近年来,变电站真空断路器投切10 k V并联电容器组时发生了多起断路器或电容器炸裂事故,在更换断路器和改善保护措施后,此类事故还是屡禁不止。为减少该工况下绝缘事故的发生,重庆市某110 k V变电站采用分相控制技术的永磁机构真空断路器来抑制投切电容器组时的合闸涌流和降低分闸重燃概率。相控断路器是抑制并联电容器合闸涌流与分闸过电压的重要措施之一。为了验证该技术的有效性,首先基于电路理论分析了合闸角对合闸涌流的影响以及分闸过电压机理,之后在重庆市某110 k V变电站针对某种型号相控断路器与普通真空断路器合(分)闸10 k V并联电容器进行了一系列的现场试验研究。试验结果表明:相控断路器的控制精度高(合(分)闸误差均在±0.3 ms以内);普通真空断路器的合闸涌流高达4.5倍额定电流,而相控断路器的合闸涌流均在2.4倍额定电流以下;控制分闸技术能够保证首开相的工频续流开断时断路器断口间有足够的开距,降低重燃发生的概率,从而提高系统运行的安全性与可靠性。
在一定的系统条件下真空断路器开断10 k V并联电抗器时,触头间隙可能会产生连续的电弧重燃与熄灭现象,形成危险的过电压。为搭建准确的真空开关仿真模型,以复现断路器的分闸重燃基本特性,简单综述了真空开关仿真模型的研究现状,总结出现有研究的不足。为了消除现有仿真模型的不足,在运行电网上对一种型号的12 k V真空断路器开断并联电抗器进行了一系列的现场试验研究,得到其断口间介质动态绝缘强度恢复曲线和高频电流熄弧特性,利用ATPEMTP搭建了真空断路器分闸电弧重燃模块。考虑电缆三相间的寄生参数,在ATP中搭建了真空断路器开断并联电抗器三相仿真模型,并对现场试验进行了仿真计算,仿真结果与试验结果大致相符。
