[發(fā)明專利]一種快速真空斷路器及其控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114093712A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昌照;王流火;陳健;謝劍翔;歐嘉俊;刁卓朋;林堅;王紅斌;陳佳莉;羅新
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: H01H33/66
• 分類號: H01H33/66;H01H33/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 潘紅

本發(fā)明涉及一種快速真空斷路器及其控制系統(tǒng)，應(yīng)用于500KV輸電線路上，該快速真空斷路器包括至少3個串聯(lián)連接的單元模塊，每個單元模塊包括兩組串聯(lián)連接的斷路器組件，每組斷路器組件至少包括并聯(lián)連接的第一主斷路器、第二主斷路器和均壓電容，第一主斷路器還與第一均流電抗串聯(lián)連接后與均壓電容并聯(lián)，第二主斷路器還與第二均流電抗串聯(lián)連接后與均壓電容并聯(lián)。該快速真空斷路器采用三個串聯(lián)單元模塊以及兩并兩串的四個主斷路器組成的單元模塊構(gòu)成一個多斷口的串聯(lián)快速真空斷路器，該快速真空斷路的開斷時間降低到10ms，解決了現(xiàn)有斷路器的開關(guān)開斷時間40ms，無法滿足500kV輸電線路電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和送電能力的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及斷路器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速真空斷路器及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)的電網(wǎng)實際運行中，交流輸電線路的送電能力主要受兩方面制約，一方面是線路的熱穩(wěn)定約束；另一方面是電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定約束，包括暫態(tài)功角穩(wěn)定約束、暫態(tài)電壓穩(wěn)定約束以及暫態(tài)頻率穩(wěn)定約束。

目前，交流輸電線路的送電能力的電網(wǎng)范圍內(nèi)500kV交流線路(如西電東送交流通道)存在較多暫穩(wěn)極限低于熱穩(wěn)極限的情況。例如：在2018年迎峰度夏方式計算中，廣東交流入口的熱穩(wěn)極限為9300MW，雙線檢修時，受限于山花N-2和賢令山解列主變故障后梧州站暫態(tài)電壓失穩(wěn)，廣東交流入口的暫穩(wěn)極限為6300MW，線路的送電能力有較大的提升空間。而在廣東、廣西等區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)大容量電廠送出時，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后容易導致電網(wǎng)暫態(tài)失穩(wěn)，例如：在2018年迎峰度夏方式計算中，龍河甲線檢修時，為了避免500kV龍平線N-1故障后龍灘電廠出現(xiàn)功角失穩(wěn)，需限制龍灘電廠出力不超過3000MW。對于這種暫態(tài)穩(wěn)定極限低于熱穩(wěn)極限的情況，交流輸電線路的送電能力由暫態(tài)穩(wěn)定極限決定。

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大干擾后，各發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的或恢復得到原來穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。暫態(tài)穩(wěn)定極限低的一個關(guān)鍵原因是500kV輸電線路故障的隔離耗時較長，加速了故障及恢復過程中系統(tǒng)暫穩(wěn)特性的惡化，在一定程度上減弱了輸電線路的送電能力和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，減小500kV輸電線路的故障隔離時間對于增強輸電線路的送電能力以及提升電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性具有重要意義。根據(jù)《南方電網(wǎng)安全穩(wěn)定計算分析導則》(以下簡稱“導則”)中關(guān)于電力系統(tǒng)故障切除時間的規(guī)定，對于500kV高壓交流輸電線路，在仿真計算時采用的快速保護故障切除時間按照近故障點側(cè)90ms，遠故障點側(cè)100ms考慮，除了留出一定裕度外，包括了開關(guān)開斷時間40ms，以及繼電保護故障檢測、判別與出口時間共計約35ms。

基于目前導則中規(guī)定的故障切除時間，電力系統(tǒng)的電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)500kV交流輸電線路的送電能力受到了較大限制。目前電力系統(tǒng)入網(wǎng)的550kV交流斷路器開斷時間技術(shù)規(guī)范書要求低于60ms，以目前的斷路器制造工藝及技術(shù)水平，大部分廠家的斷路器開斷時間可以達到40ms左右。為了降低電力系統(tǒng)故障切除時間，進而提升電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限，需要設(shè)計一種開斷時間短的斷路器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種快速真空斷路器及其控制系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有斷路器的開關(guān)開斷時間40ms，無法滿足500kV輸電線路電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和送電能力的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案：

一種快速真空斷路器，應(yīng)用于500KV輸電線路上，該快速真空斷路器包括至少3個串聯(lián)連接的單元模塊，每個所述單元模塊包括兩組串聯(lián)連接的斷路器組件，每組所述斷路器組件至少包括并聯(lián)連接的第一主斷路器、第二主斷路器和均壓電容，所述第一主斷路器還與第一均流電抗串聯(lián)連接后與所述均壓電容并聯(lián)，所述第二主斷路器還與第二均流電抗串聯(lián)連接后與所述均壓電容并聯(lián)。