分频输电系统中真空断路器的开断性能

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1、第47卷第4期Vol.47No.42011年4月HighVoltageApparatusApr.2011·101·分频输电系统中真空断路器的开断性能刘志远（西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安710049）摘要：风能作为可再生的绿色能源，将成为以分布式发电为特征的智能电网的重要组成部分。然而现有电力系统抗风电扰动能力差是影响风电产业发展的关键性制约。采用分频输电技术可解决上述风电并网问题，而分频输电会造成断路器开断短路电流时有较长的燃弧时间，从而引起断路器的开断能力降低。笔者综述了分频输电对真空断路器开断能力的影响。Slade研究指出当系统频率降低时，真空断路器的短路电流开断能

2、力的降低与频率降低倍数的平方根有关，即isc(f1)=f1。对于采用横向磁场触头，触头直径为62mm的12kVisc(f2)姨f22真空灭弧室，其短路电流开断能力从50Hz时的40kA降低到16Hz时的25kA。3关键词：真空断路器；分频输电；智能电网；开断能力；电流频率中图分类号：TM561.2文献标志码：A文章编号：1001-1609（2011）04-0101-03BreakingPerformanceofVacuumCircuitBreakerinFractionalFrequencyTransmissionSystemLIUZhi-yuan（StateKeyLaboratoryof

3、ElectricPowerEquipment，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China）Abstract:Windpower，asarenewablegreenpower，willbeakeypartofsmartgridwheredistributedgenerationisanimportantcharacteristic.However，thepresentgridisnotconvenienttoacceptwindpower.Itisreportedfractionalfrequencytransmissiontechnologiesco

4、uldsolvetheproblem.Butinthefractionalfrequencytransmissionsystem，thereappearsalongerarcingtimeforcircuitbreakerstointerruptshortcircuitcurrent.Thelongerarcingtimewilldecreasetheinterruptingcapacityofcircuitbreakers.Thispaperdiscussestheinfluenceofthefractionalfrequencytransmissionsystemontheinterr

5、uptingcapacityofvacuumcircuitbreakers.Sladepointedthattheinterruptingcapacityofvacuumcircuitbreakersdeclinewithdecreaseoffrequencyasthefollowingfunctionisc(f1)=f1.Withtransversemagneticfieldcontacts，theinterruptingcapacityof12kVisc(f2)姨f22vacuuminterrupterswithcontactdiameter62mmdroppedfrom40kAat5

6、0Hzto25kAat16Hz.3Keywords:vacuumcircuitbreake；fractionalfrequencytransmission；smartpowergrids；interruptingcapacity；powerfrequency中；③所生产出的电能约有20%仅供峰值负荷使用。0引言与现有电网的技术相比，智能电网的改进和提高包智能电网是下一代电网，智能电网应解决现有括[1]：电能的产生由集中式转变为分布式，电网的架电网的主要问题，包括[1]构由分级式转变为网络式，电网的信息由单向传递：①能量转换效率低，现有的燃料仅有三分之一的能量转化为电能；②电能传式转变为双向

7、传递式，电网的故障由人工诊断转变输能量损耗大，约有8%的电能损失在电能传输过程为电网自诊断和自恢复等。风能作为可再生的绿色能源，对于解决全球性收稿日期：2010-11-15；修回日期：2010-12-28·102·2011年4月第47卷第4期的能源危机和减少碳排放具有重要意义。因此风能率降低时，真空断路器的短路电流开断能力的降低将成为以分布式发电为特征的智能电网的重要组与频率降低倍数的平方根有关；以一个横向磁场真成部分。