断路器短路试验引起的电压扰动分析_杜然珑.pdf

186 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用变次数，主要是电压从小到达或者从大到小的一次循环变动。对于不同的方向多次电压改变如果间隔小于30ms，均当作一次电压波动。而电压波动主要是通过生产环节中的周期性与非周期性功率负荷变动所产生的，电压波动也会为系统正常运行带来较大的危害，例如在照明系统中，电压波动会引发灯光闪烁现象，给人们带来严重的视觉疲劳感，而在电视机的供电系统中出现电压波动，也会导致画面亮度不停改变，振幅不断振动。在电动机的供电中发生电压波动也会导致转速时快时慢，影响设备使用寿命，严重会造成设备故障，从而产生严重的后果。表1为电压波动限制，其中r表示产生天涯波动的次数；d表示代言波动的限定值，在国家标准值也规定了极少电业波动频率r的情况下，电压变动限制d可以放宽。电压暂降。电压暂降的概念是电压有效值短暂0 引言以某电气设备检测站为例，其设备检测试验的主要功能就是进行对低温设备或高压设备的短路测试，在整个试验过程中必须对设备运行状态开展频繁地闭合和关断等动作，并结合剩余电流断路器结构特点和制作工艺流程，以确定短接电流的基本特性。在断电器短路测试中，其最根本优点就是能够实现较大电流和短时的分段与连接，对动力系统能够形成很大的冲击。具体表现在PCC电流影响与对风力发电设备的冲击方面。在对断电器短路试组的电流影响分析中，要更全面地根据我国有关规范，从电流波动和电压暂降两方面着手，针对断路器短路实验方式，提出试验站冲击符合对电压的影响与评估，并结合某试验组的冲击影响进行仿真计算，为后续电网工程接入系统的电能质量评估提供可靠支持。1 电压波动与电压暂降电压波动。结合我国电压波动与闪变的相关规定分析，电压波动主要是电网内电压有效值发生连续的改变，同时也具有周期性特种，表现出电压波动物理量为变动d，而且电压有效值曲线和两个相邻的电压极值差。另外在相关规定中也明确指出，电压变动频率指的是在特定时间段内出现的电压改作者简介：杜然珑，天津天传电控设备检测有限公司，天津电气科学研究院有限公司；研究方向：电气工程。收稿日期：2022-11-07；修回日期：2022-12-22。摘要：阐述断路器的短路试验全过程分析，试验组内短路试验电压冲击影响的仿真试验，计算冲击影响、短路试验对电网系统电压变动的影响，从而为电能评估提供可靠支持。关键词：短路试验，断路器，电压冲击，仿真试验。中图分类号：TM561 文章编号：1674-2583(2023)01-0186-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.01.082文献引用格式：杜然珑，杨浩，王宾.断路器短路试验引起的电压扰动分析J.集成电路应用,2023,40(01):186-187.断路器短路试验引起的电压扰动分析杜然珑1,2，杨浩1,2，王宾1,2（1.天津天传电控设备检测有限公司，天津300300；2.天津电气科学研究院有限公司，天津 300180）Abstract This paper describes the whole process analysis of circuit breaker short circuit test,the simulation test of voltage impact of short circuit test in the test group,and the calculation of impact impact,the impact of short circuit test on the voltage variation of the power grid system,so as to provide reliable support for power energy evaluation.Index Terms short circuit test,circuit breaker,voltage impulse,simulation test.Analysis of Voltage Disturbance Caused by Circuit Breaker Short Circuit TestDU Ranlong1,2,YANG Hao1,2,WANG Bin1,2(1.Tianjin Tianchuan Electric Control Equipment Testing Co.,Ltd.,Tianjin 300300;2.Tianjin Electric Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300180,China.)表1 电压波动限值Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月 187下落，因此也被称之为电压凹陷，结合我国电压质量的相关规定中明确指出，电压暂降的标准是在电力系统中，特定的工频电压方根突然降至0.9p.u.以下，同时在短时间内恢复正常，突降电压维持时间仅为10ms1min左右。同时也对电压门槛值进行了设定，以此来判断电压骤降的开始与结束，即电压的暂降范围。电压暂降一般包括大型电机启动汲取电流与系统短路故障。智能电网发展能够有利于电子技术的能源发电系统，用电设备与工业过程越来越多的接入系统，也会影响电网的正常运行。2 断路器短路试验的开关状况对于断路器的短路试验来说，试验站需要对高压电器的开关进行闭合与断开试验，具体的内容主要包括对符合电路的开关额定电流闭合和断开试验以及短路试验。在试验过程中，主要采用220kV的额定电压并入系统内容。负载开关额定电流的闭合与关断试验一般容积要小于88MVA，内部的断路器短路试验容量也不能超过663WVA。以下针对最大试验容量断路器开展短路试验，并做好试验数据分析和计算。断路器的短路试验需要间隔1h往复以此，并且每一次看作一个循环周期，在整个周期内可以对断路器进行通电短路，并保持0.5s后使通电断开，在相隔180s后再次进行断路器通电，并维持0.16s以后再次断开通电，如此往复四次通电和断电为一个循环，其断路器短路试验中采用最大容量663MVA为准。通过完成断路器的短路试验，进行试验过程分析可以看出，每次断路器的短路试验间隔为1h，这也充分展现出了短路试验具有周期性，并且每一个试验循环内包括4次短路，而且每次短路都会产生两次功率改变。断路器的短路试验还要结合仿真计算结果，功率变化也同步造成PCC母线电压的改变，同时也会产生30ms以上的变动间隔，结合电压变动频率来看，断路器短路试验1h循环可以实现8次的电压改变。针对上述所说的电压波动与电压暂降概述来看，开展断路器短路试验的负荷也表现出较强的周期性，同时还具有功率的连续性与冲动性特征，短路试验能够PCC电压产生扰动影响，具体扰动可以结合电压波动标准进行计算。如果在开展断路器短路试验环节出现电压下降到0.9p.u.以下，那么也会很容易引发电压暂降问题，这时需要分析产生电压暂降的原因，并评估对PCC设备电压扰动带来的影响。开展科学的断路器短路试验电压波动分析。3 断路器短路试验电压波动分析通过上述断路器短路试验来看，对PCC设备产生电压扰动的影响分析和计算，采用电力系统综合分析软件能够起到准确计算效果。在实际计算中，仿真模型主要包括试验站周围电网和试验站电源进线相关参数，所以计算结果也比较精准。通过计算仿真结果情况来看，在每一次短路试验的循环周期内，PCC电压会发生8次改变，通过电压波动限制分析，利用电压波动标准对PCC出现的波动限制进行分析，并取2.5%进行波动计算，PCC设备短路实验中的电压波动超出了标准限度2倍以上。在实际实验中，由于断路器短路试验区域位于电子工业园周围，其中主要包括广电制造和晶片制造企业，其中高精密设备对园区供电质量也提出了较高要求，实验中内部的短路试验在母线上出现的电压波动现象很容易造给设备带来较大的运行安全风险，从而引发产品故障，为企业带来严重的经济损失。所以，对于电压波动超限的大容量短路试验来说，可以采用冲击发电机回路试验，通过同步发电机的运用，作为试验电源提供短路容量，并且对电网冲击容量也比较小。通过上述分析可以看出，在进行电压暂降问题的评估环节，以试验站断路器的663MVA短路试验开展为例，可以产生PCC设备电压降低，并且不小于0.9p.u.并未产生电压暂降问题，如果范围超限，那么需要采用冲击发电机回路试验方式，才能满足相关标准，避免对用户带来较大的风险。从实际应用角度考虑，开展断路器短路实验的周期性短路现象出现，会造成母线电压不断跌落现象，如果采用电压暂降进行评估，会得到无限制短路试验容量成果，同时对周围设备造成较大的影响。4 结语电压波动和电压暂降都能够对供电系统内的电流影响范围做出合理判断，主要是因为电压波动和电流暂降都能够影响电流变化，但同时由于二者所产生的影响与危害范围都较为相近，使得有关人士之间不易区分，而二个最直接的电流变化区别则是因为电流波动所产生的电流影响范围可以体现周期性。电压暂降也可以造成电流瞬间下降。作为电力系统测试中的冲击型复合桩，可以防止PCC和周围设施的电流干扰造成危害，从而符合电力质量有关要求，如果仅采用电压波动和电压暂降进行评估，必然会存在一定偏差。所以，结合负荷冲击特点，对断路器短路试验带来的电压扰动分析，评估电压冲击对电压造成的影响，也可以作为冲击负荷电压扰动分析的重要手段。参考文献1 陶冶,王继伟,裴丽莹.断路器短路试验引起的电压扰动分析J.供用电,2017,34(06):82-84+91.2 黄超,傅永和.低压小型断路器短路试验的影响因素分析J.电工电气,2021(04):62-65.3 胡冠中.变压器绕组内部短路故障的数值模拟方法研究D.浙江：浙江大学,2006.