同期装置ABB-SWITCHSYNC_F236原理及应用

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1、同期装置SWITCHSYNCF236原理及应用甘运良袁鹏（中国南方电网超高压输电公司广州局，广东省广州市510405）摘要：介绍了同期装置SWITCHSYNCF236的结构及动作原理，针对应用于交流滤波器开关和换流变开关的不同情况，分别分析了合/分闸时刻的选择原理，并介绍了该装置独有的自适应特性及实际使用效果。关键词：同期合闸；励磁涌流；自适应中图分类号：TM71240引言同期装置SWITCHSYNCF236是ABB公司新近推出的产品，能够控制开关在最佳时刻进行合/分闸操作，以减少涌流，缩短开关合/分闸瞬间产生的暂态过程。肇庆换流站在交流滤波器小组开关和换流变开关上使用了F2

2、36，下面对该装置的工作原理和实际应用效果进行介绍。1F236装置结构及接线同期装置SWITCHSYNCF236基本结构和接线见图1。F236有1个参考电压输入，从电源测取单相电压作为判断最佳操作时刻的参考量；2个命令输入端子，用于接收来自控制系统的合/分闸命令；3个模拟量回检端子，用于检测合闸之后的电压/电流量，和装置设定进行误差比较后，优化下次的操作时间；6个命令输出端子，分别输出合/分闸命令到开关三相。4图1F236装置示意图Fig.1devicediagramofF23642F236的原理和应用图2F236控制原理图Fig.2controldiagramofF2364

3、同期装置SWITCHSYNCF236能广泛适用于电容器组、并联电抗器、变压器的合/分闸操作，下面以肇庆换流站为例，介绍F236的工程应用。2.1在交流滤波器组上的应用合闸涌流过大将会对滤波器设备造成严重冲击，并容易造成电容器熔丝群爆等损坏。肇庆换流站的交流滤波器小组开关使用了F236装置，控制开关在合适的时刻进行合闸，减少涌流和暂态电压。图2中波形为开关电源测的参考电压。①为F236收到控制系统的合闸命令的时刻，经过40ms的确认时间，认为合闸命令有效。在安全模式下，F236从时刻②开始到③连续检测三个电压过零点（一个周波一个），确定参考电压的频率稳定，避免频率波动造成合闸误

4、差。④为最终确定的参考电压过零点。⑤为程序设定的目标合闸瞬间，考虑到开关动作时间⑥，F236在经过等待时间⑦之后，在时刻⑧提前发出合闸命令。这样开关在参考电压过零点合闸，涌流和暂态电压最小。从图2中可以得知，从F236从收到合闸命令到向开关输出合闸命令之间大约经过了120ms的延时。4图3F236合闸延时示意图Fig.3closingdelaydiagramofF2364理想情况下，开关应该在参考电压过零点的位置合上，但在实际应用上并不可行。以交流滤波器A相开关合闸情况为例，如图3所示，Uref为取自电源侧的参考电压A相，为方便比较，将负半周电压波形翻转到正半周。s为参考电压

5、过零点，TD1是与参考电压过零点的相位延时，A相为0，B相为6.7ms（120°），C相为3.3ms（60°4），换言之，s点就是理想的A相开关合闸点。但是考虑到合闸过程中的RDDS（绝缘强度下降率）和机械延展时间，在s点合闸并不是最佳选择。如图中RDDS1所示，虽然在s点与时间轴相交，是最理想的合闸情况，但是在到达s点之前，在a点RDDS1即低于参考电压，由于绝缘强度低于开关电压，于是开关两端开始放电，产生电弧。在这种情况下，开关的实际合闸时间为TP，很显然，这并不令人满意。所以，实际的最佳合闸时刻会比理论上的参考电压过零点要滞后。如RDDS2所示，在b点与参考电压相交，开

6、始产生电弧，TD2为从电压过零点到起弧的时间间隔，TD3为燃弧时间，即从起弧到开关触头最终接触的时间间隔。实际的合闸时刻为TC，比参考电压过零点s滞后时间为TD1、TD2、TD3之和，TD2和TD3数值上很小，即使RDDS有一定的偏移，合闸前产生电弧的电压也不大，涌流能够满足要求。在开关首次充电操作时，相应的开关动作时间、TD1、TD2、TD3等参数都需要事先输入F236装置，作为开关初始操作的参考值，来确定开关合闸时间。但是开关长时间使用之后，或者操作环境温度的改变都会改变开关机械部分动作时间，从而影响合闸时间的准确性。F236特有的自适应功能能够根据上次操作的结果进行自我

7、修正。每次操作之后，F236将开关负荷侧的电压电流量作为回检信号，和理想情况进行比较，根据合闸涌流情况自动调节合闸延时，并可以根据环境温度进行相应的补偿，确保下次合闸时获得更好的效果。这样我们只需要在首次充电时对开关参数进行设置，之后F236就可以自动进行调节，大大提高了合闸效果的稳定性和便捷性。2.2在换流变上的应用肇庆换流站的换流变开关使用了F236装置来控制开关的合/分闸时刻，以减少涌流和暂态电压。F236控制换流变开关合/分闸的原理和控制滤波器开关原理类似，不同的是，由于换流变的励磁涌流由铁芯中