文档详情

真空断路器电路中断线路短路故障的零电流测量

aa****6
实名认证
店铺
DOC
2.28MB
约6页
文档ID:32644395
真空断路器电路中断线路短路故障的零电流测量_第1页
1/6

真空断路器电路中断线路短路故障的零电流测量作者:René Peter Paul Smeets, Senior Member, IEEE and Wim A. van der Linden摘要零电流测量真空断路器的线路故障中断测试期间执行此开关周期的特点是一个非常快的瞬态恢复电压进行了高分辨率的近零电流弧电压和电流测量各种的二次启动模式(OC-curring 介于 0 和 75 毫秒后电流为零) ,观察由于电弧放电时间不足或电流超过额定短路开断电流本文讨论了弧后电流/充电,识别模式,暂态恢复电压之间的关系此外,以传统的弧后电流,在文献中已经所述,在另一个“ 额定 ”的弧后电流值达到数十安培严重的热电弧压力中断所有灭弧室在的第一或第二“ 额定短线路故障电流和暂态恢复电压的条件下的电流为零指数条款,电弧放电,断路器测试,测量电流,故障电流,等离子体性质,短路电流,开关瞬态,测试,真空电弧,真空灭弧室I 导言断路器中断供电网络主要是通过短路故障电流,设备 电流中断是由接触后分离形成的高电流电弧灭弧一旦这样的电弧最初是在故障电流过零中断,从网络恢复接触的差距在很大程度上强调介质的暂态恢复电压(TRV) 。

1 在现代配电网络的上升率非常快(高达每微秒数千伏)暂态恢复电压往往更频繁地发生比过去由于以下 [1]:2 安装本地发电厂,因为附近的变压器固有的小电容导致高频暂态恢复电压, (耦合发电机向电网);(本地)发电机异步发电机和电网的电压相位差的情况下将导致高浪涌阻抗相关的网络部分 [2];3 增加限流线圈的使用,减少故障电流水平,因为感应线圈[3]的性质;4 低电压变压器输电电压等级越来越高,一边连接分布的电压[1]故障详细目录情况由 Internationale 公司DES 的 Grands RESEAUXEléctriques 工作组(CIGRE 工作组)CC-03[4]另一种情况是一个非常快的 TRV 的短期线路故障(SLF) ,这是一个架空线路故障断路器的短距离(几百米) 这种故障启动整个故障线路段的陷波,造成一个非常急剧上升三角电压瞬态在此非常快的 TRV 的核查,以应付现在包括在 IEEE Std C37.04-1999 年此标准要求,可用于户外使用的额定电压 15.5千伏及以上架空线路连接的断路器进行超低频测试测试条件是在 IEEE Std C37.09-1999IISLF 测试电路断路器短的线路故障中断时,源端电路反应相对较慢的瞬态电压,而在架空线(OHL )一侧,出现三角一个非常快的瞬态电压波陷 波之间的断路器和故障。

图 1电路模拟低地 TRV 的理想线(虚线):无时间延迟(标准化 L90 的对应到 70 米相当于架空线长度为 24 kV/25 kA 的负载 )图 2多元化的电流零原理测量 SLF 中断在第一个中断的尝试(扩大,在左一 )、断路器再次工作大约 15 秒后第二次中断的尝试(扩大,在右边), 二次起动发生在大约 95 年代,温控阀最大值附近这二次起动有一股电流,上升到 7 A,开始大约在二次起动 45 秒第三二次起动尝试( 未显示)也没有,可能因为太长了灭弧时间由实验室断路器,这是由一个电阻分流电流中断,其中小电流中断后测试断路器晚 15 毫秒这两个暂态有助于 TRV一个理想的OHL,速率 TRV(RRRV )的增加是等于,而 ,OHL 和 的零故障电流的变化率的标准特性阻抗三角形 OHL 电压波形启动时电流为零,达到一个峰值后, (渡越时间是沿着断层和外弧面)峰值电压 是等于线路电抗成正比乘以 在实验室测试,这部分的 OHL 是图1(虚线框,上层)的基本电路模拟应采取特殊方法,以确保上升沿参数(时延和多层速率)的实际值,所以此处的介质压力的间隙是最关键的准确的三角波形的性质是不太重要,因为残余的离子已经是能够在第一 TRV 的高峰时刻就降温。

在最初始减少 RRRV 偏离(或延时)电容 之间的断路器和 OHL 的偏离电容引起的存在这样一个时间延迟,有利于中断,因为它允许的 TRV 的来临之前(成形)电弧间隙的恢复时间IEEE 和 IEC(国际电工委员会)允许所有中压断路器的延迟时间s在测试电路,这样的延迟时间电容的创建,其大小是 pF对于长度较短的故障架空线,在很短的长度,故障 OHL,适用于中压网络,延迟时间很大一部分的时间,来的高峰期(通常为 1us)和效果,说的完整(标准化)RRRV 可以不制定的时间之后充分延迟电容插入电路,一旦电路被调整标准化 RRRV,在测试实践中是常见的然而,这是没有问题的,因为这是发生在实践中的电容,例如,测量设备附近的断路器根据标准,RRRV定义直线通过 20%的电压坐标和 的80%(见图 1,下方) ,在这种情况下导致等效特征阻抗为 380 .只有在故障 OHL 长度> 250 米 8 允许 TRV 的,以充分发挥其额定 RRRV=II. 测试程序 单相超低频试验进行了三种不同的真空灭弧室(安装在一个单一的断路器)每一个24 kV/25 kA 的评分 KEMA 的新型中等电压测试实验室中进行直接测试电路与交流发电机,在 60Hz 的运行测试。

在测试过程中,电流过零测量进行了一个特殊的测量系统[5]电压和电流测量高频电阻分压器和一个高分辨率的组合Rogowski 线圈与三个自定义的瞬态记录(12-B 分辨率在 40 MHz 的采样频率)测试对象从 2 米两个瞬态记录被用于获取整个断路器电压:一个采集的电弧电压和其他初始 TRV 的,从而使在电压前所未有的分辨率(分辨率 5 伏,7 千伏最高电压) Rogowski 线圈的第三个数字转换器连接,允许在 50 mA 的最大电流为 70 kA 的电流测量的决议可以记录每次测试多达四个零电弧跨接图 2 相关测试电流(在这里,25%高于额定)给出了一个凹槽,目前的记录为零图 3 显示了一个实验室内安装的概况测试程序面临 14 超低频突破测试的IDEN 光学系列,两年内每个 8 小时轮班测试进行,每个灭弧室在实验室安装的概况V.二次起动模式正如早些时候报告 [6],在真空中的中断过程可以顺利延续的电流是彼处的电流为零的特点,直到间隙是自由电子,于是离子鞘“扫荡”的差距,建立后的电弧电流在每次测试中,可以观察到这种现象二次起动在许多情况下,可以观察到四种类型(A 至 D)由电流零和二次起动/再次起动之间的时间间隔。

传统的”弧后电流的开发,特征是少数的峰值值在所有的测试和阻碍高达几微秒的时间(见图 4 和 5 上) 振荡后的电弧电流的末端是由于电容电流通过偏离电容的间隙,由 TRV 的制定人们发现,这个偏离电容为恒定值,不能用于图 4三个二次起动模式 (一)上层即时 中高速(二,在电弧后电流) 较低延时(三)图 5上:电流零“延迟电弧电流”前期在125%仔细观察中期再次起动较低比较“传统的”后,弧电流,两例“延迟”的电弧后电流在三个灭弧室设计,在相同的燃弧时间,这两个最终衰减到零,但其中显示后期再次启动(为上图中的一部分) I 弥补这个电容弧后电流分量与时间相关的偏离电容(因为衰减的间隙空间电荷)的应用可能会得到更好的结果有时,除了“传统的”后弧电流,非常高“延迟”弧后电流峰值可达 60 A,持续时间可达几十微秒,最终还是衰减到零,而不是导致二次起动(图 5,上和下) 单一的延迟再次起动(电流高于 25%额定)之前的延迟弧后电流不能排除一个关之间后期再次起动(图 5 中)和异常情况的灭弧图 5(下)显示三项测试 SIM 卡类似的条件下(125%额定电流)从三个灭弧室,其中两个显示“延迟”的弧后电流。

其物理学起始点是不明确的,但它可能是不可接受的热应力与电弧V.SLF-TRV 形状的影响我们进行四个不同的“人造”的架空线路的测试(架空线的模拟电路,所有的延迟时间 0.2 s)的等效长度:10 米(没有线,模拟断路器终端在很短的电路直接进行测试);70 米的 OHL(570 kHz 的振荡频率) ,这是L90 的标准化测试条件下测试断路器和 140米(350 千赫)和 250 米(200 千赫) 供电电路参数进行了调整,以保持电流(,从而RRRV 的)恒定因此,唯一的区别是持续的电压上升的时间6 中,弧后电流,由的各种 TRVs的显示上传弧电流持续时间似乎受到强烈影响的时间 TRV 的峰值跟据观察,对于一个给定的 TRV 的弧后电荷是电弧放电时间成正比这是很容易理解的,因为一个较长的电弧放电时间(在目前的零接触间隙较大)对应的差距,需要更长的时间,要收集更多的电荷载体因此,“标准化”的数量定义: ,,除以电弧时间 所收集的弧后电荷图 6.测量弧后电流(下)TRV 的各种线路长度(上)导致(电流,RRRV,燃弧时间保持不变) 图.7,这个数量的累积分布,绘制各OHL 模拟测试(恒流) 。

可以看出,比较长的 OLH 绘画的弧后电荷比短线路更加显著这可能是由于持续时间较长的 TRV 的上升到达峰值假设一个中断的严重程度较高的,具有较高的弧后电流(在恒定的间隙长度) ,难度加大,预计中断持续倾斜 TRV 的条件下图 7.累积分布弧后电荷/电弧放电时间为四 不同的等效架空线长度(RRRV 保持不变)的 1比率从测试中,获得的现象是弧后电流是非常敏感的初始 TRV 的,作为图 8无需人工线,当母线长度约 10 米,电压后立即中断在 ITRV 步(步 850 V 范围内为 300 ns)确定初始 TRV 的(ITRV)由导致弧后 2 A的电流这 ITRV 一步直接跨越断路器电容器阻尼,后弧电流持续时间显着降低图 8.比较初始 TRV(ITRV)的和不整个真空断路器(VCB)的初始 TRV 的弧后电流(PA 电流) VI 全系列的概述有关不同灭弧室弧后电流的低地中断性能,峰值后弧电流/电弧时间的比例被采集在“性能”图表这个图表显示图.9性能图表三个灭弧室(1-3)每 14 个类似的测试垂直:弧后电流/电弧时间接触后分离的租金在第一电流零的高峰。

水平:当前和八达通的长度箭头表示二次起动/延迟再次起动 /故障;装箱的系列指示电流额定值的 125%; imm:直接二次起动(不计算弧后电流峰值)故障:故障中断三项测试(每个灭弧室)进行了相等的电流,电弧放电时间和线路长度(横轴) ,形成 14 个组之一二次起动/再次起动的情况下,用箭头表明位于这些大多是由于电弧放电时间不足,但最初故障不中断(中断电流由实验室主断路器)和在一个事件延迟再次起动出现不寻常的弧后电流:“传统的”后电弧高值(10.2A)和延迟弧后电流60 A(见,图 5) 从测试中,它是明确的二次起动是很经常的,但并非总是如此,有关比率高弧后电流/电弧放电时间在所有,但在一个情况下,如果比弧后电流峰值/电弧的时间是 0.5 A/ MS,断路器重新起动,再次起动或不中断VII 结论测试结果证明充分的中断,短期线故障TRV 的三个测试灭弧性能这可能反映了在真空中的金属蒸气作为中断介质的能力,一般都在陡峭的上升相结合的瞬态恢复电压与高电流电弧能量充分的的处理,通过精心设计的电弧控制的几个问题(与 SF6 相比)措施(轴向和/或 RA-拨打磁场) 只有当电流增加 25%以上额定值,做测试灭弧室,在这里显然,在性能上的差异。

在这项研究中,观察到不同的二次起动模式他们的物理解释仍不清楚,将在后续研究了弧后电流在 SLF-TRVs 较高和具有更长时间比在末端故障测试,具有更高的电流,但减少 TRV 的上升率(图 6) 弧后电流通常与再次起动情况相关,但不一定大于中断的条件下通过测试发现故障与“延迟电弧电流”有更大的相关.。

下载提示
相似文档
正为您匹配相似的精品文档