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高壓斷路器（circuit breaker, CB）是額定電壓66kV及以上能關(guān)合、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流，也能在規(guī)定時間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流的開關(guān)設(shè)備。高壓斷路器在電力系統(tǒng)開合變壓器、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器以及交流濾波器等負(fù)荷時會產(chǎn)生過電壓，出現(xiàn)涌流等暫態(tài)現(xiàn)象，危及高壓設(shè)備的絕緣性能，過度燒蝕觸頭，直接或者間接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

若采用選相控制斷路器技術(shù)，控制斷路器在預(yù)期的相位進(jìn)行分閘/合閘（簡稱分/合閘）動作，則可以很大程度地降低系統(tǒng)內(nèi)的過電壓和涌流，減小由暫態(tài)現(xiàn)象引起的對高壓設(shè)備和系統(tǒng)的危害，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，高壓斷路器的選相控制技術(shù)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，斷路器的分/合閘動作時間往往因受到外部因素（如控制電壓、環(huán)境溫度、機(jī)構(gòu)油壓、間歇時間和氣室壓力）的影響而發(fā)生變化，這便造成在選相控制中出現(xiàn)相位偏差的問題，致使無法在預(yù)設(shè)的最佳分/合相位點(diǎn)進(jìn)行斷路器的分/合。

西安西電開關(guān)電氣有限公司的研究人員雷蓓、張偉、王園園、汪海光、董振良，在2020年第1期《電氣技術(shù)》上撰文，開展對斷路器選相控制準(zhǔn)確度技術(shù)的研究，以期提升選相斷路器的可靠性。要求選相控制器不僅能在常規(guī)工況下進(jìn)行準(zhǔn)確的選相控制，而且還能在不同的環(huán)境溫度、控制電壓、機(jī)構(gòu)油壓、氣室密度以及操作間歇時間下自動對分/合閘動作時間進(jìn)行修正補(bǔ)償，使斷路器能在預(yù)期的相位進(jìn)行分/合，達(dá)到減小操作過電壓和涌流對系統(tǒng)沖擊的目的。選相控制器的智能報警系統(tǒng)也可通過軟件對選相結(jié)果進(jìn)行分析，及時發(fā)現(xiàn)斷路器操作故障，通過發(fā)出報警信號提醒操作人員注意，通過人為干預(yù)來規(guī)避事故，從而提高氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

圖1 斷路器關(guān)合窗口影響因素示意框圖

根據(jù)GB/T 30846—2014《具有預(yù)定極間不同期操作高壓交流斷路器》中的4.101中規(guī)定：斷路器的額定關(guān)合窗口優(yōu)選值為2ms、3ms、4ms，這是在對周圍空氣溫度、操作壓力、控制電壓等有規(guī)律變量影響進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償后確定的。斷路器關(guān)合窗口影響因素示意框圖如圖1所示。額定關(guān)合窗口是評估給定的斷路器能夠可靠地實(shí)現(xiàn)最佳開合的性能指標(biāo)。

圖11 應(yīng)用軟件參數(shù)設(shè)置界面

圖12 應(yīng)用軟件波形顯示界面

作者以某型號斷路器為對象，通過搭建選相控制試驗平臺，分別研究了選相控制器自身準(zhǔn)確度、斷路器分閘/合閘時間分散性、外部變量對斷路器分閘/合閘時間的影響，掌握了斷路器動作時間受相關(guān)變量影響的特性，獲取了控制電壓、環(huán)境溫度、機(jī)構(gòu)油壓、間歇時間和氣室壓力這5個環(huán)境變量的補(bǔ)償曲線，通過在選相控制器中植入外部變量補(bǔ)償功能，將補(bǔ)償曲線輸入選相控制器，進(jìn)行斷路器選相分閘/合閘，實(shí)現(xiàn)選相控制器根據(jù)外部變量自動修正斷路器的分/合時間，成功地將斷路器選相控制準(zhǔn)確度控制在了標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，達(dá)到了在預(yù)期相位分/合斷路器的目的。

該研究可用于指導(dǎo)智能化變電站中高壓斷路器選相分/合的實(shí)際應(yīng)用，以提升高壓斷路器在輸變電系統(tǒng)中的可靠性和安全性。