探讨断路器短路试验引起的电压扰动

探讨断路器短路试验引起的电压扰动

1.叶翼鼎 ,2.金响 ,3.王玉珏

1.浙江泰嘉和电器有限公司     浙江省温州市  325000

2.正泰仪器仪表责任有限公司   浙江省温州市  325000

3.浙江五荣电子有限公司       浙江省温州市  325000

摘要：在断路器短路试验中，需要细致分析电压波动及电压暂降形成原因及危害，然后在依照断路器试验实施全过程来对短路试验所形成的电网电压冲击影响开展仿真计算，计算结果可以表明电力系统的电压扰动，这对于电能质量评估具有一定作用和价值。基于此，本文主要分析断路器短路试验所引发的电压扰动。

关键词：断路器短路试验电压扰动思考

在电气设备检测站工作开展过程中设备检验测试的关键功能，即为对低温及高压设备开展短路测试，试验全过程都需要频繁开关设备通过分析设备运行状态，且融合电流断路器结构特征来确定短接电流的特点。针对于断电器短路测试来讲，这一工作可以全面实现大电流与短时的分段及连接，进而对动力系统带来一定冲击，主要体现为PCC电流影响和风力发电影响等。断电器短路试组电流影响分析应依照相关规范进行，并且也需要细致思考电流波动及电压暂降两方面，通过融合实验组冲击影响的科学计算，就可以为电网工程接入系统提供帮助。

一、电压波动及电压暂降概述

（一）电压波动

针对于电压波动及闪变标准规范来讲，电压波动通常是电网内部电压有效值发生改变，其具有周期性特点，所表现出的电压波动量为d，同时，电压有效值曲线及两个相邻电压极值较差。在相关标准及规范中，明确了电压变动频率则为特定时间段电压变化次数，通常是电压由小到大或有大到小的循环变动，如果不同方向多次改变且电压变化间隔<30ms，可将其视作为一次电压波动。电压波动主要为生产阶段的周期性及非周期性功率的改变所产生的，其会对系统稳定运行带来一定限制。例如照明系统电压波动就会造成灯光不断闪烁，使人们的视觉疲劳程度增加；电视供电系统电压波动则会影响画面播放，使画面不断闪烁或振动，这样不仅会影响电视机使用年限，也容易导致设备零部件出现损坏[1]。

（二）电压暂降

电压暂降记为电压有效值短暂下降，也可以将这一现象称为电压凹陷，依照我国电压质量标准规定来讲，电压暂降标准则是电压方根直接下降到0.9p.u.以下，然后快速恢复正常，电压暂降时间仅为10秒到1分钟左右。在过程中通常都会设置电压门槛，这样就可以准确判断电压暂降起始，这一现象包含了大型电机启动电流获取及系统短路故障。随着科技技术的快速发展，智能电网也呈现出了快速发展态势，其可以促进电子技术能源发电系统发展。目前诸多用电设备及工业系统都融入了这一系统，这也会影响电网稳定运行。

二、断路器短路试验开关情况

   针对于短路器短路试验来讲，试验站应对高压电气开关实施闭合及断开试验，主要内容即为对符合电路开关中额定电流开关、断开试验及短路试验等等。在试验开展阶段，可以运用220kV额定电压且融入到系统中，负载开关额定电流闭合及关断试验容积通常都需要＜88MVA，同时内部断路器短路实验的总体容量不可＞663WVA。最大试验容量断路器短路试验实施应全面做好试验数据分析及计算工作，短路试验应间隔一定时间，即为1h，然后将其作为一个循环周期，在循环周期内也应对断路器实施通电短路，在试验时需要保持五秒之后来进行通电断开，而在三分钟以后对断路器进行二次通电，维持时间则可以减少，如 0.16秒再次进行断开通电，反复四次的通电与断电为一循环，断路器短路实验可以以最大容量为标准，即为663MVA[2]。在完成断路器短路实验以后，相关工作人员需要对其进行细致分析，通过分析能够看出，因为每次断路器的短路试验间隔时间为一小时，进一步体现出了短路试验有周期性特点，而每一个试验循环内容都包含了四次短路，每一次短路也会出现功率的改变。同时断路器短路试验也应依照仿真计算结果来开展，功率变化在同步的背景下也容易使PCC母线电压出现变化，并且出现＞30ms的变动间隔，依照电压变动频率分析发现，断路器短路试验1h循环能够使电压出现8次变化。

   另外，从电压波动及电压暂降层面分析，断路器短路试验符合也有一定的周期性特点，并且功率连续性及冲击性特点，短路试验会对PCC电压带来一定的扰动影响，实际扰动能够依照电压波动标准来实施计算，在过程中断路器电路试验其电压一旦降低到0.9p.u.以下，则容易出现电压暂降现象。因此，相关工作人员应细致分析这一现象出现的主要因素，然后科学评估PCC设备电压扰动所带来的不利影响，有针对性的对断路器短路试验电压波动进行分析。

三、断路器短路试验电压波动思考

   在对断路器短路试验分析中发现，对PCC设备产生电压扰动影响进行计算及分析时，可以运用电力系统分析软件来对结果进行计算。在计算工作开展中，仿真模型应包含试验站周边电网与电源参数信息，这样才可以使计算结果更加准确，借助对仿真计算结果的分析，在每一次短路试验循环周期内，PCC电压会出现多次变化

[3]。这就需要对电压波动限制开展分析，借助电压波动标准规定来对PCC的波动限制实施探索，在过程中可以从中选择2.5%来开展波动计算，就会发现PCC设备短路试验阶段的电压波动会超出的标准限值两倍左右。

   在某试验开展阶段，因为断路器短路试验位置在电子工业园周边，这一区域包含了广电制造及晶片制造企业，一些精密度较高的设备对工业园供电质量也有较高要求，如果在断路器短路试验时母线电压波动现象明显，那么则会对设备运行带来一定风险，甚至导致产品出现其他故障问题，然后就会对企业带来较大经济损失。因此，在电压波动大容量短路试验时，应运用冲击发电机回路试验模式，即为应用同步发电机，将其作为试验开展的电源供应，并且供应短路容量，这样就会降低对电网的冲击。

   从上述分析中发现，在对电压暂降问题开展评估时，如果以试验站断路器663MVA短路试验为重点，能够产生PCC设备电压降低，同时不＜0.9p.u.，这样就不会出现电压暂降问题。但需要注意的是，一旦超出标准限制，就应运用冲击发电机回路试验模式，这样既可以满足标准规范要求，也能够规避用户风险问题的出现[4]。另外，在断路器短路试验周期性短路问题出现时，容易使母线电压不断下降，这时如果沿用电压暂降评估模式，则难以得到无限制的短路试验容量结果，甚至也会对周边设备运行带来一定影响。

结束语：

   结合全文，电压波动及电压暂降可以对供电系统中电流影响范围进行评估和判断，主要因素即为两者会对电流变化带来影响，并且电压波动与电压暂降所带来的影响及危害范围都较为相似，分辨较为困难。但需要注意的是，为明显的区别即为电流波动所带来的电流影响范围能够体现出周期性，电压暂降会使电流快速下降。其属于电力系统测试冲击复合桩，既可以避免对PCC与周边设施电流带来干扰，也可以全面满足电力质量要求。在过程中应依照负荷冲击特征来细致分析断路器短路试验所引发的电压扰动，认真评估电压冲击对电压带来的影响，可以将冲击负荷电压扰动分析视为关键路径。

参考文献：

[1]杜然珑,杨浩,王宾.断路器短路试验引起的电压扰动分析[J].集成电路应用,2023,40(01):186-187.

[2]魏晓光,周万迪,张升,汤广福,贺之渊,高冲.模块化混合式高压直流断路器研究与应用[J].中国电机工程学报,2020,40(06):2038-2047.

[3]肖磊石,盛超,卢启付.南方电网首台机械式高压直流断路器在柔性直流输电系统挂网短路试验及仿真[J].高电压技术,2019,45(08):2444-2450.

[4]陶冶,王继伟,裴丽莹.断路器短路试验引起的电压扰动分析[J].供用电,2017,34(06):82-84+91.