５５０ｋＶ單斷口罐式ＳＦ_６斷路器

李建基

我國(guó)自主開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的550kV單斷口罐式SF₆斷路器，這使我國(guó)成為繼日本之后第二個(gè)擁有550kV單斷口SF₆斷路器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的國(guó)家。眾所周知，現(xiàn)代高壓斷路器的發(fā)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(xiàn)了高壓SF6斷路器技術(shù)的巨大進(jìn)步。

550kV單斷口SF₆斷路器的滅弧單元經(jīng)歷了4斷口→2斷口→單斷口。單斷口相比雙斷口SF₆斷路器，產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，零部件數(shù)量及用氣量大大減少，產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到大幅度提高。日本有這樣的經(jīng)驗(yàn)：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(shù)減至約70％，充氣量減至約60％。

1西開(kāi)LW13—550型單斷口SF₆斷路器

西開(kāi)電氣公司于1999年以來(lái)研制成功363kV50kA單斷口SF₆斷路器。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)解析技術(shù)對(duì)高壓大容量斷路器滅弧室進(jìn)行探討研究，開(kāi)發(fā)出了我國(guó)首臺(tái)550kVS0kA單斷口斷路器樣機(jī)，并嚴(yán)格按照最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC62271-100要求進(jìn)行了型式試驗(yàn)。

(1)試驗(yàn)研究工作

相比雙斷口滅弧室，單斷口滅弧室在以下方面進(jìn)行了改進(jìn)：

①對(duì)內(nèi)部電場(chǎng)的改進(jìn)；

②對(duì)下游區(qū)排氣筒形狀進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)；

③用電弧模型對(duì)開(kāi)斷現(xiàn)象進(jìn)行了解析，確定了適當(dāng)?shù)膲簹飧字睆剑?/p>

④改進(jìn)了噴口形狀；

⑤優(yōu)化了特性曲線(xiàn)。

單斷口滅弧室增加了額定SF₆氣體壓力，對(duì)弧觸頭和噴口形狀進(jìn)行改進(jìn)，提高了分閘速度、優(yōu)化了壓氣缸直徑等。

(2)主要技術(shù)參數(shù)

①額定電壓550kV

②額定電流4000A；

③額定短路開(kāi)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖1示出550kV單斷口罐式SF₆斷路器外形。該產(chǎn)品不帶并聯(lián)電容器和合閘電阻。滅弧室是斷路器的心臟，起承載正常負(fù)荷，開(kāi)斷關(guān)合各種故障電流的作用(如圖2)。滅弧室設(shè)計(jì)為兩套觸頭系統(tǒng)，即主觸頭系統(tǒng)和弧觸頭系統(tǒng)，提高了斷路器的可靠性及壽命次數(shù)。可配用氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用壓縮空氣作為動(dòng)力進(jìn)行要閘，合閘靠彈簧力，也可配用液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵對(duì)碟形彈簧儲(chǔ)能，操作時(shí)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(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。產(chǎn)品包括斷路器、電流互感器和充氣套管見(jiàn)圖3。

采用SF₆氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)，滅弧室為單斷口，采用單壓式變開(kāi)距結(jié)構(gòu)。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

LW55—550／Y4000型SF₆罐式斷路器整臺(tái)產(chǎn)品由三個(gè)獨(dú)立操作的極組成。斷路器為單斷口，水平布置在罐內(nèi)；配用液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)放置在金屬罐體一端。斷路器操作方式為分極操作，可以進(jìn)行單極分、合閘操作和自動(dòng)重合閘操作，也可通過(guò)電氣三極聯(lián)動(dòng)操作。見(jiàn)(圖4)。

配用的液壓機(jī)構(gòu)為集成塊式、大功率液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，液壓管路全部?jī)?nèi)置，無(wú)滲漏。采用了貝林格公司提供的閥系統(tǒng)(包括一級(jí)閥和二級(jí)閥)，保證液壓系統(tǒng)的安全可靠操作。液壓機(jī)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖5。