裴峰;蔡艺云
【摘 要】隔离开关在电力系统运行中数量众多，是断路器数量的3.3倍，隔离开关开合母线转换电流能力作为设备选型的重要参数之一，对于电力系统稳定运行有重要意义。结合工程实例计算进行应用分析，并提出解决措施。%Disconnectors are pretty large number in power system,which are 3.3 times the number of circuit breakers,the bus-transfer current switching capability of disconnectors as one of the important parameters for equipment selection,is important for the stable opera⁃tion of the power system. This article combines with engineering calculation for application analysis,and propose solutions.
【期刊名称】ktkp-073《机电工程技术》
【年(卷),期】2015(000)009
【总页数】4页(P134-137)
【关键词】隔离开关;开合母线转换能力;母线转换电流;母线转换电压;解决措施
【作 者】裴峰;蔡艺云
【作者单位】福建省电力勘测设计院，福建福州 350001;国网漳州运营监测控 中心，福建漳州 363000
【正文语种】中 文
【中图分类】TM564.1
瘦肉精检测卡1 概述
在变电站内的隔离开关，其主要作用是输送电力与隔离电源。同时，在某些变电站中，通过操作隔离开关，其还兼有转换母线的功能，即需开合母线转换电流，这电流可能甚至接近电源额定电流。
高压交流隔离开关在电力系统中数量众多，担任重要作用，截止至2014年11月，福建省变电站110 kV及以上GIS、HGIS及敞开式隔离开关（即AIS，含接地开关）共计6108组，其中110 kV共计4237组，220 kV共计1722组，550 kV共计143组，1 000 kV共计6组。而110
kV及以上GIS、HGIS及敞开式断路器共计1674组，其中110 kV共计1143组，220 kV共计464组，550 kV共计63组，1 000 kV共计4组。由此可知，福建省隔离开关数量大约是断路器数量3.3倍。如今，随着旧电站内设备的不断老化和用电负荷的激增，隔离开关质量缺陷和母线倒闸操作不当而引起的停电事故不断发生，在电力系统运行中产生的问题应受到足够的重视。
隔离开关开合母线转换电流是在正常运行中，用隔离开关断开或闭合由同一电压等级设备和母线在变电站母线内部所构成的电气回路，从而实现转移负荷电流的操作。当前，国内隔离开关招标文件中常常并未附上工程主接线，或者没有明确哪些隔离开关为母线隔离开关，进而不加区分的对所有隔离开关均提出开合母线转换电流的要求，这样“一刀切”的做法使得隔离开关增加了多余的功能，触头的结构变复杂了，提高了制造成本，增大了设备检修工作量。因此本文针对此问题开展讨论并就SW电厂工程实例计算。
2 关于隔离开关开合母线转换电流
2.1 原理分析
双人雨披
图1为双母线接线下，隔离开关开合母线转换电流的操作顺序图。倒闸操作中，主变进线（电流I）通过线路出线经I母送出的电流Ia顺序为Ia→1→2→4→5→6→8（其中3→4→5→6→8以下简称为“I母路径”），经II母送出的电流Ib顺序为Ib→1→2→3→8（其中3→8以下简称为“II母路径”），此时隔离开关状态分别为，QS12、QS21、QS22、QS31、QS32闭合状态，QS11断开状态，若I母退出运行检修，此时应断开QS21。在上述转换过程中，闭合QS22时电流I b即称作闭合母线转换电流，断开QS21时电流I a即称作开断母线转换电流。
防粘贴油漆图1 双母线接线开合环流接线图
图2 等值电路图
转换成等值电路如图2。图中，I母路径长为La，II母路径长为Lb，I、II母路径的电阻、电抗分别标注为r a、 r b、 x a、x b。需要说明的是，在此种模型分析中，由于线路长度相差较大，忽略母线管与钢芯铝绞线的阻抗差，暂认为相近。
Z a=ra+jxa=(r 0 +jx0)×L a， Zb=rb+jxb=（r0+jx0）×L b，r0，x0分别为单位长度母线电阻、电抗值。由此可计算
根据图1主接线图，L a明显长于L b，可得出I b·开断电流 要明显大于 Ia·闭合电流 ，并且L b与L a相差越大，开断电流即越大于闭合电流，极限条件下I b·开断电流≈I，即开断母线电流等于额定负荷电流。
再次简化图2电路图成图3，得QS21隔离开关 断 口 电 压 U a=Ia×( )r0+jx0×La 、U b=Ib×( )
r0+jx0 ×L b。
2.2 应用分析
图3 母线转换电压电路图
目前，国内变电站接线方式中，采用较多的有单母线接线（含单母线分段）、双母线接线（含双母线分段）、一台半断路器接线及角形、桥形接线等。在变电站实际运行中，双母线接线的换母线倒闸操作最容易出现隔离开关开合母线转换电流工况，其中，母线上的隔离开关需要开合母线转换电流；在单母线接线中，母线上隔离开关不存在开合母线转换电流的工况，也就是在单母线接线中，上述部位上使用的隔离开关可以不必要具有开合母线
转换电流的功能[1]。
隔离开关的触头运动速度较慢，其在开合母线转换电流时的燃弧时间较长，电流过0之后是否重燃取决于开关触头间弧隙介电强度和恢复电压值的大小，如果弧隙介电强度值始终大于弧隙恢复电压值，弧隙不被击穿，交流电弧熄灭，否则，电弧将重燃。隔离开关在分、合空载母线是靠触头在分合的过程中将电弧拉长而熄灭，电弧熄灭过程将发生几十次甚至上百次重燃，使触头易于烧损[3]。为了达到标准要求的开合能力，制造厂可在隔离开关上增设引弧棒或引弧角，这提高了触头结构的复杂性。因此从设备选型上，可将隔离开关分为两种：具备开合母线转换电流能力的和不具备开合母线转换电流能力的进行区别选型[1]。
fpc焊接机2.3 工程实例
SW电厂工程220 kV屋外配电装置采用户外敞开式配电装置，即空气绝缘开关设备（AIS）。主接线包含两台主变进线、高压起/备变、母设、母联和四个出线间隔，每个间隔宽度为13 m，IM、IIM水平间距为13 m，主接线简化图如图4所示。
图4 SW电厂主接线简图
由图1、图4并结合公式（1）及公式（2）计算各线路出线间隔母线开断电流及断口电压。已知间隔内宽度13 m，母联间隔内I、II母线电气距离为80 m，线路间隔中I母至断路器间距离为20 m，线路间隔中II母至断路器间距离为10 m，电气距离计算长度从点3算至点8断路器，铝镁硅合金系列（6063G）母线管规格为170/154，阻抗参数为0.021+j0.12Ω/km，钢芯铝绞线采用2根LGJQT-1000/45，阻抗参数为0.014425+j 0.24Ω/km。本工程220 kV母线穿越功率为760 MVA，额定电流为1 994 A。
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