1126kV合成回路变电站

真空断路器开断试验需要大容量电源提供大电流和高电压。对于输电等级断路器的开断容量试验，电源容量要求很大，一般情况下直接从电力系统引入比较困难，且试验过程对电网的影响也比较大。目前广泛采用的有发电机电源和合成回路电源两大类方法。发电机电源采用冲击发电机作为试验电源，该发电机为特殊设计的同步发电机，转子质量较大，具有很大的惯性。试验中通过电动机将转子提速到所要求的转速，在开断试验时由发电机提供短路电流。冲击发电机在试验额定电压较低的情况下可以直接进行全电压试验，当额定电压较高时，则需采用合成电压源的方式进行试验。冲击发电机试验方法的主要优点是等效性强，暂态电流和电网系统直接试验比较接近，可以直接进行三相试验。但冲击发电机价格十分昂贵，运行维护代价比较大，频繁进行研究性试验代价高昂，往往难以承受。

合成回路方法采用电容器充电后对电感放电的方式产生试验电流，一般有电流源和电压源两套LC振荡回路。电流源采用比较低的电压等级产生工频的大电流，电压源则用于在灭弧室电流过零后提供暂态恢复电压。当仅研究燃弧过程时，还可以单独使用电流源进行试验；当需要研究介质恢复过程时，可以灵活地调整和施加暂态恢复电压。合成回路的试验等价性已经获得国际标准的认可。合成回路最主要的优点在于装备投资较小，运行费用低，特别适合于大规模的研究性试验。本课题组在研究输电等级真空断路器的过程中专门设计和建设了126kV/100kA合成回路，在整个研究过程中发挥了重大作用。下面是该合成回路的简单介绍。

图9-1为该合成试验回路的整体示意电路图。其中C_i、L_i是电流源回路的电容器和电抗器，它们构成振荡回路向试品TCB提供50Hz的工频大电流。该装置可以分别提供有效值为20kA、31.5kA、40kA、50kA、63kA、80kA和100kA不同电流等级的试验。电路中CCB是电流源合闸开关，控制电流源导通放电。C_s和L_s是电压源回路的电容器和电抗器，它们的振荡频率在250～1000Hz之间可调，取决于满足试验等价性的引入电流斜率。ACB是电流源触发开关，用于引入电压源电流。R₁、C₁、R₂、C₂、L₂、L₅₀为暂态恢复电压调节用电容、电感和电阻。本装置可以满足试验电压40.5kV、72.5kV和126kV电压等级的合成试验。暂态恢复电压调节可以按照IEC标准中的四参数法进行。

图9-1 合成回路整体电路图

该合成回路电流源和电压源合成采用了并联电流引入法，即在电流源电流即将过零前几百微秒触发电压源回路开关ACB，使得电压源电流和电流源电流在电流过零前并行流过试品，电流源电流过零后不再提供电流，由电压源电流过零，并由电压源提供暂态恢复电压。

该装置全部实现了计算机自动控制，自动化程度高，可以监控全部调节参数，自动处理全部实验数据。(www.xing528.com)

该装置建设完成后，开展了大量输电等级真空断路器的各种类型研究性试验，并且为行业内许多企业提供研究性试验服务，发挥了很好的作用。

图9-2是126kV/100kA合成回路的实物图。

图9-2 126kV/100kA合成回路照片

a）电流源回路 b）电压源回路