CN105892452A - 特高压站断路器同期控制装置的校验装置及校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压站断路器同期控制装置的校验装置，主要包括测控装置、同期/非同期切换选择开关、继电保护三相测试仪、断路器同期控制装置、故障录波器、低抗断路器和二次回路。本发明还提供了前述校验装置的校验方法。本发明通过现场搭建试验模型、执行相应的操作方法，从而完成对断路器同期控制装置的调试和验收，有效解决了现场对断路器同期控制装置调试、验收的难题。

Description

特高压站断路器同期控制装置的校验装置及校验方法

技术领域

本发明属于特高压输配电技术领域，具体涉及一种特高压站断路器同期控制装置的校验装置及校验方法。

背景技术

如图1所示，现有特高压站主变低压侧通常配置有1组并联的电抗器1112L，该电抗器1112L采用星形接线，并且为弥补容量的不足，每相由两个电抗器串联组成。其中的低抗断路器1112采用分相操作机构。

由于维持无功平衡及抑制轻负荷时母线电压升高的需要，需要通过后台遥控低抗断路器的方式进行低抗(低压侧电抗器)的分组投切，在实际运行中，分组投切相对频繁。因为低抗的储能作用，且每相容量相对较大，所以低抗的切除可能会产生比较大的瞬态过电压或过电流。这些瞬态电压、电流的幅值取决于低抗断路器断开操作时发生的相位。在常规的断路器操作中，每次断开操作发生的相位是随机的。这意味着不可避免的会在非常不利的相位上发生断路器的断开操作，不能有效的控制瞬态过电压、过电流。因此，需要配置断路器同期控制装置，使之能够对低抗断路器的断开时刻进行控制，按照预定的相位进行操作，以有效消除断路器断开时低抗产生的瞬态过电压、过电流。

断路器同期控制装置，用于控制主变低压侧电抗器的断开操作，以抑制低抗断开产生的瞬态过电压、过电流，改善电能质量。但是，对于断路器同期控制装置动作特性的校验，现场既没有相应的试验装置，也没有可以遵循的试验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高压站断路器同期控制装置的校验装置及校验方法，通过搭建试验模型，执行相应的操作，从而完成对断路器同期控制装置的调试和验收。

本发明的一种特高压站断路器同期控制装置的校验装置，主要包括测控装置、同期/非同期切换选择开关、继电保护三相测试仪、断路器同期控制装置、故障录波器、低抗断路器和二次回路；测控装置包括测控屏；

继电保护三相测试仪用于提供校验试验所需的三相正序电流及基准电压，三相正序电流经断路器同期控制装置、故障录波器后串入低抗断路器，以便监视断低抗路器的开断时刻；基准电压用于提供基准零点；

测控装置用于发出手跳/遥跳命令，控制断路器同期控制装置的分闸，同时手跳/遥跳命令作为开关量启动故障录波器；

在考虑断路器的预期操作时间及满足一定的条件后，断路器同期控制装置发出同期分闸命令，从而使低抗断路器在合适的相位执行断开操作；

各低抗断路器断开时，由故障录波器记录下相应的电流、电压波形及各时间节点数据。

低抗断路器采用ABB公司生产的110kV断路器；断路器同期控制装置采用ABB公司生产的F236断路器同期控制装置。

本发明还提供了一种基于前述校验装置的具体校验方法，包括以下步骤：

(1)同期/非同期切换选择开关切换到同期位置；

(2)继电保护三相测试仪输出试验所需的三相电流及基准电压，三相电流设置为正序电流，幅值0.5A，基准电压幅值57.73V，超前A相电流120度；

(3)操作测控屏上的KK控制开关，发出手跳/遥跳命令；

(4)断路器同期控制装置接收手跳/遥跳命令，发出同期分闸命令，执行低抗断路器断开操作；

(5)故障录波器启动，记录下各低抗断路器断开时的电压、电流波形及各时间节点；

(6)查看故障录波器波形，通过基准电压周波过零点的时间，与三相电流Ia、Ib、Ic断开点的时间，计算断路器同期控制装置的出口时间，与设定的三相定值动作时间相比较，从而判断低抗断路器动作是否正确。

本发明通过现场搭建试验模型、执行相应的操作方法，从而完成对断路器同期控制装置的调试和验收，有效解决了现场对断路器同期控制装置调试、验收的难题。

附图说明

图1是现有技术中主变低压侧系统接线原理图。

图2是本发明的校验装置原理图。

图3是断路器同期控制装置的原理图。

图4是抵抗断路器的动作时序图。

图5是A相断路器动作时间图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图2所示，本发明的一种特高压站断路器同期控制装置的校验装置，主要包括测控装置、同期/非同期切换选择开关、继电保护三相测试仪、断路器同期控制装置、故障录波器、低抗断路器和二次回路。其中，测控装置包括测控屏。

继电保护三相测试仪用于提供校验试验所需的三相正序电流及基准电压，三相正序电流经断路器同期控制装置、故障录波器后串入低抗断路器，以便监视断低抗路器的开断时刻；基准电压用于提供基准零点。

测控装置用于发出手跳/遥跳命令，控制断路器同期控制装置的分闸，同时手跳/遥跳命令作为开关量启动故障录波器。

在考虑低抗断路器的预期操作时间及满足一定的条件后，断路器同期控制装置发出同期分闸命令，从而使低抗断路器在合适的相位执行断开操作。

各低抗断路器断开时，由故障录波器记录下相应的电流、电压波形及各时间节点数据。这些数据能够用于分析、判断断路器同期控制装置动作是否正确。

下面结合附图3，首先对断路器同期控制装置的工作原理进行解释。如图所示的，断路器同期控制装置的二次电流信号取自断路器电流互感器CT，用于探测监视低抗断路器的开断情况，如果开断产生了重击穿现象，则相应延长燃弧时间，从而对开断结果进行调整。A相、B相电压信号取自低抗断路器电源侧的110kV母线电压互感器PT，形成线电压用作装置的基准电压。当断路器同期控制装置接收到来测控装置的手跳/遥跳命令时，经同期/非同期切换开关后进入断路器同期控制装置的微处理器，微处理器在基准电压过零点时，开启时钟。

低抗断路器连接在操作箱内的跳闸回路中。考虑低抗断路器的预期操作时间，当过去一定的时间后，断路器同期控制装置发送同期分闸命令至操作箱的跳闸回路，从而使低抗断路器在合适的相位执行断开操作。其中，这一特定的时间由微处理器根据输入的电流、电压采样数据和早期执行操作的结果，以及对环境温度和另外一个外部参数(如操作电源电压降低时补偿装置继电器动作时间)的补偿决定。

如下将结合附图4、5对本发明的一个实施例进行详细说明。

具体地，实施例中的低抗断路器采用ABB公司生产的110kV断路器。断路器同期控制装置采用ABB公司生产的F236断路器同期控制装置。其中故障录波器采用电力系统通用的故障录波器，用于启动故障录波器的分闸命令接入其开关量通道24，三相电流接入故障录波器备用的电流通道29、30、31，基准电压接入备用的电压通道49。经测控屏上的KK控制开关发出手跳/遥跳命令。

如图4所示，在断路器同期控制装置接收到手跳/遥跳命令之后，装置判断基准电压Uab稳定后(约100ms)，以基准电压Uab的某个过零点为基准，延时跳闸各相低抗断路器。由于电抗器为纯感性负载，相电压相位超前相电流90度，所以基准电压分别超前A、B、C三相相电流电角度120度、240度、180度。即低抗断路器按计划断开之前，基准电压过零点到紧接着的电流过零点之间的时间间隔Delay1，A、B、C三相分别为6.7ms、13.3ms、10ms。

由于断路器同期控制装置动作的ABB断路器，其A相从灭弧开始到结束的时间是9.1mS，为了让A相断路器灭弧时间结束时电流在下半个周波依然过零点，故A相分闸出口的时间，需加Delay2的延时，即0.9ms。同理，B相、C相灭弧时间分别为8.7ms、7ms，所以B相、C相分闸出口的时间分别增加了1.3ms、3ms长的延时。这样低抗断路器分闸结束时，电流依然在下半个周波的过零点，可以获得最大的安全性，以对抗复燃和重击穿发生的几率。

以A相断路器为例，其动作时间如图5所示，其中Delay1为6.7ms，Delay2为0.9ms。所以A相断路器在基准电压过零点7.6ms时，跳开A相断路器。所以，B相断路器、C相断路器分别在基准电压过零点14.6ms、13ms时，跳开各自所在相的断路器。

基于前述校验装置的具体校验方法，包括以下步骤：

(1)同期/非同期切换选择开关切换到同期位置；

(2)继电保护三相测试仪输出试验所需的三相电流及基准电压，三相电流设置为正序电流，幅值0.5A，基准电压幅值57.73V，超前A相电流120度；

(3)操作测控屏上的KK控制开关，发出手跳/遥跳命令；

(4)断路器同期控制装置接收手跳/遥跳命令，发出同期分闸命令，执行低抗断路器断开操作；

(5)故障录波器启动，记录下各低抗断路器断开时的电压、电流波形及各时间节点；

(6)查看故障录波器波形，通过基准电压周波过零点的时间，与三相电流Ia、Ib、Ic断开点的时间，计算断路器同期控制装置的出口时间，与设定的三相定值动作时间相比较，从而判断低抗断路器动作是否正确。

具体试验中，分闸命令作为开入量，启动故障录波器。以基准电压过零点T1时刻为基准，开关同期控制装置延时7.6ms断开A相断路器，延时14.4ms跳开B相断路器，延时13.0ms跳开C相断路器，试验数据如列表1所示。

表1 试验数据

将试验数据与标准值相比较可知，试验值在误差允许的范围内。采用本发明在特高压调试现场搭建试验模型的方案，在特高压现场总共进行了6次试验，试验数据均在标准范围内，验证了断路器同期控制装置动作正确，动作特性满足现场运行要求。同时也验证了本发明的校验装置和校验方法有效解决了现场对断路器同期控制装置调试、验收的难题。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.特高压站断路器同期控制装置的校验装置，其特征在于，主要包括测控装置、同期/非同期切换选择开关、继电保护三相测试仪、断路器同期控制装置、故障录波器、低抗断路器和二次回路；测控装置包括测控屏；

继电保护三相测试仪用于提供校验试验所需的三相正序电流及基准电压，三相正序电流经断路器同期控制装置、故障录波器后串入低抗断路器，以便监视断低抗路器的开断时刻；基准电压用于提供基准零点；

测控装置用于发出手跳/遥跳命令，控制断路器同期控制装置的分闸，同时手跳/遥跳命令作为开关量启动故障录波器；

在考虑断路器的预期操作时间及满足一定的条件后，断路器同期控制装置发出同期分闸命令，从而使低抗断路器在合适的相位执行断开操作；

各低抗断路器断开时，由故障录波器记录下相应的电流、电压波形及各时间节点数据。

2.根据权利要求1所述的校验装置，其特征在于，低抗断路器采用ABB公司生产的110kV断路器；断路器同期控制装置采用ABB公司生产的F236断路器同期控制装置。

3.基于如权利要求1所述的校验装置的校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)同期/非同期切换选择开关切换到同期位置；

(2)继电保护三相测试仪输出试验所需的三相电流及基准电压，三相电流设置为正序电流，幅值0.5A，基准电压幅值57.73V，超前A相电流120度；

(3)操作测控屏上的KK控制开关，发出手跳/遥跳命令；

(4)断路器同期控制装置接收手跳/遥跳命令，发出同期分闸命令，执行低抗断路器断开操作；

(5)故障录波器启动，记录下各低抗断路器断开时的电压、电流波形及各时间节点；

(6)查看故障录波器波形，通过基准电压周波过零点的时间，与三相电流Ia、Ib、Ic断开点的时间，计算断路器同期控制装置的出口时间，与设定的三相定值动作时间相比较，从而判断低抗断路器动作是否正确。