隨著電力負荷的增長、新能源電力在配網(wǎng)接入比例的增加，電網(wǎng)可能出現(xiàn)短路電流超過系統(tǒng)一次設(shè)備*大保護容量的現(xiàn)象。為此，國網(wǎng)遼寧電力聯(lián)合中國電科院等8家單位開展磁偏置超導限流器研制關(guān)鍵技術(shù)研究和示范應(yīng)用——

近日，10千伏磁偏置超導限流器樣機在國網(wǎng)遼寧省電力有限公司66千伏張臺子變電站完成掛網(wǎng)示范應(yīng)用，目前設(shè)備運行狀態(tài)良好。這標志著這一歷時6年的項目研發(fā)成果落地，為電網(wǎng)大容量短路限流保護技術(shù)提供了新的解決方案，也為后續(xù)超導限流器的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

遼寧電網(wǎng)具有重工業(yè)用電負荷大、季節(jié)性負荷變化明顯、新能源電力接入比例高等特點，電網(wǎng)局部短路容量大。磁偏置超導限流器可限制電網(wǎng)的短路容量，強化電網(wǎng)保護運行特性，解決電網(wǎng)大容量保護問題。 

一、概述（WBGKC-G高壓斷路器計量分析儀性能穩(wěn)定）

隨著社會的發(fā)展，人們對用電的可靠性要求越來越高，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中擔負著控制和保護的雙重任務(wù)，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的可靠運行。機械特性參數(shù)是判斷斷路器性能的重要參數(shù)之一。GKC-F型高壓開關(guān)機械特性測試儀，是我廠依據(jù)*新的《高壓交流斷路器》GB1984-2003為設(shè)計藍本，參照中華人民共和國電力行業(yè)標準《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件》第3部分，DL/T846.3-2004高壓開關(guān)綜合測試儀為設(shè)計依據(jù)，為進行各類斷路器動態(tài)分析提供了方便，能夠準確地測量出各種電壓等級的少油、多油、真空、六氟化硫等高壓斷路器的機械動特性參數(shù)。

二、功能與特點（WBGKC-G高壓斷路器計量分析儀性能穩(wěn)定）

2.1測試功能

（1） 合（分）閘順序                  （12）超行程           

（2） 合（分）閘*大時間              （13）過行程

（3） 三相不同期                      （14）剛合（分）速度

（4） 同相不同期                      （15）*大速度

（5） 合（分）閘時間                  （16）平均速度

（6） 動作時間                        （17）金短時間

（7） 彈跳時間                         18）無流時間

（8） 彈跳次數(shù)                        （19）電流波形曲線(動態(tài))                 

（9） 彈跳幅度                         (20) 時間行程速度動態(tài)曲線(ms)                         

（10）行程                             (21) 時間速度行程動態(tài)曲線(mm)                          

（11）開距                            

單位均為:      時間ms      速度  m/s           距離  mm

2.2特點

（1）可做電動操作和手動操作;

（2）適應(yīng)500KV電壓等級以內(nèi)各種高壓斷路器的機械動特性測試；

（3）可實測行程和自定義行程；

（4）能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器的單合、單分、合分、重合,重分操作；

（5）接線方便，操作簡單，操作時只需一次合（分）動作便可得到合（分）全部數(shù)據(jù)，可選擇保存50組數(shù)據(jù)，提供后期查詢和上傳電腦長久保存,也可現(xiàn)場調(diào)閱打印所有數(shù)據(jù)及運動曲線圖；

（6）采用漢字提示以人機對話的方式操作；

（7）數(shù)據(jù)準確，抗干擾性強，體積小，重量輕，美觀大方；

（8）機內(nèi)配有時鐘電路，可顯示當前年、月、日、時、分、秒，即使斷電，也能自動保存設(shè)置數(shù)據(jù)及測試數(shù)據(jù)；

（9）機內(nèi)帶有延時保護功能，斷路器動作后能自動切斷動作電源，很好的保護了斷路器設(shè)備和高壓開關(guān)測試儀；

（10）儀器內(nèi)置直流電源,可選擇范圍:30-230V/10A),不存在常規(guī)整流電源輸出瞬間的電壓跌落,用以試驗開關(guān)動作電壓非常精準.

（11）能動態(tài)地為您分析出斷路器每1ms時間內(nèi)的、行程、速度之間的關(guān)系；

（12 可配置上傳軟件，實現(xiàn)電腦存檔和網(wǎng)上查閱, 打印。

三．技術(shù)指標（WBGKC-G高壓斷路器計量分析儀性能穩(wěn)定）

環(huán)境組別：屬GB6587.1-1986《電子測量儀器環(huán)境試驗總綱》中的Ш組儀器.

型式：便攜式                        包裝：鋁合金箱

尺寸與重量：:

主  機：            440×300×150(mm)     5 (kg)

附  件：            440×300× 80(mm)     3 (kg)

工作電源：AC220V ±10%            頻率：50Hz ±5%

環(huán)境溫度：-10°C~40°C              相對濕度：≤85%

絕緣電阻：≤2MΩ                   

介電強度：電源進線對機殼能承受1.5KV1分鐘的耐壓測試。

時間測試范圍：1~499.9ms  分辯率：0.01ms    精度≤0.1%

速度測試范圍：15m/s      分辯率：0.01m/s    精度±1%

行程測試范圍：不限       分辯率：0.01mm    精度±1%

直流電源選擇范圍: 25-265V/10A 分辯率：1V：  精度≤±1%

四．術(shù)語定義（WBGKC-G高壓斷路器計量分析儀性能穩(wěn)定）

1.合.分時間:

從接到合(分)閘指令瞬間起到所有極觸頭都接觸(分離)瞬間的時間間隔

2.合.分同期性:

各斷口間的觸頭接觸(分離)瞬間的*大時間差異。

3.彈跳時間:

開關(guān)動觸頭與靜觸頭在合(分)閘操作中,從第1次合上(分開)開始到*后穩(wěn)定地合上(分開)為止的時間。

4. 動作時間: (觸頭動作時間)

從接到合(分)閘指令瞬間起到觸頭剛運動瞬間的時間.

5. 彈跳次數(shù):

開關(guān)動觸頭與靜觸頭在分（合）閘操作中，分開（合上）的次數(shù)。

6. 彈跳幅度:

開關(guān)動觸頭運動過程中,動觸頭的*大反彈值.

7. 行程:

分、合閘操作中，開關(guān)動觸頭起始位置到任一位置的距離。

8. 開距:

分位置時,開關(guān)一極的各觸頭之間或其連接的任何導電部分之間的總間隙。

9. 超行程:

合閘操作中，開關(guān)觸頭接觸后動觸頭繼續(xù)運動的距離。

10.過行程:

分、合閘操作中，開關(guān)動觸頭運動過程中的*大行程和穩(wěn)定后行程的距離差.

11.剛合(分)速度:

開關(guān)合(分) 閘過程中,動觸頭與靜觸頭接觸(分離)瞬間的運動速度

12.平均速度: 開關(guān)合(分)閘操作中,動觸頭在整個運動過程中的行程與時間的比值。

13.金短時間:

在合-分操作中，從所有極各觸頭都接觸瞬間起到隨后的分操作時在所有極中弧觸頭都分離瞬間的時間間隔。

五. 面板結(jié)構(gòu)（WBGKC-G高壓斷路器計量分析儀性能穩(wěn)定）

1．面板結(jié)構(gòu)(圖一)

六. 斷口線的連接

6.1斷口線的連接

該儀器可同時測出六個斷口機械特性參數(shù)。

（1）單斷口接線

將開關(guān)一端（三觸頭）對應(yīng)連接儀器 A、B、C 斷口信號輸入端，另一端任意連接到儀

器共公端（斷口信號輸入）（圖二）

（2）雙斷口接線

將開關(guān)一端(六觸頭)分別對應(yīng)連接到儀器A-C’ 斷口信號輸入端，另一端任意連接到儀器共公端（斷口信號輸入）（圖三）

6.2 合、分閘信號線的連接

（1） 彈簧機構(gòu)（圖四）

（2） 電磁機構(gòu)（圖五）

七. 傳感器的選配

7.1線性電阻傳感器（CWY30-2K型）直線位移：1-30mm

適用對象：真空斷路器              

距離范圍：<30mm                    誤差：0.1mm

速度：≥5m/s                       誤差：0.1m/s

7.2角度位移傳感器（WDS65-1K型）

適用對象：SF6斷路器                角位移：345o

距離范圍：自定                      分辯率：0.1o

速度：≥15m/s                       分辯率：0.1%

7.4安裝時注意要點：

（1）盡量使用傳感器中部位置，確定觸頭的分合位置，使動觸頭的行程包含在滑桿的行程中，讓滑桿上下運動時留有緩沖余量。

（2）安裝要緊固可靠，在測試中使傳感器本體與開關(guān)本體不能產(chǎn)生相對位移。

（3）傳感器屬于精密電子儀器，各個部位請一定要注意防水防塵，盡量保持干燥清潔。

2016年，遼寧電網(wǎng)一座220千伏變電站出現(xiàn)53千安培的短路電流，超過了電網(wǎng)斷路器50千安培的開斷容量。常規(guī)斷路器開斷容量不足，難以實現(xiàn)毫秒級響應(yīng)，只有采取對短路故障限流的方式，才能保證斷路器可靠動作。傳統(tǒng)的限流器通過開關(guān)投切將限流阻抗引入到電網(wǎng)中，存在限流損耗大、響應(yīng)時間長的問題。磁偏置超導限流器依托磁偏置雙分裂電抗器限流能力強和超導材料阻抗快速響應(yīng)、低損耗的特點，可為電網(wǎng)大容量短路故障限流問題提供新的技術(shù)路線。

為此，國網(wǎng)遼寧電力統(tǒng)籌組織，中國電力科學研究院有限公司牽頭，聯(lián)合中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院、清華大學等單位組成攻關(guān)團隊，依托多項國家電網(wǎng)公司科技項目和國網(wǎng)遼寧電力科技項目，開展磁偏置超導限流器原理研究、樣機研制及掛網(wǎng)運行研究。

“攻關(guān)團隊剛成立時，對超導限流器技術(shù)了解不夠深入，只知道是超導技術(shù)在故障限流方面的實際應(yīng)用。如何為超導限流器提供冷卻環(huán)境實現(xiàn)超導阻抗快速下降，如何實現(xiàn)雙分裂電抗器可靠觸發(fā)和超導組件快速限流，這些問題并沒有成熟的技術(shù)路線和解決方案可以參考。可以說，我們攻關(guān)團隊是摸著‘超導技術(shù)’的石頭，過‘限流器’的河。”遼寧電科院超導限流技術(shù)攻關(guān)團隊核心成員王帥介紹。

隨著研究工作的逐漸深入，攻關(guān)團隊逐項攻克雙分裂電抗器、無感超導組件、快速斷路器的研發(fā)制造難題，解決低溫循環(huán)冷卻、超導阻抗特性檢測等技術(shù)問題，于2018年完成10千伏磁偏置超導限流器樣機的研制，超導限流技術(shù)達到******。

在該裝置研發(fā)過程中，實現(xiàn)雙分裂電抗器與超導材料的阻抗特性配合是磁偏置超導限流器設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)難點，直接影響設(shè)備的限流響應(yīng)時間。攻關(guān)團隊開展了上百次研發(fā)試驗，通過三維多物理場耦合仿真分析，在幾百種設(shè)計方案中尋找到了超導帶材*佳的空間布局結(jié)構(gòu)，解決了磁偏置超導限流器的阻抗特性配合問題。

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