多断口500kV直流高速隔离开关并联电容设计与电场分布研究论文_何彭1,遵明伟1,宋海明2,吕东旭2

(1.许继集团有限公司 许昌 461000;2.许继(厦门)智能电力设备有限公司 厦门 361101)

摘要:多断口500 kV直流高速隔离开关在开断时承受的电压不均衡,影响断口绝缘特性与开断性能。本文首先利用多导体系统多元模拟计算方法进行了对地电容以及断口电容计算,设计了并联均压电容,再对开关内部进行电场分析,得到断口承受恢复电压、雷电冲击电压以及对地绝缘三种工况下的电场分布。从电场分析结果来看,开关本体与SF6气体交界面电位分布连续,且电场最大值以及绝缘件表面电场值都在合理范围内,验证了计算方法的正确性。

关键词:多断口;直流高速隔离开关;并联均压电容;电场分析

0 引言

我国对高压直流隔离开关(以后简称隔离开关)的研究较少,国内的西高、沈高、平高等公司在隔离开关的研究走在国内前列[1]。加快隔离开关的研制,促进隔离开关与直流断路器配合使用,有助于提高分布式新能源电力接入、直流线路切换的灵活性与可靠性[2][3]。电场分析是隔离开关设计的关键,目前国内外使用的电场分析大都采用有限元分析软件对高压开关电场进行分析[4][5][6][7]。本文在对比电场主流分析方法基础上,采用有限元方法对隔离开关对地电容进行仿真计算,设计合理的并联均压电容,并对不同工况下开关内部电场分布进行分析。

1 隔离开关结构与等效电路

多断口结构会造成隔离开关在开断时各个断口电压分布不均匀,严重影响断口绝缘与开断性能。为达到均压与改善开断性能目的,需要在各个断口上并联均压电容。目前,多断口并联均压电容大都采用多只电容先串联、再并联的结构[8]。本隔离开关亦采用了这种结构。

通过分析四断口隔离开关整体结构,可得出四断口隔离开关的电容等效电路。

若直接采用该电容等效电路计算断口电压分布,其结果不能够反映电容器内每只串联电容的分压情况以及电容器绝缘管中的电位与电场分布,误差较大。

2 隔离开关并联均压电容设计

论文作者:何彭1,遵明伟1,宋海明2,吕东旭2

论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/9

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多断口500kV直流高速隔离开关并联电容设计与电场分布研究论文_何彭1,遵明伟1,宋海明2,吕东旭2
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