文档介绍：第五讲断路器的短路关合和其它类型的开断
短路关合
断路器的额定短路关合电流(幅值)等于断路器的额定短路开断电流(有效值),对我们的产品,额定短路关合电流是100kA。
断路器的下游线路和设备由于绝缘损坏,当断路器合闸时就会造成系统短路,这就要求断路器具有足够的关合能力,一定要让断路器关合到底,让上游的断路器跳闸来开断短路。千万不能出现这种情况:操作机构的合闸功不够,断路器的动触头处在既不能前进又不能后退的僵持状态,此时由于灭弧室内发生预击穿而产生短路电流,电弧持续燃烧将导致断路器爆炸。此外,自能式灭弧室在合闸操作时辅助气室有一个回气过程,只有在合闸到底后才能回气充分,才能保证断路器的开断能力。
以前我们讲过,当断路器处在运行状态时发生短路,继电保护命令断路器进行自动重合闸(分——合)操作。如果是由于雷击而造成架空输电线路短路,,架空线路的绝缘自行恢复,断路器合闸时已没有短路存在,此时合闸成功,这种几率占70%。但如果下游线路是永久性故障,断路器就要关合短路电流。
在第四讲中讲到的T100s试验中,就包括“合分”操作。如果此时的合闸电流达到了要求值,就认为短路关合试验有效。但该试验中的合闸时刻是随机性的,不一定能达到所要求的合闸电流值,此时就需要进行单独的关合试验。
近区故障
,,直接与架空输电线连接的断路器,要求具有近区故障开断性能。
,在断路器的出口处(图1b中的B点)与短路点之间构成均匀分布的LC回路。短路点离断路器越远,线路阻抗就越大。
图1
断路器开断近区故障时,由于短路回路中有线路阻抗,所以近区故障时的短路电流肯定小于额定短路开断电流。
开断近区故障的难点在于断口间的瞬态恢复TRV的起始部分上升陡度很大,要求弧隙的绝缘恢复强度在电流过零后更快的提高,以免电弧发生重燃。
开断近区故障时,断口间TRV起始部分上升陡度很大的原因是:在断路器CB电弧熄灭以后,由于上述LC回路振荡形成波反射, B点的电压ub呈锯齿波变化(见图2)。电源侧的电压uA的变化曲线见图3。断口间(AB点之间)的电压utr=uA+uB,其变化曲线见图4。这种故障在数公里(~8km)内最严重,所以叫做近区故障。
图2 图3
图4
GB1984-2003规定近区故障做L90、L75和L60档,断口间的TRV在该标准的附录A中给出。试验方式为“分——合分—180秒—合分”,单极试验。
失步故障
作为电力系统联络用的断路器会遇到失步故障问题。如图5所示的两台发电机,如果一台是水轮发电机,另一台是汽轮发电机,两台发电机必须同步才能并网运行,也就是说两者的相位、频率和电压等参数必须一致。如果水轮发电机发生短路故障或负荷突变,将使它与汽轮发电机异步,也就是说它的相位与后者不一致。此时,继电保护将命令断路器跳闸,否则将烧坏发电机,导致严重后果。跳闸的这台断路器就是开断失步故障。
图5
断路器开断失步故障时具有下列特点(GB1984—2003的规定)
(1)由于两台发电机的连接线路上有阻抗,因此失步故障的开断电流比额定短路开断电流小,大约为其25%左右。
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