李建基
我國自主開發出擁有自主知識產權的550kV單斷口罐式SF6斷路器,這使我國成為繼日本之后第二個擁有550kV單斷口SF6斷路器設計和制造技術的國家。眾所周知,現代高壓斷路器的發展趨向高電壓、大容量和小型化。550kV單斷口SF6斷路器的研制成功體現了高壓SF6斷路器技術的巨大進步。
550kV單斷口SF6斷路器的滅弧單元經歷了4斷口→2斷口→單斷口。單斷口相比雙斷口SF6斷路器,產品整體結構得到了簡化,零部件數量及用氣量大大減少,產品的運行可靠性和技術經濟指標得到大幅度提高。日本有這樣的經驗:日本1976年550kV罐式斷路器為4斷口,到1993年減為單斷口。若以雙斷口與單斷口作比較,雙斷口的斷路器為100%,則單斷口斷路器的重量減至為70%,零部件數減至約70%,充氣量減至約60%。
1西開LW13—550型單斷口SF6斷路器
西開電氣公司于1999年以來研制成功363kV50kA單斷口SF6斷路器。在此基礎上,通過利用計算機解析技術對高壓大容量斷路器滅弧室進行探討研究,開發出了我國首臺550kVS0kA單斷口斷路器樣機,并嚴格按照最新國際標準IEC62271-100要求進行了型式試驗。
(1)試驗研究工作
相比雙斷口滅弧室,單斷口滅弧室在以下方面進行了改進:
①對內部電場的改進;
②對下游區排氣筒形狀進行了合理的設計;
③用電弧模型對開斷現象進行了解析,確定了適當的壓氣缸直徑;
④改進了噴口形狀;
⑤優化了特性曲線。
單斷口滅弧室增加了額定SF6氣體壓力,對弧觸頭和噴口形狀進行改進,提高了分閘速度、優化了壓氣缸直徑等。
(2)主要技術參數
①額定電壓550kV
②額定電流4000A;
③額定短路開斷電流50kA
④額定雷電沖擊耐受電壓1675+450kV;
⑤額定工頻耐受電壓680+318kV。
(3)產品結構
圖1示出550kV單斷口罐式SF6斷路器外形。該產品不帶并聯電容器和合閘電阻。滅弧室是斷路器的心臟,起承載正常負荷,開斷關合各種故障電流的作用(如圖2)。滅弧室設計為兩套觸頭系統,即主觸頭系統和弧觸頭系統,提高了斷路器的可靠性及壽命次數??膳溆脷鈩硬賱訖C構,采用壓縮空氣作為動力進行要閘,合閘靠彈簧力,也可配用液壓操動機構。液壓機構采用電動機帶動油泵對碟形彈簧儲能,操作時由液壓能完成分合操作。
2平高Lw55—550/Y4000型罐式sF6斷路器
LW55—550/Y4000型罐式SF6斷路器是平高借鑒國內外先進技術自主設計開發的產品。產品包括斷路器、電流互感器和充氣套管見圖3。
采用SF6氣體作為滅弧和絕緣介質,滅弧室為單斷口,采用單壓式變開距結構。技術參數見表1。
LW55—550/Y4000型SF6罐式斷路器整臺產品由三個獨立操作的極組成。斷路器為單斷口,水平布置在罐內;配用液壓操動機構,操動機構放置在金屬罐體一端。斷路器操作方式為分極操作,可以進行單極分、合閘操作和自動重合閘操作,也可通過電氣三極聯動操作。見(圖4)。
配用的液壓機構為集成塊式、大功率液壓操動機構,液壓管路全部內置,無滲漏。采用了貝林格公司提供的閥系統(包括一級閥和二級閥),保證液壓系統的安全可靠操作。液壓機構原理圖見圖5。