作叫闭合母线转换电流,接着将124-4隔离开关拉开时的操作叫开断母线转换电流。此时1号主变电源电流i分别通过支路dca和支路dhgba向124出线负荷供电,等值电路见图2。图2中,Z1为dca支路的阻抗,Z2为dhgba支路的阻抗,Z0为124出线阻抗。由图2可知,在倒换母线时,124-5合闸的闭合母线转换电流为124-4分闸的开断母线转换电流为可见,Z2明显大于Z1,也就是说这里的开断母线转换电流要大于闭合母线转换电流,当需要倒母线操作的间隔距离母联间隔越远时(即Z2越大时),隔离开关需要断开的母线转换电流越大,有时其转换电流值会接近出线负荷电流。隔离开关的额定母线转换电流是隔离开关在额定母线转换电压下应能开断和关合的最大电流。文规定,不论是气体还是空气绝缘的隔离开关,其额定母线转换电流都规定为80%的额定电流,但最大值不超过1600A。其中,母线转换电压是指隔离开关开断母线转换电流之后或关合母线转换电流之前出现在隔离开关断口上的工频电压,额定母线转换电压是断口间允许出现的最大母线转换电压。图1中,拉开124-4隔离开关时产生的端口电压为断口电压会影响隔离开关的燃弧时间,据文所述,断口电压小于100V时的燃弧时间受电压影响较大,大于200V时则影响程度趋缓。根据文,文中空气绝缘的110kV隔离开关的额定母线转换电压为100V。2drfba段长度如图1所示,车轴山变电站110kV间隔连接导线为LGJ-300型,其阻抗参数为0.111+j0.382Ω/km,由于是双导线连接,所以阻抗参数取半,为0.055+j0.19Ω/km;母线阻抗参数为0.05+j0.412Ω/km;dca和dhgba支路各段长度为Ldc=120m、Lca=Lba=10m、Ldh=40m、Lgb=160m、Lgh=50m;经回路阻抗测试仪测量,145断路器,145-4、145-5隔离开关及各导线连接处接触阻抗总计0.1Ω,则根据实际负荷情况,取124出线电流为300A,则根据式(2),可得拉开124-4隔离开关时的开断母线转换电流为根据式(3),可得124-4隔离开关的断口电压为可见,开断母线转换电流达到了负荷电流的80%,说明由于母线环路阻抗较大,通过124-4、124-5隔离开关的负荷电流分布很不均衡,并且也加大了断口电压。3隔离开关的故障分析3.1错误描述烧损的刀闸触头照片见图3,可见明显的触头烧损痕迹。触头烧损后,直接导致触头的接触电阻增大,投运后出现发热现象,不得不停电进行检修。3.2开断酵母接触头烧损隔离开关分、合闸速度慢,触头间空气间隙的绝缘强度低,本体内部一般不设灭弧装置,很容易在分、合闸过程中产生电弧。而影响燃弧时间的主要因素有合分电流的大小、断口电压的高低、恢复电压上升速度的快慢,当然还有触头结构和左、右触头合分速度的快慢。车轴山变电站110kV母线出线较多,系统环路阻抗(即Z2)较大,同时出线负荷也比较大,这就造成在进行倒母线操作时,会产生较大的开断母线转换电流和断口电压,加之隔离开关陈旧,产生的电弧很容易将触头烧损。此外,车轴山变电站的GW5-126型隔离开关配用的是手动操作机构,分合闸速度比较低,尤其是在触头分、合瞬间,如果操作人员力量不足,会使得触头的分、合速度过慢,极易产生较长的燃弧时间,造成触头烧损。4隔离开关开口接头转换电流的改善通过以上分析可知,防止触头烧损故障的发生有两个途径,一是提高隔离开关开合母线转换电流的能力;二是改善隔离开关开合母线转换电流的工作条件。同时,文提出如下应对措施。4.1引弧棒的选用1)加装引弧装置,提高触头的耐电弧能力。根据GW5型隔离开关的结构特点,这里提出一种引弧装置的加装方案,利用左、右触头的螺丝将引弧棒固定于触头下方,当左、右触头闭合或分离时,将由左、右引弧棒最先接触或最后分离,引燃电弧,确保左、右触头不被电弧灼伤,见图4、5。右触头的引弧棒位于左触头引弧棒上方,接触后右触头的引弧棒滑过左触头引弧棒,隔离开关合闸完成后,左、右引弧棒位置见图6。引弧棒的材质可选用铜钨合金,因为铜钨合金综合了铜和钨的优点:耐高溫、耐电弧烧蚀、高硬度、高熔点、高强度、高导电、高导热等。但考虑到铜钨合金价格较高,同时也根据实践经验,可以将2根引弧棒之一用不锈钢棒代替。此外,经过比对,如上加装方案同样适用于GW4型隔离开关。2)目前车轴山GW5-126隔离开关采用的全部是CS17型手动操作机构,这就需要操作人员在分合隔离开关时,加大操作力量,以提高隔离开关左、右触头的分合闸速度,缩短左、右触头分合时的燃弧时间。3)停电检修时,充分润滑操作机构,使隔离开关拉合顺畅,便于操作人员快速将其拉合到位。同时,仔细打磨左、右触头,保证其接触良好,减小接触电阻。4.2联间隔的交流根据式(1)-(3),要尽量减小系统的环路阻抗,即减小母线及母联间隔的阻抗,以降低断口电压,均衡隔离开关的闭合母线转换电流和开断母线转换电流。具体措施可在母联145间隔采用较粗的连接导线,打磨、紧固连接导线的各个连接部位以及隔离开关触头,减小接触电阻。5控制较少的接头转换电流,避免触头烧损