真空斷路器投切電抗器過電壓分析

李大雷（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京，210000）

真空斷路器投切電抗器過電壓分析

李大雷
（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京，210000）

對于變壓器低壓側負荷較小的運行狀況，使用真空斷路器投切電抗器可能由于過電壓造成設備損壞。本文分析了在投切電抗器過程中產生過電壓的原因，提出了過電壓抑制方案，并進行了試驗驗證，試驗證明過電壓抑制方案切實可行。

電抗器；過電壓；真空斷路器

0 引言

真空斷路器在投切電抗器時，可能產生截流過電壓，該過電壓的數值同斷路器的截流值以及電抗器上負荷的等效電容有關，如果對過電壓不加以抑制，可能造成設備損壞。

1 故障情況

某220kV變電站在切除電抗器時20kV 1號接地變104開關、2號主變變三側分支一102開關跳閘， 1號接地變（所用變）失電。接地變保護裝置動作跳開104開關，故障電流約為318安培；2號主變后備保護裝置跳開102開關，故障電流約為16000安培；101開關無保護無動作，一次電流為1000安培左右。

現場檢查發現母聯A10開關柜燒毀，柜內保護裝置燒毀嚴重，柜體變形嚴重，A10開關柜相鄰的A101隔離開關已燒損，柜體無法拉出。A10開關柜內斷路器A相與母線間有明顯放電灼燒痕跡。

2 故障分析

通過查看故障事故報文可以發現，8：10分36秒20kV#6電抗器B06斷路器自動投切動作，斷路器分閘；8：10分37秒報ⅡB、ⅢA、ⅡA段母線接地；8：10分37秒報ⅠA、ⅠB母線接地；8：10分37秒過流保護、零序保護動作跳開104開關。故障跳閘發生在B06斷路器分閘后，推斷斷路器分閘產生截流過電壓，引起母聯開關柜故障造成接地故障后，最終引起主變變三側開關跳閘。此前該變電站1號主變變三側分支一A10開關在斷路器B05分閘切除電抗器時，已發生過一次爆炸。因此，真空斷路器切除電抗器時產生的截流過電壓是故障的主要原因。

3 過電壓抑制方案

3.1 仿真計算

該變電站變三側電壓20kV，容性負荷相對較低。目前低壓負荷僅為兩路20kV出線、10臺電抗器及兩臺接地變，在斷路器切除電抗器時，將產生較大的截流過電壓。為此，在電抗器兩端并聯電容器可以有效降低過電壓幅值。當VQC切除#6電抗器時，計算5A截流值下的過電壓水平，電抗器的過電壓水平見表1、圖1所示。

表1 并聯不同電容值的電抗器過電壓水平

圖1 5A截流值下電抗器的過電壓波形

由以上仿真及計算可知，在電抗器上并聯電容器組后，電抗器的過電壓水平明顯降低，電容大于0.1μF時，電抗器上過電壓水平將在1.4倍以內。

3.2 試驗驗證

在電抗器兩端加裝數值為0.2μF電容器后，為驗證在電抗器兩端加裝電容器對投切電抗器產生的過電壓的抑制作用，對電抗器進行了投切試驗。試驗使用A08開關對4號電抗器進行投切試驗。在試驗中母線及電抗器上過電壓得到了一定抑制，但在電抗器相間還存在一定的過電壓。為抑制此類過電壓，在電抗器的相對中性點之間加裝了避雷器，再次進行了投切試驗，在投切中未發現過電壓，證明此過電壓抑制方案可以有效抑制投切過程中產生的過電壓。

4 結束語

（1）當真空開關拉開電抗器過程中，由于截流的作用將產生過電壓，嚴重時將危害設備的正常運行。

（2）電抗器并聯電容器后，當真空開關拉開電抗器過程中，電抗器過電壓水平將降低。

（3）由于真空斷路器截流值的分散性，現場試驗中過電壓水平和仿真計算得到的數值存在一定差異，在相間可能會出現一定的過電壓，此過電壓可以通過在電抗器相間加裝避雷器進行抑制。

（4）在電抗器兩端并聯電容器及避雷器后，投切電抗器的過電壓得到有效抑制，可以正常運行。

[1]杜寧，關永剛，張景升，等. 40.5kV真空斷路器開斷并聯電抗器的現場試驗[J]. 清華大學學報，2010，50(4)：517-520.

[2]時燕新.真空斷路器投切并聯電抗器過電壓實例研究[J].華北電力技術，2005,(6)：2-5.

李大雷（1978年— ），男，山西大同人，工程師，從事高電壓試驗方面工作。

Overvoltage analysis of vacuum circuit breaker switching reactor

Li Dalei
(Jiangsu electric power company maintenance branch,Nanjing Jiangsu,210000)

For the substation with low voltage side load, it is possible to cause the damage of the equipment when the vacuum circuit breaker is used to switch the reactor. This article analyses in the switching reactor generates over-voltage caused by the damage of equipment failure, overvoltage suppression scheme is proposed, and the experiments are carried out. The test results show that the overvoltage suppression scheme is effective.

reactor;overvoltage;vacuum circuit breaker.