双端接地状态下高压断路器分合闸时间测试方法研究

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高压断路器作为电力系统中的重要设备,对电网稳定运行起着至关重要作用。国际大电网会议对世界范围内高压断路器事故进行了大量统计调查,结果显示:断路器故障主要是机械原因,多数是由操动机构故障而引起的,所以对高压断路器机械特性进行检测具有重要意义。分、合闸时间是高压断路器重要的例行检测项目,是评价断路器开关性能是否完好的重要依据。传统的分、合闸时间测试方法需要拆除高压断路器一端的接地线,并在高压断路器两端悬挂测试线进行测试,此种方法存在操作人员的人身安全隐患,研究新型的断路器分合闸时间测试方法,避免拆除接地线造成的安全隐患非常有必要。为此,本文开展了双端接地状态下高压断路器分合闸时间测试方法研究,主要内容如下:(1)对高压断路器两端接地线内流过的感应电流进行测量,基于矩量法建立了500k V变电站开关场三维电磁仿真模型,计算获得了变电站内部工频磁场的分布规律。结果表明:在双端接地状态下高压断路器两侧的接地线内流过的感应电流峰峰值在3.85~7.33A之间;在检修状态下500k V开关场的磁感应强度范围在0.44~8.76μT之间,500k V开关场的磁感应强度较大区域集中分布在第二回500k V母线下方,距离500k V母线Ⅱ越远,磁感应强度越低;正常工作条件下,变电站500k V开关场内的磁场强度在0.26~7.480μT之间,在母线与出线的中间相下方磁感应强度较大。(2)提出双端接地状态下高压断路器分合闸时间测试方法,并基于该方法搭建高压断路器分合闸时间测试系统。对使用到的硬件进行设计、选型与封装;在电脑上使用MATLAB APP设计工具编译软件,在软件的设计原理上使用快速傅里叶算法对采集到的电信号进行分析,设计软件使用界面,方便导入数据和查看输出结果,软件的搭建满足了现场测试中对算法的精度与速度的要求。(3)对双端接地状态下高压断路器分合闸时间测试方法及测量装置进行现场试验,开展了单相测试和三相测试,研究了高压断路器内流过信号的频域特性,修正高压断路器分合闸时间算法程序和分析了高压断路器分合闸测试结果误差,提高算法准确性与测量精度。测试结果表明即使受到变电站现场电磁场环境的干扰,本文提出的双端接地状态下高压断路器分合闸时间测试方法,能够有效测量高压断路器分合闸时间,并且测量便捷性与安全性优于传统测量方式。
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