CN104849655B - 特高压融冰隔离开关大电流试验装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压融冰隔离开关大电流试验装置和试验方法，所述装置包括调压器、若干开关、若干变压整流部件、用于测量试品回路电流及试品温度的电流测量装置及温度测量装置,其中调压器输出分为若干支路，在每条支路上均有一所述开关串联一所述变压整流部件，各变压整流部件输出端汇合后并联到试品两端。所述方法包括：设定最高温升值；测量一定时间内试品温升；判断是否达到温升极限，确定投入变压整流部件台数；降低调压器输出，调整电流；判断是否达到温升极限；得到热稳定极限温升和极限电流；评价通流能力。本发明易于操作、试验电流大、调节精细、可模拟特高压融冰隔离开关通流特性，为实际融冰提供参考。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，涉及一种用于特高压融冰隔离开关大电流试验的试验装置和试验方法。
背景技术
随着我国电力事业的发展，特高压电网逐渐成为整个电网的骨干网架，其输电可靠性尤为重要，同时特高压线路输送距离长，所经地区气候条件复杂，极易引起严重覆冰而出现跳闸或倒塔断线，这类事故一旦发生，将导致大面积的停电事故。
目前，能够减轻输电线路冰灾损失的最经济、最有效的方法，是对输电线路开展电流融冰工作，特高压线路采用多分裂导线，线径大，电抗高，优先考虑直流融冰，同时所需融冰电流高，一般在10000A以上，融冰时电流会产生严重的热效应，这便对隔离开关的通流特性提出了严格的要求。目前的隔离开关通流能力测试中，试验电流相对较低，很难模拟特高压融冰隔离开关实际融冰时的工作状况，而若直接在原有试验系统上进行扩容增流，则会受到试验装置散热系统的限制，效率更高的散热系统价格昂贵。因此开发出一套用于特高压融冰隔离开关大电流试验，结构简单、经济适用的试验装置和试验方法，成为特高压融冰攻关中一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有隔离开关通流能力测试难以满足特高压融冰隔离开关测试的缺陷，提供一种用于特高压融冰隔离开关大电流试验的试验装置和试验方法，通过试验得到特高压融冰隔离开关在不同电流下的温升情况以及极限温升时对应的电流值，为特高压融冰工作安全可靠进行提供有力保障。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明的特高压融冰隔离开关大电流试验装置，包括调压器1、若干开关2、若干变压整流部 件3、电流测量装置4、温度测量装置5、数显装置6、电流互感器7，其中调压器1输出分为若干支路，在每条支路上均有一所述开关串联一所述变压整流部件，各变压整流部件输出端汇合后并联到试品两端，所述电流测量装置5的输入端通过电流互感器7接至各变压整流部件3输出端汇合处，用于测量流经试品的电流，所述温度测量装置5输入端接试品，用于测量试品温度。
所述调压器1、电流测量装置4和温度测量装置5的输出端连接数显装置6，用于显示调压器1电压电流、电流测量装置4测量电流和温度测量装置5测量温度。
本发明利用上述装置的试验方法包括以下步骤：
(1)、结合隔离开关铭牌参数，测量现场环境温度、风速等条件，设定特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax
(2)、初步设定试品通过的最大电流I，该最大电流I根据特高压线路融冰电流极限值设定，I大于特高压线路融冰电流极限值；
(3)、计算调压器输出,使每台变压整流部件的电流为I/n,n为变压整流部件数量；
(4)、合上一条支路上的开关，调节调压器至该条支路的变压整流部件输出电流为I/n，每隔若干分钟将特高压融冰隔离开关记录在案，记录若干小时内的数据，并根据记录数据绘制试品温升-时间曲线；
(5)、判断试验电流是否达到极限：按照步骤(4)所述若干小时内测的试品温升T1，若该温升T1小于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则待试品完全冷却后，再增合一组开关，重复步骤(4)中合上开关后的试验步骤，然后再通过步骤(5)判断；若所述温升T1等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则直接转至步骤(8)；若未到步骤(4)所述若干小时即出现温升T1等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则终止本次试验，转至步骤(6)；
(6)、待试品完全冷却后，保持合上开关数不变，调节调压器1，使输出电流降低若干百分点，每隔若干分钟将特高压融冰隔离开关记录在案，记录若干小时内的数据，并根据数据绘制试品温升时间图；
(7)、判断电流是否达到极限：按照步骤(6)所述若干小时内测温升T2，若T2小于或等于特高压融冰隔离开关设定值，则转至步骤(9)；若未到所述若干小时出现T2等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则终止本次试验，待试品完全冷却后，重复步骤(6)和步骤(7)；
(8)、若所述若干小时内未达到设定的最高温度Tmax，将步骤(3)中I升高若干个百分点，重复步骤(3)—步骤(7)；
(9)、认为此时试品的温升T1或温升T2为特高压融冰隔离开关的热稳定极限温升值，认为此时试品流过的电流为特高压融冰隔离开关热稳定极限电流值，实际融冰时的融冰电流不能超过热稳定极限电流值；
(10)、比较热稳定极限电流与额定电流的大小，评价特高压融冰隔离开关的通流性能。
步骤(3)中计算调压器输出，使每组变压整流部件的电流为2000A。
步骤(4)和步骤(6)所述若干分钟为10分钟，步骤(4)到步骤(7)所述若干小时为3小时，步骤(6)和步骤(8)所述若干若干个百分点为2％。
本发明的有益效果是：
1)本发明由于采用的是对大电流先分流再汇流，对大功率整流器进行分布式散热，使得分配在每条支路上的整流器电流大大减小，能够在现有的低成本散热技术上实现升流至20000A的试验条件，能够涵盖几乎所有的隔离开关直流大电流试验；
2)、本发明输出电流调节从小到大，设置了诸多级数，便于及时发现接触不良等问题，同时避免烧蚀；
3)、本发明试验方法能够较准确地模拟特高压线路融冰时隔离开关的工作状况，为特高压线路融冰工作提供可靠的参考，防止隔离开关出现过热；
4)、本发明所提供的试验装置原理简单，经济适用，试验方法简便易行，易于操作。
附图说明
图1为本发明特高压融冰隔离开关大电流试验装置的原理图。
图2为变压整流部件内部结构图。
图3为实施例1中步骤2所述试品温升-时间曲线图。
图4为实施例1中步骤4所述试品的温升-时间曲线图。
图1中附图标记为：
调压器1；开关2；变压整流部件3；电流测量装置4；温度测量装置5；数显装置6；电流互感器7。
图2中附图标记为：
变压器31；整流器32。
具体实施方式
图1反映了本发明特高压融冰隔离开关大电流试验装置的结构，从图中可以看出本发明包括调压器1、若干开关2、若干变压整流部件3、电流测量装置4、温度测量装置5和数显装置6。其中调压器1输出若干路，形成若干支路，每条支路连接一组开关2和一组变压整流部件3，由开关2控制变压整流部件3。在本实施方式中调压器输出十路，因此开关2有十组，相应的变压整流部件3也有十组，一组开关控制一组变压整流部件。十组变压整流部件3的十路输出端并联汇合后接至试品两端，电流测量装置4输入端接至变压整流部件3的十路输出汇合处，温度测量装置5输入端接至试品，数显装置6输入端并联调压器1输出端、电流测量装置4输出端和温度测试装置5输出端。
图2反映了变压整流部件3的结构，变压整流部件3包括变压器31和整流器32，特高压电源通过变压器31降成低压后再由整流器32整流输出。
本实施例中调压器1输出端接至数显装置6，变压整流部件3的十路输出汇合处通过电流互感器7连接电流测量装置4测量电流，在试品上易发热处预埋若干个热电偶，比如预埋十个热电偶，然后接至温度测试装置5，数显装置6显示最高温度。
本发明特高压融冰隔离开关大电流试验方法，参见实施例1和实施例2
实施例1：
(1)、结合隔离开关铭牌参数，测量现场环境温度、风速等条件，设定特高压融冰隔离开关最大温升为300℃，计算调压器输出电压，使每台变压 整流部件输出电流为2000A。
(2)、合上第一开关，调节调压器至变压整流部件输出电流为2000A，每隔10min将试品最大温升记录在案，记录3小时内的数据，并根据记录数据绘制试品温升-时间曲线，见图3。
(3)、判断电流是否达到极限：按照步骤(2)所测3小时内温升T1，温升T1，小于300℃，待隔离开关完全冷却后，合上开关增加一组，重复步骤(2)中合上开关后的步骤，直至合上八条支路上的开关，未到3小时出现温升T1等于300℃，终止本次试验；
(4)、待试品完全冷却后，保持合上开关数不变，调节调压器，使输出电流降低2％，每隔10min将试品最大温升记录在案，记录3小时内的数据，并根据数据绘制温升时间图，见图4。
(5)、判断电流是否达到极限：按照步骤(4)所测3小时内温升T2，未到3小时出现温升T2等于300℃，终止本次试验，待试品完全冷却后，重复步骤(4)，仍使电流降低2％后，出现3小时内T2小于300℃。
(6)、认为此时的T2为特高压融冰隔离开关的热稳定极限温升值，认为此时对应的总电流，为特高压融冰隔离开关热稳定极限电流值，实际融冰时的融冰电流不能超过15360A。
(7)、比较热稳定极限电流与额定电流的大小，评价特高压融冰隔离开关的通流性能。
实施例2：
(1)、结合隔离开关铭牌参数，测量现场环境温度、湿度、风速等条件，设定特高压融冰隔离开关最大温升值300℃，计算调压器输出电压，使每台变压整流部件输出电流为2000A；
(2)、合上一条支路的开关，调节调压器至变压整流部件输出电流为2000A，每隔10min将试品最大温升记录在案，记录3小时内的数据，并根据记录数据绘制温升-时间曲线；
(3)、判断电流是否达到极限：按照步骤(2)所测3小时内温升T1，若温升T1小于300℃，则待试品完全冷却后，增合一组开关，即合上两条支 路的开关，重复(2)中合上开关后的步骤，直至合上第六开关，即合上六条支路的开关，出现T1等于300℃；
(4)、认为此时的T1为特高压融冰隔离开关的热稳定极限温升值，认为此时对应的总电流I＝2000×6＝12000A。
(5)、比较热稳定极限电流与额定电流的大小，评价特高压融冰隔离开关的通流性能。
本发明特高压融冰隔离开关大电流试验装置和试验方法，经实际运行证明可行可靠，完全达到了设计要求，试验结果为特高压融冰隔离开关设计提供参考，效果明显。
Claims (6)
1.一种特高压融冰隔离开关大电流试验装置的试验方法包括以下步骤：
(1)、结合隔离开关铭牌参数，测量现场环境温度、风速条件，设定特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax
(2)、设定试品通过的最大电流I，该最大电流I大于特高压线路融冰电流极限值；
(3)、计算调压器输出,使每台变压整流部件的电流为I/n,n为变压整流部件数量；
(4)、合上一条支路上的开关，调节调压器至该条支路的变压整流部件输出电流为I/n，每隔若干分钟将特高压融冰隔离开关记录在案，记录若干小时内的数据，并根据记录数据绘制试品温升-时间曲线；
(5)、判断试验电流是否达到极限：按照步骤(4)所述若干小时内测的试品温升T1，若该温升T1小于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则待试品完全冷却后，再增合一组开关，重复步骤(4)中合上开关后的试验步骤，然后再通过步骤(5)判断；若所述温升T1等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则直接转至步骤(8)；若未到步骤(4)所述若干小时出现温升T1等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则终止本次试验，转至步骤(6)；
(6)、待试品完全冷却后，保持合上开关数不变，调节调压器1，使输出电流降低若干百分点，每隔若干分钟将特高压融冰隔离开关记录在案，记录若干小时内的数据，并根据数据绘制试品温升时间图；
(7)、判断电流是否达到极限：按照步骤(6)所述若干小时内测温升T2，若T2小于或等于特高压融冰隔离开关设定值，则转至步骤(8)；若未到所述若干小时出现T2等于特高压融冰隔离开关最大温升值Tmax，则终止本次试验，待试品完全冷却后，重复步骤(6)和步骤(7)；
(8)、认为此时试品的温升T1或温升T2为特高压融冰隔离开关的热稳定极限温升值，认为此时试品流过的电流为特高压融冰隔离开关热稳定极限电流值，实际融冰时的融冰电流不能超过热稳定极限电流值；
(9)、比较热稳定极限电流与额定电流的大小，评价特高压融冰隔离开关的通流性能。
2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于所述步骤(3)中计算调压器输出，使每组变压整流部件的电流为2000A。
3.根据权利要求1或2所述的试验方法，其特征在于所述步骤(4)和步骤(6)所述若干分钟为10分钟，步骤(4)到步骤(7)所述若干小时为3小时。
4.一种适用于权利要求1-3所述试验方法的特高压融冰隔离开关大电流试验装置，其特 征在于该试验装置包括调压器(1)、若干开关(2)、若干变压整流部件(3)、电流测量装置(4)、温度测量装置(5),其中调压器(1)输出分为若干支路，在每条支路上均有一所述开关(2)串联一所述变压整流部件(3)，各变压整流部件输出端汇合后并联到试品两端，所述电流测量装置(4)的输入端接至各变压整流部件(3)输出端汇合处，用于测量流经试品的电流，所述温度测量装置输入端接试品，用于测量试品温度。
5.根据权利要求4所述特高压融冰隔离开关大电流试验装置，其特征在于所述调压器的输出分为十条支路。
6.根据权利要求4所述特高压融冰隔离开关大电流试验装置，其特征在于所述调压器(1)、电流测量装置(4)和温度测量装置(5)的输出端还连接有数显装置(6)，用于显示调压器(1)电压电流、电流测量装置(4)测量电流和温度测量装置(5)测量温度。
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