500KV机械式直流断路器容量试验回路及实施

1、主支路短时电流耐受试验

按照试验要求及参数，采用的试验回路见图1.通过能量等效的方法，将第I阶段4.5kA/1min的过负荷电流等效为25kA/1.95s的电流，将第2阶段电流等效为25kA/2.26s的电流。

试验时通过能效原则，对直流断路器主支路在一次试验中完成25kA/4.21s的短时耐受电流，试验波形见图2.

图1：主支路短时电流耐受试验回路

图2:主支路短时电流耐受试验波形

图1：G为发电机；HK为合闸开关；CD为操作开关；Ls为电抗器；R为电阻；T为变压器；GR为整流装置；T0为试品。

图2中：一栏为主支路耐受的电流波形，电流值为26.1kA，同流时间为4.56s，第二栏为主支路开关断口的电弧电压，测得电压值为46.2V，燃弧时间为17.1ms。

2、转移支路短时电流耐受试验

按照转移支路短时电流耐受试验要求，采用单个的组件进行试验，实验室采用两套振荡回路等效的试验方法进行，试验过程中需要保证快速放电开关器件能量和电流峰值不低于图4的波形对应的能量和电流峰值，要求每次关断时刻的电流不小于2.5A，两次能量分别不小于2.85kA²·s和2.72kA²·s，试验波形见图3.

图3：转移支路时电流耐受试验波形

3、小电流、额定电流、短路电流试验

按照小电流、额定电流、短路电流开端试验要求 ，采用振荡回路为电流直流断路器分别进行小电流、额定电流 和短路电流开断试验，试验回路电气原理见图4.

图4：直流断路器短路开断试验原理图

图8中，Cs为电容；L1为电感；GP为间隙；AB为辅助开关；MOV为避雷器；T0为主支路开关，CCB为转移支路；V为分压器；I0为主支路电流互感器、I1为系统电流互感器；I2为耗能支路电流互感器。

电源回路由电容C、电抗L1、间隙GP组成，为直流断路器提供电流以及直流断路器开断后的恢复电压。试验过程：开关AB1、主开关T0处于合闸位置，首先分别对电流回路电容器组CS和转移支路的电容充电至计算值。充电完毕后，首先间隙GP在L1时刻动作，短路电流经过主支路，主开关T0在T2时刻接到分闸命令开始分闸；转移支路快速放电开关在T2时刻导通，反向电流回路贯通，高频电流经过主支路，主开关在电流零点开断。同时，主开关T0端口两端恢复电压迅速升高，升到MOV避雷器的动作电压时，避雷器MOV动作，电流转移至避雷器支路，当铜鼓哦直流断路器的电流降到要求值后，完成一次直流开断试验。

直流断路器进行25kA短路电流的开断试验波形见图5，分段时间为2.3ms，恢复电压峰值为780kV。

图5：直流断路器开断25kA短路电流试验波形图

4、重合闸短路开断

按照重合闸短路开断试验要求，实验室采用了两套电源回路对直流断路器进行重合闸短路电流开断试验，共进行了两种试验方式，每种试验方式正负极性各3次，一共进行了12次试验。

直流断路器进行25KA短路电流重合闸开断试验波形见图6，一次开断电流为25kA，分断时间2.3ms，暂态回复电压峰值为780kV，二次开断电流为13.4kA，分段时间2.1ms，暂态回复电压峰值为380kV。

图6：直流断路器开断25kA短路电流试验波形图

图6中：G为发电机；HK为合闸开关；CD为操作开关；Ls为电抗器；R为电阻；T为变压器；GR为整流装置；T0为试品。G为发电机；HK为合闸开关；CD为操作开关；Ls为电抗器；R为电阻；T为变压器；GR为整流装置；T0为试品。