高压断路器合(分)闸线圈电流在线监测系统的研制

针对目前高压断路器在线监测系统的研究现状与不足,为及时发现运行中的高压断路器故障,提高运行可靠性,提出了一种基于DSP的高压断路器合(分)闸线圈电流在线监测系统的设计方案.该方案以TMS320C28346为系统控制核心,利用AD7606实时采集断路器合(分)闸线圈电流信号,采用包络均值法去除波形中的噪声和干扰,提取线圈电流波形中的关键时间点和电流最大值,计算合(分)闸时间,根据电流最大值与合(分)闸时间是否在正常范围内进行故障判断,并将电流最大值、合(分)闸时间、日期和运行状态显示在LCD上.实验结果证明,该方案可实现断路器合(分)闸线圈电流的实时监测,可及时发现故障,具有实时性能好、精度高等优点,合闸线圈电流最大值误差在1.29%,合闸时间误差在0.26%;分闸线圈电流最大值误差在1.61%,分闸时间误差在0.7%.     

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.     

高压断路器机械状态的监测

介绍了一种高压断路器操作过程中外部振动信号的检测和处理系统。系统由计算机、机械振动信号加速度传感器和系统处理软件等组成,具有数据采集、信号处理等功能。通过信号处理技术,分析了振动信号时域和频域的响应特性,揭示了外部振动信号与内部机械部件运动和撞击的对应关系。以试品断路器的合闸缓冲器为例,运用振动信号的检测和处理,定量描述了合闸缓冲器的机械状态。监测系统从安装在断路器的表面上的传感器获取振动信号,不需要电气接线,这种检测方法适用于高压断路器的在线监测。     

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 .     

基于暂态电压的GIS断路器辅助触头弹跳监测与分析

带合闸电阻的气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)断路器结构复杂，故障率较高。断路器合闸过程中辅助触头可能发生弹跳，导致主断口被击穿，危及设备绝缘安全。为此，该文提出了基于合闸过程暂态电压检测的辅助触头弹跳状态监测和诊断方法。利用不同断路器对同一条空载气体绝缘输电线路(gas insulated line,GIL)进行充电试验。试验结果表明：不带合闸电阻的断路器在合闸过程中，触头间出现电弧熄灭和复燃现象，激发的暂态电压包含丰富的高频振荡分量；带合闸电阻的断路器在合闸过程中，产生2种差异明显的暂态电压，Ⅰ类暂态电压不含高频振荡分量，由辅助断口预击穿和重击穿产生，Ⅱ类暂态电压与不带合闸电阻的断路器合闸时激发的暂态电压类似，包含丰富的高频振荡分量，由辅助触头弹跳后主断口被击穿引起。该文通过对带合闸电阻的断路器合闸过程进行分析，解析合闸过程的暂态电压波形，提出以辅助触头弹跳熄弧时间间隔作为表征辅助触头弹跳状态的特征因子，可实现断路器运行状态的有效监测和评估。     

断路器性能参数在线监测装置的设计

为了准确、实时地在线监测和分析断路器运行过程中的性能参数,设计了一套断路器性能参数在线监测装置。本装置主要对断路器闭合、断开过程中的电流、电压信号进行监测。硬件部分以ARM微处理器LPC2478为核心,负责整个装置的控制。软件部分以μC/OS-II为操作系统,用C语言编写基本的功能程序。在上位机上利用VB制作监控界面,对现场采集到的数据进行分析和处理。     

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.     

考虑弹簧应力松弛的高压断路器运动特性

针对操动机构分合闸弹簧应力松弛严重影响高压断路器的可靠运行问题,以ZN12型高压断路器为研究对象,研究分合闸弹簧应力松弛对高压断路器分合闸运动特性的影响。采用动力学仿真软件ADAMS建立该断路器的分合闸仿真模型,并通过试验结果验证仿真模型的准确性。开展断路器弹簧应力松弛试验,确定弹簧蠕变本构模型中的参数。将数值求解得到的服役后期弹簧应力松弛结果代入仿真模型,研究分合闸弹簧长期应力松弛后对断路器操动机构动触头时间-位移参数的影响。研究结果表明:应力松弛对分合闸运动行程影响较小,但会显著延迟分合闸运动时间,尤其是对分闸过程影响更大。研究方法和结论可为高压断路器弹簧操动机构的设计和高压断路器检修规程的制定提供理论参考。     

关于分合闸线圈保护

第一部分 1.高压断路器分合闸线圈烧毁原因分析：我们知道断路器分合闸线圈是按照短时通电原理设计的,在分合闸完成后自动接触（脉冲）命令。造成分合闸线圈烧毁主要是线圈中的电流不能正常切断,长时通电引起线圈慢慢发热导致最终线圈烧毁。分合闸线圈长时通电原因可以总结为以下几种：（1）分合闸电磁铁机械故障：分合闸线圈松动造成分闸时线圈内铁芯发生位移,使得铁芯卡涩,造成线圈烧毁。或是铁芯活动冲程小,断路器分（合）闸时铁芯顶（拉）不动脱扣机构使得线圈长时通电造成线圈烧毁。     

百万伏断路器传动机构有限元建模与分析

针对百万伏断路器工作特性试验成本高、部分试验参数难以获取的问题,在考虑结构柔性的情况下,建立含铰间间隙的传动机构非线性动力学模型,对动触头分、合闸输出位移及速度特性进行仿真分析,探讨动触头径向位移特性及拐臂轴套挤压变形产生机理.结合试验测试动触头位移及速度特性,验证了仿真模型的准确性,为传动机构性能优化提供依据.     

基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型

针对高压断路器在线监测与故障诊断问题,提出了一种基于概率神经网络的高压断路器故障诊断模型.该模型利用Parzen窗函数和Bayes分类规则建立了前向型自监督神经网络,在分析分（合）闸线圈信号的基础上提出了高压断路器故障模型.仿真结果表明,该模型对断路器的故障模式识别过程具有训练速度快、输出误差小和收敛性好等特点.     

配电断路器智能控制器

针对配电网断路器分合线路、电容器、电抗器等设备时产生冲击电流的问题,研究开发了基于高速数据采集与数字信号处理技术的配电网断路器智能控制器。在配电网断路器执行关合操作时,分合闸命令是随机发出的,断路器分合闸瞬间时刻所对应系统电压相位也就是随机的。为减小分合闸涌流的幅值,本文设计了能够检测系统电压过零点的断路器智能控制器,实现了断路器合闸相位的控制,具有实际应用和推广价值。     

高压断路器状态在线监测系统研究

高压断路器关系到电力系统的安全运行，对断路器状态进行在线监测有助于提高系统的可靠性．首先给出断路器故障诊断所需监测的项目，根据这些监测项目，提出了一种基于DSP和CPLD的断路器在线监测系统，然后具体分析了断路器各状态参数的检测方法及采用的传感器、DSP、A／D转换器、CPLD、通信接口等系统各环节的工作原理及作用．利用系统中DSP强大的信号处理功能。完成复杂的故障诊断运算，为断路器状态监测提供较好的硬件平台.     

分合闸线圈烧毁主要原因及解决措施研究

断路器的分闸、合闸回路中手动操作开关KK和遥控接点(或经KK、遥控接点启动的STJ、SHJ重动继电器的触点)都不具备断弧能力。当分闸(或合闸)命令发出,分闸(或合闸)回路接通,此时由于断路器机构的某种原因断路器拒动(即断路器没变位),此时KK和遥控接点(或经KK、遥控接点启动的STJ、SHJ重动继电器的触点)虽然复位,因其不具备断弧能力,这样分闸(或合闸)回路一直通电(KK或遥控、STJ、SHJ接点处于拉弧状态),时间较长后(约5~10s),断路器的分闸(或合闸)线圈就会被烧毁。分合闸线圈保护器主要由检测、启动延时、动作保护回路等部分构成;既能可靠的给分合闸回路断电,又没有增加分合闸回路的中间环节,并且能够显示其工作状态,及时报警。     

220kv断路器控制回路技术改造分析

分析了忻州广宇煤电有限公司两台220kv断路器合跳闸一次后不能再合闸的原因，讨论了断路器控制回路防跳回路的原理。并针对原断路器控制回路设计存在的问题提出了采取对南瑞CZX型操作箱合闸回路进行串联合适阻值的电阻或将南瑞CZX型操作箱跳闸位置监视回路和合闸回路断开，变为各自独立回路的解决方案，从而解决了原设计回路只能跳合闸一次，不能再次合闸的问题。     

高压断路器的在线监测方法

通过对断路器状态监测方法的介绍,分析了在线监测方法的诸多特点,指出其监测内容丰富,信息处理速度快,对提高断路器故障的识别、分析、诊断和处理有着极大的帮助作用,提出为加强设备管理,加强状态检修的需要,应用在线监测技术已成为一种发展趋势。     

SF6断路器弹簧操动机构故障分析及处理方法

断路器进行合闸、分闸、重合闸操作,并保持在合、分闸状态,这些功能是由操动机构来完成的,因此,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一。断路器的工作可靠性在很大程度上依赖于操动机构的动作可靠性。为改变过去那种＂重本体,轻机构＂的传统观念,厂家及研究单位,没有放松对操动机构的研究和改进,从动作原理、结构部件、制造工艺都采用了新技术、新工艺、新方法,以减少操动机构的维护和检修,提高可靠性。     

基于真空继电器的选相分合闸控制系统的设计与实现

为减少电力系统中断路器投切开关的分闸燃弧和合闸涌流,设计了一种永磁机构断路器的选相分合闸控制系统.系统通过真空继电器的二级驱动方式保证了机械动作时间可控且离散性小,解决了单级接触器驱动方式的机械动作时间离散性大和单级晶闸管驱动方式的驱动电路复杂性的问题.系统以STM32单片机为控制核心,通过电流突变捕捉时刻算法准确捕捉到分合闸动作完成时刻,进而计算出上一次的分合闸机械动作过程时间,预测出下一次的分合闸机械动作时刻,实现了控制系统根据设定的分合闸相角对断路器准确地进行分相投切控制的功能.控制系统在35kV永磁机构断路器上进行了实验,结果表明分合闸相角最大误差在±3°以内,达到了选相分合闸的精度要求.     

永磁真空断路器的研究与应用

本文针对永磁真空断路器操动机构机械方面故障多;电气元件烧毁频繁;灭弧性能、分闸速度不达要求,系统波动大等问题,在制氧变电站首先开展了永磁真空断路器的应用改造。在改造中解决了开关柜新旧设备结合困难、防跳回路不匹配等问题,改善了断路器的技术性能,提高了断路器的分合闸速度,提高了断路器动作的可靠性,保证了供电系统更加稳定。     

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.