斷路器合閘電阻動態測量方法的研究

摘要：對安裝有合閘電阻的高電壓等級斷路器的合閘電阻值的測量方法進行研究。提出一種間接測量法：在斷路器退至檢修分閘狀態時，人為在斷路器斷口加入一個電源和標準電阻使斷路器與其形成回路，然后用高速波形記錄儀將斷路器合閘過程中的斷口電壓記錄下來，再對所得數據分析計算得出斷路器的合閘電阻的電阻值。

實測結果表明，使用該方法的測試結果與合閘電阻銘牌值的誤差在4%以內，且簡便、安全，在現場有較強的實用性。

1 引言

此課題為高壓斷路器預防性試驗提供了簡便、安全、有效的測試方法。

為了抑制220~500kV 高電壓等級斷路器重合閘時產生的操作過電壓，斷路器的生產廠家在這些斷路器的斷口間設計安裝了合閘電阻。但是，對合閘電阻值的測量長期以來卻成為預試工作中的一個難題，其原因與斷路器的構造、尺寸有關。

1992年，天廣Ⅰ線投運，500kV 斷路器大量使用，但合閘電阻測量一直未能開展，威脅著電力系統安全運行。

為了解決合閘電阻的測量問題，我們進行了斷路器合閘電阻動態測試方法的研究。

圖1為一個帶有并聯電容和合閘電阻的斷路器合閘電阻的工作過程：

圖1中（a）為初始狀態（斷路器處于分閘合閘的合閘過程圖，其中k1 為合閘電阻的觸頭，k2 為斷路器主觸頭，C為斷口并聯電容。R為合閘電阻位置，斷路器的主觸頭和合閘電阻的觸頭均在斷開位置），在（a）位置時，斷路器接到合閘命令后約80ms，斷路器的狀態到達（b）（斷路器的主觸頭在斷開位置，此時合閘電阻投入使用，到達（b）狀態后約10ms，斷路器進入（c）（斷路器的主觸頭和合閘電阻的觸頭同時閉合），此時合閘電阻開始退出使用，到達（d）（主觸頭閉合，合閘電阻觸頭斷開）后，隨即進入斷路器合閘完畢。

2、目前合閘電阻的一些測量方法

由于斷路器的各個元件都處于密閉的容器中，只有在大修時才可能打開平時無法進行解剖，因此不可能在預試的時候用單臂電橋或萬用表直接點接合閘電阻兩端進行電阻測量，而斷路器無論處于分閘狀態或合閘狀態，合閘電阻的觸頭都是在斷開位置。從斷口兩端進行測量都不能測到合閘電阻阻值。從斷口兩端測量合閘電阻的可行時間只有在合閘過程中圖1中（b）狀態維持的約10ms，在這么短的時間內使用單臂電橋或萬用表進行讀數是根本不可能的。

鑒于合閘電阻測量的特殊情況，不同的生產廠家提供了各自的測試方法現就阿爾斯通和三菱的斷路器的合閘電阻測量方法進行分析。

2.1.三菱斷路器的合閘電阻測量

三菱斷路器在梧州500kV 變電站使用了3臺，三菱550kV 斷路器在操動機構上提供了慢合慢分裝置，利用廠家提供的裝置，對斷路器進行慢合，使斷路器能夠長時間保持在圖1中（b）狀態，這時可以用絕緣桿將導線掛至斷路器斷口兩側進行引線后用萬用表或單臂電橋測量。這種方法對比方法3.1的好處是可以按相進行測量，使試驗步驟減少。  

2.2阿爾斯通斷路器的合閘電阻測量

在廣西多個變電站中使用了阿爾斯通公司的斷路器。阿爾斯通550kV斷路器為直柱式斷路器，為三斷口或兩斷口帶合閘電阻。要測量該斷路器的合閘電阻，需用高空作業車將測試人員送至斷路器斷口頂部，將頂部蓋子拆開打開蓋子下的封閉蓋，將萬用表或單臂電橋的測量線接到露出的合閘電阻的引出抽頭上進行測量。這種方法具有其特殊性，無法在別的種類的斷路器上使用，而且該方法缺點較多，需要使用高空作業車必須按斷口進行測量，試驗時間較長（每個斷口的測試需要使用20min左右并且未算上高空作業車的就位時間），危險性較（高空作業和因與母線距離縮短產生的感應電。故這種方法沒有通用性。

缺點也是非常突出的，依賴廠家提供的設備，時間同樣很長（完成一相的慢合慢分過程需要約3min）。這種方法同樣沒有通用性。

除了以上兩個廠家提供了特殊的方法進行合閘電阻測量外，其余的一些諸如平頂山、西門子、等公司均未提供合閘電阻測量的方法。因此柳州沙塘500kV變電站的平頂山550kV斷路器從未在預試期間進行過合閘電阻測量，而多個擁有阿爾斯通斷路器的變電站，有時也因為測試條件所限無法對斷路器的合閘電阻進行正常預試。

2.3對合閘電阻測試新方法的構思

我們通過對合閘電阻的工作過程進行分析，出用一種間接法對斷路器進行測量。該方法的基本構思是在斷路器退至檢修分閘狀態時人為在斷路器斷口間加入一個電源和標準電阻使斷路器與其形成一個回路，然后使用高速波形記錄儀將斷路器合閘過程中的斷口電壓變化記錄下來再對斷路器的合閘電阻的電阻值進行分析計算。因此我們提出了試驗接線如圖2的測試方案。

其中R0為標準電阻，為直流電壓源。

3.對直流電壓源內阻的修正

由于在以上的模型中所使用的直流電源為理想電源，事實上我們使用的任何電源都有內阻R，因此應該考慮R的影響。

發布時間:2012-6-18 訪問次數:6945