提高10 kV环保型环网柜接地开关短路关合能力的措施.pdf
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1、今 日 自 动 化Automation Today自动化技术与应用Automation technology and Application88 2 0 2 3.5 今日自动化2 0 2 3 年第5 期2023 No.5全球气候变化是21世纪人类面临的最艰巨的挑战之一1。近年来,国家“双碳”战略相关政策密集出台,中国南方电网公司在发布的建设新型电力系统行动方案白皮书中提到,将更大规模推动新能源发展,更大力度推进“新电气化”进程。“去 SF6化”工作是电力开关行业亟需解决的问题,也是电力开关设备研究、制造领域不可推卸的责任和义务。环保型环网柜(以下简称“环保柜”)以干燥空气作为绝缘介质,不含任何
2、温室气体,将是 SF6充气环网柜的主要替代产品之一,也将成为我国10 kV 配电网领域的主流产品。1 环保柜接地开关短路关合能力问题在南方电网10 kV 配电网系统中,大部分的环网箱(柜)进出线方案的断路器单元柜,采用线路侧三工位隔离接地开关的方案,也称为“上断路器下隔离”(见图1)的一次方案。该方案照顾南方电网区域的运维操作习惯,当检修环网柜要挂接地线时,操作简单:分断路器分隔离开关合接地开关。但是该方案相对于母线侧三工位隔离接地开关的断路器单元柜,也称为“上隔离下断路器”(见图2)来说,对接地开关提出了更高的要求。该方案开关结构紧凑,隔离开关和接地开关设计为一体式的三工位隔离接地开关(见图
3、3)。由刀闸式的接地开关来承担环网柜接地关合的功能,接地开关必须具有关合50 kA,甚至是63 kA峰值电流的能力2-3。在非 SF6气体介质中,提高接地开关短路关合能力,是该类产品的关键技术。据不完全统计,环保柜接地关合失败的原因,有80%以上是由于开关合闸时,预击穿电弧过大和合闸瞬间电流过大,动触刀、接地静触头过热而熔焊、烧损造成的。图1 上断路器方案一次接线 图2 上隔离方案一次接线三工位开关隔离合闸地刀合闸隔离分闸图3 三工位开关2 减少预击穿电弧和触头发热的措施2.1 提高接地开关合闸速度在接地开关关合短路电流过程中,由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力,动触刀与静触头尚未接触前发
4、生击穿而产生电弧,可能使触刀、触头熔焊摘 要针对10 kV 环保型环网柜(以下简称“环保柜”)接地开关短路关合能力不足的问题,结合环保柜设计和试验情况,从降低预击穿电弧影响和提高触头耐烧损等方面,详细介绍了提高环保柜接地关合能力的措施。这些措施易于实现,效果明显,对10 kV 环保型环网柜设计具有重要的参考价值和指导意义。关键词环保;环网柜;接地开关;短路关合能力中图分类号TM643 文献标志码A 文章编号20956487(2023)05008803Measures to Improve the Short-circuit Making Ability of the Earthing Swit
5、ch of the 10 kV Environmentally Friendly Ring Main UnitLIN WeiAbstractAiming at the problem of insufficient short-circuit making capacity of earthing switch of 10 kV environmentally friendly Ring Main Unit(hereinafter referred to as environmentally friendly Unit),combined with the design and test of
6、 environmentally friendly Unit,the measures to improve the short-circuit making capacity of environmentally friendly Unit are introduced in detail from the aspects of reducing the influence of pre-strike arc and improving the burn resistance of contacts.These measures are easy to achieve and have ob
7、vious effects,which have important reference value and guiding significance for the design of 10 kV environmentally friendly Ring Main Unit.Keywordsenvironmentally friendly;ring main unit;earthing switch;short-circuit making capacity提高1 0 k V 环保型环网柜接地开关短路关合能力的措施林蔚(广东正超电气有限公司,广东汕头51504)今 日 自 动 化Autom
8、ation Today自动化技术与应用Automation technology and Application2 0 2 3.5 今日自动化 892 0 2 3 年第5 期2023 No.5及烧损。提高接地开关的合闸速度,减少预击穿时间,能有效提高环保柜接地开关短路关合能力。从试验经验总结,环保柜接地开关合闸速度,要在触刀与触头接触点处的线速度最少达到5 m/s 以上。加大接地开关操作机构的输出功,是提高接地开关合闸速度的直接有效方法。在现有的主流三工位开关操作机构的基础上,内嵌1根小弹簧,由原来的单弹簧机构改为“双弹簧”机构,是一个有效且方便实现的技术方案。该方案的巧妙之处是,两根弹簧受力
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