500KV機(jī)械式直流斷路器容量試驗(yàn)回路及實(shí)施

1、主支路短時(shí)電流耐受試驗(yàn)

按照試驗(yàn)要求及參數(shù)，采用的試驗(yàn)回路見圖1.通過能量等效的方法，將第I階段4.5kA/1min的過負(fù)荷電流等效為25kA/1.95s的電流，將第2階段電流等效為25kA/2.26s的電流。

試驗(yàn)時(shí)通過能效原則，對(duì)直流斷路器主支路在一次試驗(yàn)中完成25kA/4.21s的短時(shí)耐受電流，試驗(yàn)波形見圖2.

圖1：主支路短時(shí)電流耐受試驗(yàn)回路

圖2:主支路短時(shí)電流耐受試驗(yàn)波形

圖1：G為發(fā)電機(jī)；HK為合閘開關(guān)；CD為操作開關(guān)；Ls為電抗器；R為電阻；T為變壓器；GR為整流裝置；T0為試品。

圖2中：一欄為主支路耐受的電流波形，電流值為26.1kA，同流時(shí)間為4.56s，第二欄為主支路開關(guān)斷口的電弧電壓，測(cè)得電壓值為46.2V，燃弧時(shí)間為17.1ms。

2、轉(zhuǎn)移支路短時(shí)電流耐受試驗(yàn)

按照轉(zhuǎn)移支路短時(shí)電流耐受試驗(yàn)要求，采用單個(gè)的組件進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室采用兩套振蕩回路等效的試驗(yàn)方法進(jìn)行，試驗(yàn)過程中需要保證快速放電開關(guān)器件能量和電流峰值不低于圖4的波形對(duì)應(yīng)的能量和電流峰值，要求每次關(guān)斷時(shí)刻的電流不小于2.5A，兩次能量分別不小于2.85kA²·s和2.72kA²·s，試驗(yàn)波形見圖3.

圖3：轉(zhuǎn)移支路時(shí)電流耐受試驗(yàn)波形

3、小電流、額定電流、短路電流試驗(yàn)

按照小電流、額定電流、短路電流開端試驗(yàn)要求 ，采用振蕩回路為電流直流斷路器分別進(jìn)行小電流、額定電流 和短路電流開斷試驗(yàn)，試驗(yàn)回路電氣原理見圖4.

圖4：直流斷路器短路開斷試驗(yàn)原理圖

圖8中，Cs為電容；L1為電感；GP為間隙；AB為輔助開關(guān)；MOV為避雷器；T0為主支路開關(guān)，CCB為轉(zhuǎn)移支路；V為分壓器；I0為主支路電流互感器、I1為系統(tǒng)電流互感器；I2為耗能支路電流互感器。

電源回路由電容C、電抗L1、間隙GP組成，為直流斷路器提供電流以及直流斷路器開斷后的恢復(fù)電壓。試驗(yàn)過程：開關(guān)AB1、主開關(guān)T0處于合閘位置，首先分別對(duì)電流回路電容器組CS和轉(zhuǎn)移支路的電容充電至計(jì)算值。充電完畢后，首先間隙GP在L1時(shí)刻動(dòng)作，短路電流經(jīng)過主支路，主開關(guān)T0在T2時(shí)刻接到分閘命令開始分閘；轉(zhuǎn)移支路快速放電開關(guān)在T2時(shí)刻導(dǎo)通，反向電流回路貫通，高頻電流經(jīng)過主支路，主開關(guān)在電流零點(diǎn)開斷。同時(shí)，主開關(guān)T0端口兩端恢復(fù)電壓迅速升高，升到MOV避雷器的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器MOV動(dòng)作，電流轉(zhuǎn)移至避雷器支路，當(dāng)銅鼓哦直流斷路器的電流降到要求值后，完成一次直流開斷試驗(yàn)。

直流斷路器進(jìn)行25kA短路電流的開斷試驗(yàn)波形見圖5，分段時(shí)間為2.3ms，恢復(fù)電壓峰值為780kV。

圖5：直流斷路器開斷25kA短路電流試驗(yàn)波形圖

4、重合閘短路開斷

按照重合閘短路開斷試驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn)室采用了兩套電源回路對(duì)直流斷路器進(jìn)行重合閘短路電流開斷試驗(yàn)，共進(jìn)行了兩種試驗(yàn)方式，每種試驗(yàn)方式正負(fù)極性各3次，一共進(jìn)行了12次試驗(yàn)。

直流斷路器進(jìn)行25KA短路電流重合閘開斷試驗(yàn)波形見圖6，一次開斷電流為25kA，分?jǐn)鄷r(shí)間2.3ms，暫態(tài)回復(fù)電壓峰值為780kV，二次開斷電流為13.4kA，分段時(shí)間2.1ms，暫態(tài)回復(fù)電壓峰值為380kV。

圖6：直流斷路器開斷25kA短路電流試驗(yàn)波形圖

圖6中：G為發(fā)電機(jī)；HK為合閘開關(guān)；CD為操作開關(guān)；Ls為電抗器；R為電阻；T為變壓器；GR為整流裝置；T0為試品。G為發(fā)電機(jī)；HK為合閘開關(guān)；CD為操作開關(guān)；Ls為電抗器；R為電阻；T為變壓器；GR為整流裝置；T0為試品。