- 頭條如何提升高壓斷路器選相控制的準確性？2021-04-11 作者：雷蓓 張偉 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語西安西電開關電氣有限公司的研究人員雷蓓、張偉、王園園、汪海光、董振良，在2020年第1期《電氣技術》上發表科研成果（論文標題為“選相斷路器的外部變量補償研究”），通過搭建550kV斷路器選相控制試驗平臺，分別研究了選相控制器自身準確度、斷路器分閘/合閘時間分散性、外部變量對斷路器分閘/合閘時間的影響，獲取了控制電壓、環境溫度、機構油壓、間歇時間和氣室壓力這5個環境變量的補償曲線，通過在選相控制器中植入外部變量補償功能，實現選相控制器根據外部變量自動修正斷路器的分閘/合閘時間，達到了在預期相位分閘/合閘斷路器的目的，提高了高壓斷路器選相控制的準確性。
高壓斷路器（circuit breaker, CB）是額定電壓66kV及以上能關合、承載、開斷運行回路正常電流，也能在規定時間內關合、承載及開斷規定的過載電流的開關設備。高壓斷路器在電力系統開合變壓器、并聯電容器、并聯電抗器以及交流濾波器等負荷時會產生過電壓，出現涌流等暫態現象，危及高壓設備的絕緣性能，過度燒蝕觸頭，直接或者間接影響電力系統的穩定性。
若采用選相控制斷路器技術，控制斷路器在預期的相位進行分閘/合閘（簡稱分/合閘）動作，則可以很大程度地降低系統內的過電壓和涌流，減小由暫態現象引起的對高壓設備和系統的危害，提高系統的穩定性。因此，高壓斷路器的選相控制技術受到國內外學者的廣泛關注。
在實際工程應用中，斷路器的分/合閘動作時間往往因受到外部因素（如控制電壓、環境溫度、機構油壓、間歇時間和氣室壓力）的影響而發生變化，這便造成在選相控制中出現相位偏差的問題，致使無法在預設的最佳分/合相位點進行斷路器的分/合。
西安西電開關電氣有限公司的研究人員雷蓓、張偉、王園園、汪海光、董振良，在2020年第1期《電氣技術》上撰文，開展對斷路器選相控制準確度技術的研究，以期提升選相斷路器的可靠性。要求選相控制器不僅能在常規工況下進行準確的選相控制，而且還能在不同的環境溫度、控制電壓、機構油壓、氣室密度以及操作間歇時間下自動對分/合閘動作時間進行修正補償，使斷路器能在預期的相位進行分/合，達到減小操作過電壓和涌流對系統沖擊的目的。選相控制器的智能報警系統也可通過軟件對選相結果進行分析，及時發現斷路器操作故障，通過發出報警信號提醒操作人員注意，通過人為干預來規避事故，從而提高氣體絕緣金屬封閉開關設備運行的可靠性。
圖1 斷路器關合窗口影響因素示意框圖
根據GB/T 30846—2014《具有預定極間不同期操作高壓交流斷路器》中的4.101中規定：斷路器的額定關合窗口優選值為2ms、3ms、4ms，這是在對周圍空氣溫度、操作壓力、控制電壓等有規律變量影響進行適當補償后確定的。斷路器關合窗口影響因素示意框圖如圖1所示。額定關合窗口是評估給定的斷路器能夠可靠地實現最佳開合的性能指標。
圖11 應用軟件參數設置界面
圖12 應用軟件波形顯示界面
作者以某型號斷路器為對象，通過搭建選相控制試驗平臺，分別研究了選相控制器自身準確度、斷路器分閘/合閘時間分散性、外部變量對斷路器分閘/合閘時間的影響，掌握了斷路器動作時間受相關變量影響的特性，獲取了控制電壓、環境溫度、機構油壓、間歇時間和氣室壓力這5個環境變量的補償曲線，通過在選相控制器中植入外部變量補償功能，將補償曲線輸入選相控制器，進行斷路器選相分閘/合閘，實現選相控制器根據外部變量自動修正斷路器的分/合時間，成功地將斷路器選相控制準確度控制在了標準要求的范圍內，達到了在預期相位分/合斷路器的目的。
該研究可用于指導智能化變電站中高壓斷路器選相分/合的實際應用，以提升高壓斷路器在輸變電系統中的可靠性和安全性。
