真空断路器电寿命状态监测系统的研究

通过真空断路器电寿命状态监测系统的研究,采用罗氏线圈采集真空断路器短路开断电流,并且使用开断电流加权累计法计算真空断路器的剩余电寿命。该项研究有助于实现对真空断路器的状态检修,也实现了以最少资金投入保证真空断路器安全运行的同时获得较高的经济效益。     

真空断路器在线监测系统的设计

介绍了真空断路器的基本工作原理,以现代状态检修概念为基础,利用各种传感器技术对真空断路器进行在线工作状态的数据采集,并对数据进行处理和判断,实现对真空断路器的在线实时状态监测.在数据处理中提出了一种新的关于真空度判断和振动信息分析的方法:利用开断时间参数,根据数理统计规律,采用趋势预测方法来判断断路器的状态好坏.对于振动信息,采用了积分参数法进行分析,能够有效的判断出机械机构的状态,并设计了一套真空开关在线监测系统.     

基于人工神经网络和电寿命判据的真空断路器仿真

如何在真空断路器(VCB)电寿命的若干判据中选出对最终状态检修影响较大的因素以及如何确定这些因素和最终状态检修之间的关系是一个棘手问题,文中将真空断路器电寿命的若干判据标准和人工神经网络贡献变量法相结合,为真空断路器的状态检修提供了一条新思路.建立了状态检修仿真模型,并用Matlab编程证明仿真结果可以看出经过变量选择后确定的因素的合理性.     

高压真空断路器智能在线监测系统研制及故障诊断

为了提高断路器运行的可靠性,设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和LabV IEW的高压真空断路器智能在线监测系统的开发新方案.该系统主要由上位机、下位机和传感器环节等三大部分组成,其中传感器和下位机构成现场监测模块,并安装于断路器本体上.下位机硬件平台以TM S320F2812DSP为核心完成对断路器机械参数、分合闸电流信号和振动信号的采集、处理与显示,同时通过CAN总线将数据送至上位机.上位机管理软件采用LabV IEW软件开发,主要完成对测量数据的存储、显示和分析处理等.测试结果表明,研制开发的高压真空断路器智能在线监测系统能够实时地反映真空断路器机械运行状态,具有人机交互友好、功能齐全和可靠性较高等特点,并且实现了在线监测系统预期的功能.     

气体绝缘363 kV快速真空断路器电场分析

具有快速开断能力的真空断路器能够在极短时间内开断短路电流,有利于减小短路电流对电网设备的冲击,但目前单断口的真空断路器难以直接应用于高电压等级电网。提出了一种全新的SF6气体绝缘的363kV真空断路器,采用40.5kV真空灭弧室的串并联结构,采用基于涡流驱动原理的操动机构实现短路电流的快速开断。对于高电压等级真空断路器,需要重点研究断路器内部的电场分布问题。基于总体设计结构的对称性对断路器单个单元和端部单元进行了简化,然后建立了对应的断路器三维多重介质有限元计算模型,分析了导电杆、灭弧室、接线端子等关键部件的电场强度。计算结果表明:电场严重集中于上下接线端子、转接法兰的圆角处。雷电冲击电压下,接线端子圆角和转接法兰圆角最大值分别为28.5kV/mm和22.9kV/mm,导电杆的表面最大电场为13.4kV/mm,真空灭弧室内外及其他部件均处于控制范围内。对接线端子的圆角半径进行了优化设计,确定其圆角半径为12mm,为样机的生产提供了参考。     

真空断路器操作过电压理论分析和仿真研究

在真空断路器开断交流电流真空间隙介质恢复物理过程的基础上,建立了灭弧室介质强度恢复的数学模型,采用Saber软件的MAST语言编程,以真空断路器开断空载变压器的一个完整过程为例进行了仿真计算,根据计算结果,分析了暂态过程、过电压的特点以及变压器、真空断路器参数对过电压的影响。     

短时能量分析法在断路器机械状态监测中的应用

针对断路器机械特性在线监测中触头关合时刻难以获取的缺点 ,研究了短时能量法在断路器机械振动信号分析中的应用 .通过定量分析指出 ,短时能量法的优点在于有效提高了信噪比 ,可以从现场复杂的噪声环境中提取出振动事件的起始时间 .试验中将该方法应用于ZN12 35型真空断路器的合闸振动信号分析 ,准确得到了空载情况下三相触头的闭合时刻 ,从而计算出不同机械状态下的合闸同期性与合闸时间等状态参数 .在关合单相短路电流的情况下测试了VS1 12型真空断路器的合闸振动信号 ,分析了不同短路电流对振动信号测量及合闸同期性的影响 ,进一步验证了短时能量分析法的有效性和准确性 .试验结果表明 ,在选择合适的窗函数的基础上 ,短时能量分析法的测量精度能达到 0 2ms .     

高压断路器电磁铁动作特性的实验研究

针对关于高压断路器电磁铁动作特性研究较少的现状,为深入了解电磁铁运动过程,得到其运动特性相关参数,为状态监测提供依据,对一弹簧操动机构的12 kV真空断路器进行实验和分析。主要基于振动信号,并结合合闸线圈电流,从振动时间、频谱特性和小波包分解能量分布来分析断路器的电磁铁动特性;并模拟铁心卡涩故障,对比正常和故障两种状态,找出相应的特征量。研究结果表明,振动信号反映断路器脱扣过程的运行特性,通过振动信号的分析,可以诊断出电磁铁的状态,能提高现有的高压断路器状态监测系统的水平。     

浅析真空断路器合闸弹跳故障

合闸弹跳是真空断路器机械特性的重要参数,它影响到灭弧室的电寿命。而采用缓冲机构减小弹跳的方法又会影响到断路器工作的可靠性。该文从真空断路器的工作机理出发,分析了这几种因素之间的关系,并分析找出主要矛盾,提出减少弹跳的对策。     

中压真空断路器智能化实施中的关键问题

针对中压断路器在智能化控制及参数采集等方面的功能,阐述了DSP核心控制器件的构成及其功能,通过开发设计罗柯夫斯基电流传感器、电阻式电压分压器、位置传感器等模块,并有机整合,实现了对电流、电压、操作位置、工作环境和状态等各种参数的动态监测,供核心控制器件进行智能化诊断、控制和保护.为中压真空断路器的智能化提供了较全面的解决方案.     

基于触头行程测量的断路器机械特性在线监测

触头行程是断路器机械特性监测的关键参数之一.首先分析了断路器操动机构的运动特性,建立了断路器主轴转角与触头行程之间的数学模型,然后设计了基于触头行程测量的断路器机械特性在线监测装置.由于原始的测量数据中噪声含量较大会影响触头行程-时间特性曲线分析效果,因此,采用小波阈值和中值滤波算法对测量数据进行处理,获得了精确的行程-时间特性曲线.对行程-时间特性曲线进行分析、计算,得到行程、开距、超程等断路器机械特性参数.最后以一台ZN63A-12户内型高压真空断路器为测试对象,结果表明该方法有效、可行,为断路器的故障诊断提供了一种可靠依据.     

断路器主触头导电性能状态监测方法的探讨

断路器在正常工作时的电流主要是从主触头流过,当电流流过导体时发热是不可避免的,随着断路器寿命的延长,主触头的机械磨损和电磨损逐渐积累而表现为接触电阻不断增大而使断路器的主触头温度不断升高。本文提出一种思路,即通过断路器的外壳温度、环境温度和负荷来推测断路器主触头的导电状况,计算主触头接触电阻,从而间接了解断路器主触头导电情况,实现对断路器主触头的监视。     

小波包频带能量分解在断路器机械状态监测中的应用

基于小波包原理,将断路器操作振动信号分解到独立的频带内,不同频带内信号能量的变化反映了断路器机械运行状态的改变.提取主要的频带能量作为断路器状态监测的特征向量,并根据试验结果确定了不同状态下能量特征向量的容差范围,从而实现了不同机械状态的简单分类,为断路器的机械状态监测提供了相应的量化依据.试验模拟了ZN12-35型真空断路器4种不同的合闸同期性状态,采用单个加速度传感器在机构箱上获取合闸时的触头振动信号.该信号经过小波包频带能量分解后,可以将各种合闸同期性状态分类集中在复平面中明显区分的不同区域内,从而验证了该方法在断路器机械状态监测中的有效性.重复试验表明,在保证监测系统稳定的前提下,该方法具有较高的状态监测准确率.     

真空断路器的速度特性测量方法

通过对真空断路器机械特性的运动情况分析,提出采用电阻传感器代替光电传感器测量真空断路器运动速度的方法。位移传感器的应用使时间、速度的测量精度得到了提高,它解决了目前对于某些真空断路器难以准确测量和各种传感器无法安装的弊端。     

ZW系列户外高压真空开关

ＺＷ系列户外高压真空开关 (包括断路器和负荷开关 )是三相交流 5 0Ｈｚ、额定电压 1 2ｋＶ的户外高压开关设备 ,由于采用了新型绝缘结构和真空灭弧室 ,断路器开断容量大、无填充物 ,安全可靠 ,负荷开关开断后具有明显可见断口 ,兼有隔离开关的功能 ,此外还有无环境污染、无爆炸危险、电寿命长和免维护等特点 .ＺＷ 6系列真空开关采用最新设计 ,高参数、低成本、高可靠性 ,是城乡电网改造的首选产品 ,可配以智能控制单元升级为自动重合器和分段器 .用于电网改造做线路开关 ,开断、关合城市或农村配电系统的短路电流和负荷电流 .我国城乡电网…     

40.5kV真空断路器开断并联电抗器的现场试验

针对国内40.5kV真空断路器开断并联电抗器绝缘事故多发的情况,进行了一系列现场试验,并对该工况下开断操作的暂态过程及过电压的机理进行分析。结果表明:截流不会产生危险的过电压;而首开相的多次复燃和电压级升,以及相间高频耦合造成多次后开两相的等效截流值很高的电流截断(不同于通常所说的工频电流零点前截流)是该真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因。研究还发现,虽然后开相触头间隙的介质多次击穿大大限制了过电压,但负载侧电压特别是相间过电压仍可能明显超过允许值。     

基于双稳态永磁操作机构的智能低压真空断路器设计

分析了低压真空断路器的双稳态永磁操动机构的基础上微处理器为控制单元,研究了断路器电流三段保护的工作原理。以全波傅里叶算法为测量算法滤除复杂环境下的高次谐波干扰及恒定直流分量,得到的基波幅值与微处理器的设定值比较后发出指令控制晶闸管基极触发信号利用晶闸管来控制分合闸线圈中电流的通断。样机测试了三段电流保护性能并利用仿真工具MATLAB对测试数据进行了分析。实验表明,配电系统发生故障时,所设计的控制器能够在误差允许范围内对断路器实现有效分合闸从而提高了断路器控制的可靠性增强了配电系统的稳定性。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法综述

电动汽车动力锂电池内部荷电状态估计是电池管理系统状态估计模块的核心,其无法通过仪器直接测量,仅能通过对电池外部电流、电压等参数进行测量并由此估计。准确的荷电状态估计对电池的寿命、容量和安全性管理至关重要。本文综述了用于电动汽车动力锂电池荷电状态估算的主要方法,根据算法差异将其分为传统的基于传感器测量的开路电压法、电流积分法和阻抗法,基于数据驱动的机器学习类算法以及基于模型的卡尔曼滤波器及粒子滤波器算法与融合类算法。深入介绍了不同估计算法的计算原理并由此分析比较了不同估计算法的计算复杂度、计算精度等特点。总结了现阶段锂离子电池荷电状态估算研究存在的问题,指出其研究趋势和未来发展方向将是更具泛化性和更高精度以及更佳实时性的多融合类估算方法。     

真空断路器及其发展刍议

随着电力技术的发展,电网改造的需要,对高压开关设备的性能提出了更高的要求。真空断路器由于其所特有的性能和在高压断路器领域中无可替代的地位,将会在电力系统的中低压电器领域内起到重要作用。本文介绍了真空断路器及其工怍原理,特性优点和绝缘特性,概述了真空断路器的在线状态监测过程及其智能化面临三大技术问题、解决办法、维护方法,展望了真空断路器的未来发展。     

真空断路器开断并联电抗器过电压抑制方法

针对真空断路器开断并联电抗器产生过电压故障的难题,文章基于广东电网某220 k V变电站真空断路器开断并联电抗器的现场试验数据,结合Helmer仿真模型、断路器断口间杂散电容和损耗、相间耦合杂散电容和损耗,建立真空断路器开断并联电抗器过电压计算模型.仿真计算了避雷器伏安特性、安装位置、并联电容器容值对真空断路器开断并联电抗器过电压的影响,研究结果表明:避雷器可以降低其安装位置的过电压,避雷器低伏安曲线的限制过电压的效果更明显;并联电容器可以有效降低过电压幅值,并对过电压振荡频率与陡度有较好的抑制效果.