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500kV高壓斷路器選型分析

知識百科

1．1  滅弧和絕緣介質
 斷路器一般采用的滅弧和絕緣介質有：SF6絕緣油、真空和空氣等形式，但對220kV及以上電壓等級而言，現在基本都采用SF6作為滅弧和絕緣介質，雖然SF6有溫室效應、弧后分解物劇毒等環境方面問題，但目前還沒有哪種介質能取代SF6在高壓斷路器領域中的優越地位，故現在110kV及以上高壓斷路器如無極特殊要求，都應采用SF6斷路器 。
1．2  GIS與敞開式設備
 選型在大的方面可以分為是選用GIS設備還是常規敞開式開關設備 。 GIS設備結構緊湊、占地小，設備安全可靠性較高，但價格昂貴，一般僅使用在城區土地面積較小的區域或地下變電站，且一般應用于110kV及220kV等級，500kV等級的GIS成套技術只有少數幾家大公司掌握，價格昂貴，一般在大型水電廠地下廠房內或嚴重污穢地區，及海邊等空氣外絕緣不易達到相應等級的地區使用 。 另外，GIS設備一旦發生故障，修復費用和費時間都較多 。
1．3柱式還是罐式
 常規敞開式開關設備應選用瓷柱式還是罐式斷路器應根據成本分析、故障統計以及用戶習慣等方面來確定 。 對于500kV電壓等級而言，由于傳統的油紙絕緣TA在運行一段時間后介損會漸漸增大，而500kV等級SF6 。 TA的可靠性仍需要長時間運行來驗證(目前500kV等級SF6TA故障率較高)，故采用罐式斷路器雖然增加了斷路器內絕緣故障的可能性，但大幅降低了TA的故障率 。 價格方面罐式斷路器稍稍超出了瓷柱式斷路器加獨立TA的價格，占地方面如采用一個半斷路器常規接線方式，兩者差別不大 。 罐式斷路器由于罐體外可加裝加熱裝置，故在相同的SF6密度下，更能適用于嚴寒的氣候條件 。 此外，罐式斷路器重心較低，抗震性相對較強；相對而言，柱式斷路器基本不存在對地絕緣問題，結構簡單，維護方便，且價格上有一定的優勢，選擇時應綜合考慮 。
1．4  新型開關設備
新型開關設備如H-GIS、PASS等以高度集成、運行靈活、結構簡單、二次接口標準化、可在工廠內進行單元組裝并調試、建設安裝工期短、維護量少等特點而迅速發展，價格相對而言不太昂貴，建議在華北網內選擇進行試用 。
2  合閘電阻問題
500kV系統為降低長線路操作過電壓，在線路斷路器上裝設合閘電阻，合閘時在主觸頭閉合前投入，待主觸頭完成投入后合閘電阻退出 。 非線路斷路器如主變斷路器、母聯斷路器等不應裝設 。 線路斷路器是否裝設合閘電阻應根據相應的過電壓計算分析得出 。 一般而言，200km以下線路用避雷器就可限制操作過電壓至相應水平，線路斷路器可不裝設合閘電阻 。 200km以上線路需計算得出 。 裝設合閘電阻的斷路器成本提高很多，且使得斷路器機構可靠性降低，所以不必裝設的地方就不應裝設 。 220kV及以下電壓等級由于操作過電壓不高，所以不應裝設合閘電阻 。
3  斷路器的外絕緣的參數選用
斷路器的參數選用應滿足DL／T615-1997交流高壓斷路器參數選用導則 。 其額定電壓、額定電流、額定短路開斷電流以及斷路器時間特性均應符合相應的標準要求 。 在此主要就設備招標中出現的外絕緣爬距問題進行說明 。
斷路器外絕緣的公稱爬電比距應符合DL／T593-1996 3.1.2C的要求 。
【500kV高壓斷路器選型分析】 500kV斷路器斷口間的公稱爬電比距與對地公稱爬電比距之比一般取1.15～1.35 。 如果對地公稱爬電比距值較大，則取偏小值；如果對地公稱爬電比距值較小，則取偏大值 。
對于500 kV聯絡斷路器斷口間外絕緣，爬電比距一般應取相應污穢等級標準值的1.3倍，而不能簡單地認為取該斷路器對地絕緣爬電比距的1.3倍 。 聯絡斷路器一般系指斷開后能分隔兩個獨立電網的斷路器，其斷口兩端有可能承受兩倍最高運行相電壓作用 。 如發電廠發一變組高壓斷路器、兩大電網聯絡線兩端斷路器等，而一般的母聯斷路器則不屬此類 。