較長的特高壓線路通過裝設(shè)高抗中性點(diǎn)電抗的方法可以將潛供電流限制在較低的值,能夠滿足單相重合閘要求。例如,中國已經(jīng)投運(yùn)的特高壓交流試驗(yàn)示范工程線路為單回線路,兩段線路的長度分別為281km和359km,均裝有高抗,采用高抗裝設(shè)中性點(diǎn)電抗的方法降低潛供電流,運(yùn)行良好。因此,在上述情況下,中國特高壓線路均不需要裝設(shè)HSGS。
考慮到隨著電網(wǎng)的發(fā)展,將來可能會(huì)出現(xiàn)較短、不裝設(shè)高抗的特高壓線路。在這種無補(bǔ)償情況下,同樣長度特高壓線路的潛供電流遠(yuǎn)大于500kV線路。而對于同樣大小的潛供電流,線路無補(bǔ)償時(shí)潛供電弧的熄滅難于有補(bǔ)償?shù)那闆r,可能無法滿足單相重合閘要求。在這些線路上可能存在裝設(shè)HSGS的需求。以長度為100km不換位的1000kV同塔雙回線路為例,若該線路不裝設(shè)高壓電抗器,雙回輸送10 000MW功率時(shí),潛供電流為57A,恢復(fù)電壓為147kv(電壓梯度約15kV/m)。
裝在電站(GIS)出線端的快速接地開關(guān)(FES),其結(jié)構(gòu)如圖《快速接地開關(guān)設(shè)計(jì)》所示,由彈簧機(jī)構(gòu)操作。
FES有可能在運(yùn)行或檢修時(shí)意外地帶電關(guān)合,人為造成接地故障。為防止事故擴(kuò)大,要求FES具有規(guī)定的短路關(guān)合能力。關(guān)合接地故障時(shí),短路電流從②流向①,通過絕緣板③使三相動(dòng)觸頭保持相間絕緣,故障電流經(jīng)④導(dǎo)入大地。已處于接地合閘狀態(tài)的FES還應(yīng)有承受短時(shí)耐受電流的能力。
FES關(guān)合故障時(shí),應(yīng)順利地通過關(guān)合故障的兩個(gè)過程:
第一,操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)FES動(dòng)觸頭上的插入力應(yīng)大于靜觸頭的觸頭彈簧反作用力及剛接觸時(shí)觸頭電動(dòng)斥力,d保證動(dòng)觸頭能插入靜觸頭。
第二,插入后,F(xiàn)ES動(dòng)觸頭系統(tǒng)的動(dòng)能足以克服觸頭彈簧接觸摩摩擦力和電動(dòng)摩擦力在超程內(nèi)所做的阻力功,保證動(dòng)觸頭關(guān)合到位。
(1)停電回路的最先接地點(diǎn)。用來防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞;
(2)利用快速接地開關(guān)來短路封閉電器內(nèi)部的電弧,防止事故擴(kuò)大。一般為分相操作,投入時(shí)間不小于接地飛弧后1s。
接地開關(guān)和快速接地開關(guān)的區(qū)別?
接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊,僅起到斷路器檢修時(shí)兩側(cè)接地的作用??焖俳拥亻_關(guān)配置在出線回路的出線隔離開關(guān)靠線路一側(cè),它有兩個(gè)作用:1 開合平行架空線路由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電容電流和電磁感應(yīng)產(chǎn)生電...
快速接地開關(guān)具有關(guān)合短路電流能力的一種特殊用途的接地開關(guān)。當(dāng)線路接地故障被切除后,由相鄰運(yùn)行線路供電形成故障線路的潛供電流,利用快速接地開關(guān)關(guān)合,可消除潛供電流,再快速開斷接地開關(guān),確保線路自動(dòng)重合閘...
快速接地開關(guān)是具有一定關(guān)合短路電流能力的一種特殊用途的接地開關(guān)。當(dāng)線路接地故障被切除后,由相鄰運(yùn)行線路供電形成故障線路的潛供電流,利用快速接地開關(guān)關(guān)合,可消除潛供電流,再快速開斷接地開關(guān),確保線路自動(dòng)...
普通的接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊,僅起到斷路器檢修時(shí)兩側(cè)接地的作用;而快速接地開關(guān)配置在出線回路的出線隔離開關(guān)靠線路一側(cè),它有兩個(gè)作用:
(1) 開合平行架空線路由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電容電流和電磁感應(yīng)產(chǎn)生電感電流;
(2) 當(dāng)外殼內(nèi)部絕緣子出現(xiàn)爬電現(xiàn)象或外殼內(nèi)部燃弧時(shí),快速接地開關(guān)將主回路快速接地,利用斷路器切除故障電流。
普通的接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊,僅起到斷路器檢修時(shí)兩側(cè)接地的作用;而快速接地開關(guān)配置在出線回路的出線隔離開關(guān)靠線路一側(cè),它有兩個(gè)作用:
(1) 開合平行架空線路由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電容電流和電磁感應(yīng)產(chǎn)生電感電流;
(2) 當(dāng)外殼內(nèi)部絕緣子出現(xiàn)爬電現(xiàn)象或外殼內(nèi)部燃弧時(shí),快速接地開關(guān)將主回路快速接地,利用斷路器切除故障電流。
附:
GIS中有哪些情況需要裝設(shè)快速接地開關(guān)?
(1)停電回路的最先接地點(diǎn)。用來防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞;
(2)利用快速接地開關(guān)來短路封閉電器內(nèi)部的電弧,防止事故擴(kuò)大。一般為分相操作,投入時(shí)間不小于接地飛弧后1s。
快速接地開關(guān)(high speed earthing switch)是一種具有關(guān)合短路電流能力,專門用于電力系統(tǒng)人工接地的快速隔離開關(guān)。一般配有液壓或電動(dòng)的快速操動(dòng)機(jī)構(gòu)。在具有多個(gè)并聯(lián)主變壓器支路的電力系統(tǒng)中,為了節(jié)省投資,通常以快速接地開關(guān)代替主變壓器支路的高壓斷路器。當(dāng)主變壓器本體發(fā)生故障時(shí),主變壓器保護(hù)起動(dòng)高壓側(cè)快速接地開關(guān)進(jìn)行合閘操作,造成電力系統(tǒng)人工接地,起動(dòng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置,致使輸電線路對側(cè)的斷路器分閘,切斷主變壓器故障。
快速接地開關(guān)通常還裝于氣體絕緣金屬封閉電器中,安裝在每回出線的出口側(cè),用來閉合平行回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流??焖俳拥亻_關(guān)具有關(guān)合短路電流的能力,通常在110kV電力系統(tǒng)中要求關(guān)合電流為80 kA,在220 kV系統(tǒng)中為125kA。氣體絕緣金屬封閉電器中的快速接地開關(guān),密封在SF6氣體絕緣的筒體中,關(guān)合短路電流的要求比較容易實(shí)現(xiàn)。而敞開式快速接地開關(guān),當(dāng)要求關(guān)合的短路電流較大時(shí),往往用真空斷路器來代替。
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快速接地開關(guān)與檢修接地開關(guān)的區(qū)別 快速接地開關(guān)與檢修接地開關(guān)的區(qū)別 超高壓輸電線路的故障 90%以上是單相 接地故障,而單相接地故障中約有 80%為“瞬時(shí)性”故障。在我國 330kV、500kV 線路大多采用單相重合閘消除單相 接地故障,來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 和供電的可 靠性。單相重合閘的成功與否取決于 故障點(diǎn)的潛供電弧能否自熄。 220kV 及以 下輸電線路的潛供電弧均能在此時(shí)限內(nèi) 快速自滅,它不會(huì)妨礙單相 快速自動(dòng)重 合閘的應(yīng)用。 330kV 及以上的輸電線路, 其潛供電弧一般不能 快速自滅,必須 采取措施。穩(wěn)態(tài)下潛供電流 和恢復(fù)電壓的幅 值是潛供電弧自滅的 2 個(gè)決定因素: 1.潛供電流是在單相接地故障發(fā)生后,故障相兩端斷路器跳開,由故障相與 健 全相以及可能的相鄰線路通過靜電耦合 和電磁耦合向故障點(diǎn)提供的電流。 恢復(fù) 電壓是在潛供電弧熄滅后瞬間出現(xiàn)在弧道上的電壓。 2.熄滅潛供電弧
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接地開關(guān)和快速接地開關(guān)的區(qū)別? 快速接地開關(guān)比接地開關(guān)多了什么東西? 接地的相應(yīng)時(shí)間快了多少? 什么地方要用快速接地開關(guān)? (檢修)接地開關(guān)和快速接地開關(guān)是兩種不同性質(zhì)的開關(guān)。 (檢修)接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊, 僅起到斷路器檢修時(shí)兩側(cè)接 地的作用。 而快速接地開關(guān)配置在出線回路的出線隔離開關(guān)靠線路一側(cè),它有兩個(gè)作用: 1 開合平行架空線路由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電容電流和電磁感應(yīng)產(chǎn)生電感電流; 2 當(dāng)外殼內(nèi)部絕緣子出現(xiàn)爬電現(xiàn)象或外殼內(nèi)部燃弧時(shí), 快速接地開關(guān)將主回路快 速接地,利用斷路器切除故障電流。 快速接地開關(guān)的作用應(yīng)該是在線路開關(guān)的外側(cè), 線路發(fā)生單相故障時(shí), 故障線路 兩側(cè)開關(guān)斷開,但是由于正常相與故障相之間存在電磁耦合, 由正常相向故障相 提供潛供電流,不利用故障點(diǎn)去游離,熄弧時(shí)間會(huì)拉長,甚至不熄弧,為了減少 潛供電流,在兩側(cè)開關(guān)斷開是, 自動(dòng)裝置動(dòng)作立即合上兩側(cè)的快速接
高壓斷路器--理論,設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法目錄
譯者序 ?
原書序
致謝
第1章開關(guān)裝置簡介
1.1開關(guān)裝置的用途
1.2開關(guān)裝置的定義
1.2.1隔離開關(guān)
1.2.2接地開關(guān)
1.2.3快速接地開關(guān)
1.2.4負(fù)荷開關(guān)
1.2.5合閘開關(guān)
1.2.6接觸器
1.2.7熔斷器
1.2.8火花間隙
1.2.9避雷器
1.2.10故障電流限制器
1.2.11起動(dòng)器
1.2.12開關(guān)穩(wěn)定器
1.2.13繼電器
1.2.14斷路器
1.2.15隔離斷路器
第2章氣體中的電弧
2.1電弧的基本過程和物理特性
2.1.1金屬表面電子發(fā)射機(jī)理
2.1.2電弧中的載流子
2.1.3觸頭上的能量平衡
2.1.4觸頭侵蝕機(jī)理
2.1.5觸頭侵蝕研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1.6觸頭材料的分類
2.1.6.1高導(dǎo)電率金屬與合金
2.1.6.2抗化學(xué)腐蝕的金屬與合金
2.1.6.3難熔金屬
2.1.6.4燒結(jié)材料
2.1.7觸頭材料的特性
2.2直流電弧
2.2.1氣體放電的伏安特性
2.2.2直流電弧的熄滅
2.3交流電弧
2.3.1交流電弧的伏安特性
2.3.2熱擊穿和電擊穿區(qū)域
2.3.3電弧電導(dǎo)率、功率與弧柱中的能量消耗
第3章電弧建模
3.1P—T(黑盒)電弧模型
3.1.1Mayr與Cassie方程
3.1.2動(dòng)態(tài)電弧方程的普遍形式
3.1.3電弧模型和相關(guān)參數(shù)概況
3.1.4P—T電弧模型的實(shí)際應(yīng)用
3.1.5電弧參數(shù)的求取
3.1.6數(shù)值處理
3.1.7有效性檢驗(yàn)
3.1.8電流零區(qū)測量
3.1.8.1電流測量
3.1.8.2電壓測量
3.1.8.3處理原始測量數(shù)據(jù)以轉(zhuǎn)換為電弧電流和電弧電壓
3.1.8.4電流測量系統(tǒng)的性能
3.2電弧物理模型
3.2.1電弧物理模型的通用方程組
3.2.2具有焓流的簡化電弧物理模型
3.2.2.1附加假定條件
3.2.2.2方程組
3.2.2.3SF6等離子體的熱力學(xué)特性
3.2.2.4電弧電流的時(shí)間關(guān)系式
3.2.2.5橫截面和電弧電壓的確定
3.2.2.6沿電弧軸線壓力分布的確定
3.2.2.7靜止和穩(wěn)定氣流條件下的SF6氣體狀態(tài)方程
3.2.2.8SF6氣體熱力學(xué)特性的計(jì)算表達(dá)式
3.3高壓SF6斷路器操作的計(jì)算機(jī)仿真
3.3.1計(jì)算機(jī)仿真程序
3.3.2特征量
3.3.3熄弧窗口
3.4電弧建模的其他工具
3.4.1電弧直徑和電弧溫度
3.4.2氣體和真空中的電弧電壓
3.4.3冷態(tài)電壓特性
3.4.4極限曲線
3.4.5截流系數(shù)
3.4.6斷路器的電壽命
第4章真空電弧
4.1真空電弧簡介
4.1.1陰極和陽極鞘層
4.1.2擴(kuò)散型與集聚型真空電弧
4.1.2.1擴(kuò)散型電弧
4.1.2.2集聚型電弧
4.2通過磁場控制真空電弧
4.2.1橫向磁場原理
4.2.2縱向磁場原理
第5章滅弧介質(zhì)
5.1空氣
5.1.1在空氣中拉長滅弧
5.1.2磁吹滅弧
5.1.3壓縮空氣滅弧
5.2礦物油
5.2.1多油斷路器的滅弧
5.2.2少油斷路器的滅弧
5.3六氟化硫(SF6)
5.3.1物理特性
5.3.2SF6分解物
5.3.3SF6對環(huán)境的影響
5.5.3.1臭氧損耗
5.5.3.2溫室效應(yīng)
5.5.3.3生態(tài)病理學(xué)和對健康的潛在影響
5.3.4SF6替代物
5.4SF6/N2混合氣體
5.5真空
5.5.1保持高真空
5.5.2更高電壓等級下真空的應(yīng)用
5.5.3真空中的觸頭材料
第6章開合方式與暫態(tài)過程
6.1負(fù)載類型
6.1.1阻性負(fù)載
6.1.2容性負(fù)載
6.1.3感性負(fù)載
6.1.3.1大電感電流:短路
6.1.3.2小電感電流
6.2短路電流
6.2.1短路電流與電壓之間的關(guān)系
6.2.2直流分量百分?jǐn)?shù)
6.2.3非對稱電流的有效值和峰值
6.3瞬態(tài)恢復(fù)電壓(TRV)
6.3.1TRV的定義
6.3.2單頻瞬態(tài)恢復(fù)電壓波形
6.3.3雙頻瞬態(tài)恢復(fù)電壓波形
6.3.4瞬態(tài)恢復(fù)電壓的兩參數(shù)包絡(luò)線
6.3.5瞬態(tài)恢復(fù)電壓的四參數(shù)包絡(luò)線
6.3.6分布參數(shù)電路中的瞬態(tài)恢復(fù)電壓
6.3.7IEEE/ANSI規(guī)定的瞬態(tài)恢復(fù)電壓波形
6.3.8三相電網(wǎng)中的瞬態(tài)恢復(fù)電壓
在檢修設(shè)備和線路時(shí),切斷電源,臨時(shí)將檢修的設(shè)備和線路的導(dǎo)電部分與大地連接起來,以防觸電事故的接地。
快速接地開關(guān)與檢修接地開關(guān)的區(qū)別
超高壓輸電線路的故障 90%以上是單相接地故障,而單相接地故障中約有 80%為“瞬時(shí)性”故障。在我國 330kV、500kV 線路大多采用單相重合閘消除單相 接地故障,來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電的可靠性。單相重合閘的成功與否取決于 故障點(diǎn)的潛供電弧能否自熄。220kV 及以下輸電線路的潛供電弧均能在此時(shí)限內(nèi) 快速自滅,它不會(huì)妨礙單相快速自動(dòng)重合閘的應(yīng)用。
開關(guān)設(shè)備柜體結(jié)構(gòu)采用組裝式、斷路器采用手車落地式結(jié)構(gòu);配用全新型復(fù)合絕緣真空斷路器、并且有良好的互換性;手車車架中裝有絲杠螺母推進(jìn)機(jī)構(gòu),可輕松移動(dòng)手車,并防止誤操作而損壞推進(jìn)機(jī)構(gòu);主開關(guān)、手車、開關(guān)柜門之間的聯(lián)鎖均采用強(qiáng)制機(jī)械閉鎖方式,滿足"五防"功能;所有的操作均可在柜門關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行;電纜室空間充裕,可連接多根電纜;快速接地開關(guān)用于接地和回路短路;外殼防護(hù)等級IP3X,手車室門打開狀態(tài)下,防護(hù)等級IP2X。