带同步器的高压开关试验
Case Study
TERNA S.p.A.By Gabriele Ribichini, Managing Director, Dewesoft S.R.L., Italy
断路器是电力输送系统的重要组成部分。当电路中的电流取代设计限制时，它们可以防止损坏系统的组件和布线。意大利传输系统操作员 Terna s.p.a. 想检查一个老式同步高压断路器的开关功能。Dewesoft 数据采集系统和 Power Analysis 软件完成了这项工作。
Terna s.p.a. 是一家总部设在意大利罗马的传输系统运营商(TSO)。它通过管理意大利高压输电网的 Terna Rete Italia 运作。由74,669公里线路组成的网络，包括888个变电站，以及每年管理3200亿千瓦时的4个控制中心。
同步器
断路器是一种机械开关装置，能够在正常和非正常情况下产生、携带和断开电网电流。在异常情况下，如闪电击中输电桿塔，断路器隔离故障组件的系统，以防止额外的损坏。理想情况下，在闭合的条件下，断路器应作为一个完美的导体，以确保最佳的电流。
同步器广泛应用于高压断路器中，以避免高电流时触点开启或关闭。开启大电流会导致电弧，降低接触寿命。
同步器知道执行器的延迟，观察正弦波的定时，并在一个神奇的瞬间向断路器发出指令，计算出触点移动时的零瞬时电流。
由于三个正弦波移动了120度，所以在所有三个相位上执行相同的驱动，但时间不同。
一个全新的安装程序是校准工作完美，并保持联系人在操作过程中，但不幸的是，在这几年中，联系人打开/关闭时间发生变化，并导致在错误的时间启动。
测试目的
这个功能试验的目的是分析一个老式的同步高压断路器，以检查可能偏离初始设置。
使用的测量设备
▶ Dewesoft SIRIUS 信号调理和捕获模块，SIRIUSi-HS 4xHV，4xLV 型
▶ 三个Dewesoft交流电流钳型号DS-CLAMP-15AC
▶ DewesoftX 数据采集软件
▶ DewesoftX 功率分析模块
图1. Dewesoft SIRIUSi-HS 采集模块非常紧凑和健壮，专为外地行动设计。
该模块集成了信号调理功能，如交流或直流耦合选择，可编程增益，偏移补偿(来自传感器) ，可编程 LP 滤波器，激励电流探头，等等，包括自我识别探头的电流和使用灵敏度。
在众多的特征中，1600V 频率的电隔离导航系统是值得注意的。
三个电压以1:3800的转换率连接在电压互感器的二级上，而三个电流在电流互感器的下游被截断，转换率为1:800。
图2. 仪器与电源系统的连接。
同步器发送到开关的两个指令信号(开启和关闭)也被连接，信号在110Vdc。
进行测试
一个典型的断路器合闸试验可以分为三个不同的时刻: 高压母线的合闸、空载断路器的合闸和有载交货。
图3。断路器-三个不同的时刻: 1)高压母线的通电，2)空载断路器的合闸，3)负载时的交货。
高压母线的通电
高压线棒的通电是通过一系列具有时间历史的高频放电来测量的。
关闭开关
关于收盘时间的分析
开关闭合测试的执行显示了在某一时刻上升到117V 的命令信号。
从当前信号的趋势，我们能够测量激活延迟等于163ms。
关闭瞬间的电流信号的细节突出了一个非常紧张的趋势，可能是由于触发电流峰值高达900A 的放电。
图6. 关闭瞬间的当前信号的细节突出了一种紧张的趋势。
开关下游没有负载可能是闭合后电流信号发生重大失真的原因。
图7. 闭合后电流信号的畸变——比较三个电压和三个电流。
同步器的行为分析
对开关切换瞬间的详细分析突出表明，这三个阶段的闭合不会定期发生，也不会在不正确的瞬间发生。
分析表明，瞬时电压 V12为24kv 时，第12相(红)闭合，瞬时电压 V4为234kv 时，第4相(4.33 ms 后)闭合，瞬时电压 V8为 -250kv 时，第8相(1.89 ms 后)闭合。
这种行为导致了电弧，在上面的电流图中清楚地显示为峰值。
负载回报
相量分析
相量分析突出了这三个阶段的不匹配和不平衡。
下图显示在开关关闭和无负载情况下的第一次谐波电压和电流(h = 1，f = 50.011 Hz)的变化趋势。
谐波分析
同时，一个傅里叶分析指出了存在的重要扭曲，这有助于实现 PF 0.534
其他
许多其他参数是由 DewesoftX 电源模块计算出来的，标准的，可定制的电源分析屏幕如下所示。
总结
在进行了试验之后，很明显，被测试的同步器工作不正常; 触点的关闭没有在合适的时间发生，导致重要放电，电流高达900A。
此外，三个触点的闭合不会定期发生，第12阶段和第4阶段之间的闭合间隔为4.33 ms，而第4阶段和第8阶段之间的闭合间隔为1.89 ms，这是稳态周期性三阶段故障的明显症状。
使用 Dewesoft 数据采集系统对现象进行分析，可以方便地验证操作的正确性。可以通过 DewesoftX 中的集成序列自动进行这种验证，这些序列指导该领域的操作人员，而操作人员不一定必须具备所使用技术的能力。
定期的同步器验证很容易，并且足以识别出那些需要维护才能恢复正常运行的老化问题。正确使用同步器对保护高压断路器昂贵的触头至关重要。