周利民

摘 要：本報(bào)告對(duì)1100kV GIS隔離開(kāi)關(guān)操作時(shí)引起的母線轉(zhuǎn)換電流（Bus-Transfer Current）進(jìn)行計(jì)算，得到了變電站在最嚴(yán)重工況下1100kV GIS內(nèi)部的母線轉(zhuǎn)換電流值，為GIS隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行與操作方式提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：全封閉組合電器（GIS）;隔離開(kāi)關(guān);母線轉(zhuǎn)換電流

一、前言

我國(guó)電力工業(yè)迅猛發(fā)展，輸電電壓等級(jí)不斷提高，電器設(shè)備的絕緣裕度不斷減小，GIS 隔離開(kāi)關(guān)操作引起的母線轉(zhuǎn)換電流對(duì)電力設(shè)備的影響得到重視。在變電站中，隔離開(kāi)關(guān)的主要作用是隔離線路、建立隔離絕緣斷口;但在諸如雙母線環(huán)路變電站中，隔離開(kāi)關(guān)除了以上基本功能外，還必須用來(lái)轉(zhuǎn)換母線，這必然要開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流（又稱環(huán)流），其轉(zhuǎn)換電流值有時(shí)接近系統(tǒng)額定負(fù)荷電流。通常隔離開(kāi)關(guān)的分合閘速度比較低，大多是慢動(dòng)作的，本體內(nèi)部一般不設(shè)滅弧裝置，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，故隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合電流時(shí)的燃弧時(shí)間比較長(zhǎng)，特別是對(duì)GIS 設(shè)備，其產(chǎn)生的電弧會(huì)使觸頭燒損，并產(chǎn)生金屬飛濺物，造成絕緣子表面嚴(yán)重污穢，將直接影響GIS 的內(nèi)絕緣性能，甚至不能確保變電站的安全運(yùn)行。

本文以1100kV 變電站工程為研究背景，對(duì)GIS 內(nèi)部母線轉(zhuǎn)換電流進(jìn)行計(jì)算與分析。

二、母線轉(zhuǎn)換電流的產(chǎn)生機(jī)理

圖1 為說(shuō)明隔離開(kāi)關(guān)在雙母線中開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的操作順序系統(tǒng)圖和等效電路圖，隔離開(kāi)關(guān)DS11、DS12、DS22、母聯(lián)GCB 處于合閘狀態(tài)，隔離開(kāi)關(guān)DS21 處于分閘狀態(tài)，負(fù)荷電流I 通過(guò)DS11、DS12、GCB 分成I1、I2 兩條支路，而DS22通過(guò)全部負(fù)荷電流I，此時(shí)，若DS11 分閘切斷電流I1，則全部電流I 就只能通過(guò)DS12、DS22，該電流I1 就稱為隔離開(kāi)關(guān)母線轉(zhuǎn)換電流。

式中，Z1 和Z2 分別為電流I1 和I2 所流經(jīng)支路的阻抗值。從式中可以看出，隨著Z2 的不斷增大，隔離開(kāi)關(guān)DS11 所切斷的母線轉(zhuǎn)換電流也會(huì)隨之增大，其極限值則為I。

三、母線轉(zhuǎn)換電流的計(jì)算

母線轉(zhuǎn)換電流的一個(gè)最重要的影響因素是母線上的阻抗值，如式（1）所示，Z2 值越大，則隔離開(kāi)關(guān)DS11 所切換的母線轉(zhuǎn)換電流越大。若要計(jì)算母線轉(zhuǎn)換電流的極限值，則需考慮復(fù)燃最嚴(yán)重的極端情形，即Z1 值盡量小，Z2 值盡量大，此時(shí)的母線轉(zhuǎn)換電流的極限值為母線的額定電流。

四、結(jié)論

隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流時(shí)，必須開(kāi)合一定的環(huán)路負(fù)荷電流，但由于隔離開(kāi)關(guān)的開(kāi)合性能受到開(kāi)斷容量的限制，若開(kāi)合負(fù)荷過(guò)重，將直接影響其使用壽命。由于GIS 獨(dú)特的優(yōu)越性，其產(chǎn)品近年來(lái)大量投入電網(wǎng)運(yùn)行，國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段，對(duì)電網(wǎng)中隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的研究及其標(biāo)準(zhǔn)的制定剛剛起步，GIS設(shè)計(jì)、制造部門(mén)在進(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)或布置時(shí)，很少考慮母線對(duì)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的影響，因此常常出現(xiàn)一些不合理的布置方式，同時(shí)，使用單位在倒換母線時(shí)，并未規(guī)定合理的切合順序，常使隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的負(fù)荷較大。為改善隔離開(kāi)關(guān)

開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的工作條件，建議：

（1）GIS 設(shè)計(jì)、制造部門(mén)在GIS 總體配置設(shè)計(jì)布局時(shí)，要盡量減輕隔離開(kāi)關(guān)切合環(huán)流的負(fù)荷。對(duì)于雙母線，其母聯(lián)間隔盡量靠近母線中部，使進(jìn)（出）線間隔對(duì)稱于母聯(lián)間隔左右布置，因?yàn)殚_(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的斷口電壓是通過(guò)母聯(lián)間隔連通2 段母線形成的，縮短其所連母線長(zhǎng)度即可減小母線轉(zhuǎn)換電流與負(fù)荷電流的比率、降低其斷口恢復(fù)電壓。對(duì)于存在2 個(gè)或2 個(gè)以上的進(jìn)（出）線間隔時(shí)，應(yīng)使母聯(lián)隔位靠近負(fù)荷大的進(jìn)（出）線間隔布置，這可加強(qiáng)母聯(lián)的分流作用，從而降低隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的電流值。

（2）GIS 使用部門(mén)在倒換線路時(shí)，應(yīng)規(guī)定合理的切換順序。對(duì)于間隔比較多的雙母線結(jié)構(gòu)，倒換母線時(shí)，應(yīng)先開(kāi)合靠近母聯(lián)的進(jìn)（出）線間隔母線隔離開(kāi)關(guān)，最后切合遠(yuǎn)離母聯(lián)的進(jìn)（出線）間隔母線隔離開(kāi)關(guān)。這樣開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的電流值比較小，若最后開(kāi)合靠近母聯(lián)的進(jìn)（出線）間隔母線隔離開(kāi)關(guān)，其母線上進(jìn)線總電流勢(shì)必增加隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合母線轉(zhuǎn)換電流的容量，其母線轉(zhuǎn)換電流值可達(dá)母線上進(jìn)線總電流的80%以上。

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