真空有载分接开关在高压直流换流变压器中的运用.pdfVIP

第44卷 第1期 到赌 Vol.44 No.1 2007年1月 TRANSFOR和2 January 2007 真空有载分接开关在高压直流换流变压器中的运用 rit大中，AxelKraemer,DieterDohnal (德国MR公司，德国累根斯堡) 的另一种选择，而且大量的运用往往是一种比较经 1概述 济的方案。 高压直流系统广泛应用于长距离输电线路。在 大家熟悉的钨铜灭弧触头被真空开关管所替代 过去10年里，有几条长距离输电线路己经在中国投 后，由于开断条件和要求与断路器不同，有载分接开 人使用。有载分接开关是换流变压器 (以下称换流 关用的真空开关管需要特别的设计。 变)中重要设备，通过改变绕组的匝数比，补偿电压 真空断路器开关管是密封的系统，尽管它也要 的波动，并根据系统对功率因数的要求，对换流变的 灭弧，但是，它不会与周围的介质发生作用。因此，灭 控制角进行优化。出于对系统可靠性的考虑，现代高 弧引起的矿物油炭化现象可以完全消除。清洁矿物 压直流系统往往要求能降压运行，这也只有通过有 油的作用主要集中在绝缘、润滑和冷却。矿物油能长 载分接开关来实现。为了满足现代高压直流系统中 期保持高绝缘强度和优异的润滑性能。复杂系统的 所有这些要求，换流变的调压范围需要设计得很大。 机械磨损显著降低。 换流变阀侧的负荷电流为非正弦波，通过感应 与油和SF6相比，真空电弧的电压要低得多。由 交流侧的电流也是同样的波形，而有载分接开关正 于真空具备较好的绝缘性能，真空开关管只需很小 是安装在这一侧。该波形显著地提高了流过有载分 的触头间隙。间隙小的好处有:电弧长度短、灭弧时 接开关电流的上升率(dildt)。它是一个设计参数，受 间短。其结果是灭弧所需能耗低。真空中的电弧能耗 制于变压器短路阻抗和平波电抗。其上升率远高于 比油要低整整一个数量级。除了电弧能耗低之外，真 50Hz或60Hz的交流电流的上升率。因而，换流变中 空开关管触头表面在灭弧中产生的金属气化体大部 有载分接开关的切换负荷要高于常规电力变压器中 分会在触头表面重新冷凝。结果，触头的磨损更少， 的有载分接开关。为了与换流变中较高的切换负荷 这增加了真空开关管的寿命，有载分接开关的维护 相匹配，有载分接开关必须加大容量配置。 时间间隔也可以大大延长。今天，真空有载分接开关 有载分接开关领域的新成果就是引人了真空开 已经可以做到隔30万次操作才维护一次，而且没有 关技术。这种用真空开关代替传统油中灭弧触头的 运行时间的限制。对大多数电力变压器而言，真空技 新一代电阻式有载分接开关是为高切换负荷设计 术使得有载分接开关的免维护运行已经成为可能。 的，包括换流变中的切换条件。真空开关技术的优点 对高压直流输电系统使用的真空有载分接开关维护 是灭弧瞬间完成，这对高电流上升率也是很有利。 工作也降至最低限度。 真空断路器操作引起的过电压经常会成为人们 2 采用真空开关技术的有载分接开关 讨论的话题。过电压问题与真空断路器及其应用密 在过去的30年里，真空开关技术已经成为中压 切相联。有载分接开关的真空开关管的操作是否会 断路器和大电流接触器的主导技术。自上世纪70年 引起过压，人们对此表示担心是可以理解，但这种担 代初以来，人们已经开发出真空开关管，满足电抗型 心是没有根据的。在引人这种新技术之前，人们开展 有载分接开关特性参数的要求。我公司早在上世纪 了大量的研究工作，分析有载分接开关的真空开关 80年代中期就开始生产电抗器型真空有载分接开 管的开关性能。该技术与断路器的主