全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网运行与新技术应用１０ｋＶ并联电抗器合闸过电压的计算与分析印华吴高林（重庆电力科学试验研究院４０１１２３）摘要：针对某些变电站出现的对１０ｋＶ并联电抗器进行合闸操作时开关柜发生爆炸的事故，本文分析了并联电抗器合闸过电压产生的原因，并用ＥＭＴＰ对合闸过电压进行了理论计算．计算结果表明，真空开关合闸时发生弹跳是合闸过电压产生的主要原因，阻容吸收装置对该类过电压有较好的抑制作用．关键词：并联电抗器；真空开关；触头弹跳１前言并联电抗器作为电网的无功补偿设备，对于稳定电压、提高供电质量有着重要的意义。并联电抗器的投切也是电网中较为频繁的操作。在投切电抗器的时候通常研究的是分闸时真空开关发生截流、重燃产生的过电压，而对合闸时产生的过电压研究较∥１。５１。但是在某些变电站，对并联电抗器进行合闸操作时，发生了开关柜爆炸的事故。为此，笔者专门针对并联电抗器合闸时产生的过电压进行了计算分析。２并联电抗器合闸过电压产生原因分析在对电抗器进行合闸操作时，如果断路器触头同期性差，非全相合闸会产生一个电磁振荡过程，在一定的参数情况下还会产生谐振过电压。如图ｌ所示，Ａ、Ｂ、Ｃ三相合闸时，如果合闸时间不一致，回路中就会存在电磁振荡的过程，如果电容和电感的匹配，还会产生谐振过电压。图ｌ电抗器回路示意图对于某些质量不好的真空开关，在合闸的过程中，开关触头发生弹跳（震动），也会产生过电压。开关触头的弹跳是指开关的触头发生了一个合上以后又分开，然后又合上的过程，或者持续合上又分开直至完全合上不再分开的过程。在这个过程中触头分开的距离不大，断口的电弧会发生重燃，截留现象，回路中会产生高频的电磁振荡，产生过电压。６７２全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网运行与新技术应用３计算结果及分析利用电磁暂态仿真程序（ＥＭＴＰ），进行了１０ｋＶ真空开关对并联电抗器进行合闸操作产生过电压的理论计算。计算原理如下图所示。图２计算模型计算中的主要参数如下：断路器的截断电流为３Ａ；电抗器电感为４２．５Ｌ，杂散电容取１０ＰＦ，配变的入口电容１００ｐＦ，配变的电感取１０Ｌ。计算结果如下所列。（ａ）母线侧（ｂ）电抗器侧图３开关同期合闸不发生弹跳的电压波形（ａ）母线侧（ｂ）电抗器侧图４开关不同期合闸（三相触头相差ｌｍｓ）不发生弹跳的电压波形（ａ）母线侧Ａ相峰值大约为：１６ｋＶ（ｂ）电抗器侧Ａ相峰值大约为：２９ｋＶ图５开关Ａ相触头发生弹跳的过电压波形６７３全国电力系统配电技术协作网第二届年会论文集配电网运行与新技术应用从上面的计算结果可以看出，开关发生弹跳是导致合闸过电压产生的主要原冈。本次的计算模型中，Ａ相触头发生弹跳，导致Ａ相开关的母线侧过电压约为１６ｋＶ，电抗器侧约为２９ｋＶ。采用ＲＣ阻容吸收装置和ＭＯＡ均能抑制截流过电压、多次复燃（重燃）过电压。但由于ＭＯＡ不能抑制开关开断后断口间暂态恢复电Ｊ玉的上升速度，因而抑制高频过电压的效果远不如ＲＣ阻容吸收装置好。并联ＲＣ阻容吸收装置可电弧熄灭后加在开关触头上的暂态恢复电压，从而可开关复燃（重燃）的发生。一旦复燃（重燃）发生，电阻可起到衰减高频暂态过程的作用，电容可降低高频过程的频率，两者的联合作用可起到良好的复燃（重燃）高频过电压的作用。本次计算，采用的阻容吸收装置中，电容０．４ｕＦ，电阻４０Ｑ。计算原理和结果见图６和图７所示。图６加入阻容吸收装置后的计算模型＃■，９，々，ｔ打■ｔＨ－４，ｔ¨ｖ｝５（ａ）母线侧ｖｖ｛ｃ（ｂ）电抗器侧图７加入阻容装置后开关Ａ相触头发生弹跳的电Ｊ玉波形根据上面的计算结果来看，阻容能够很好的抑制此类过电压。母线侧和电抗器侧均无过电压出现。４结论真空开关发生弹跳是并联电抗器合闸过程中过电压产生的丰要原因。根据本次计算采用的参数，真空开关发生弹跳时，母线侧过电压约１６ｋＶ（相对地），电抗器侧过电压约３９ｋＶ（相对地）。阻容吸收装置能够很好的抑制该类过电压。本次模拟计算，采用电容０．４吸收装置，真空开关发生弹跳时，母线侧和电抗器侧均无过电压产生。ｕＦ，电阻４０Ｑ的阻容参考文献：【ｌ】余乐，黄建华．林启文．真空开关操作过电压及其防护江阴．苏电机工程，２００２，１（２１）：５～８【２】时燕新．真空断路器投切并联电抗器过电压实例研究［Ｊ】．华北电力技术，２００５，６：５～８【３】陈西庚．断路器切合并联电抗器爆炸原因分析【Ｊ】．电力建设，２００３，５（２４）：ｌＯ～１１【４】韩彦华，石少敏，王森．投切并联电容器过电压研究【Ｊ】．电力电容器，２００７，１：５～８【５】钱家骊，张节容，古嘉琴．高压开关开合电容电流和小电感电流【Ｍ】．中国电力出版社，１９９９６７４
