真空断路器电寿命状态监测系统的研究

对真空断路器电寿命状态监测进行研究,通过对真空断路器短路开断电流的测量,采用开断电流加权累计法计算真空断路器的剩余电寿命。采用罗氏线圈测量电流来研究实现对真空断路器的电寿命状态监测。该项研究有助于实现对真空断路器的状态检修和减少真空断路器的使用浪费及故障隐患。     

利用傅里叶级数理论的电弧混沌特性分析及实验研究

以高压SF6断路器开断过程中具有短路电弧的气流场数学模型建立为基础,以涡量变量、温度变量为特征量,利用二维傅里叶级数展开,得到高压SF6断路器描述电弧及气体运动的混沌特性方程。通过时间历程图、相图、Lyapunov指数图,证明高压SF6断路器电弧及气体运动系统中存在混沌特性。利用可拆卸灭弧室实验平台,采集电弧开断过程中的电流、电弧电压等数据,运用C-C算法进行数据处理,实验数据表明,当断路器额定电流、吹弧速度达到一定值后,电弧及气体运动系统出现混沌现象,并且随着额定电流、吹弧速度的增加,系统最大Lyapunov指数也增大。     

SRFCL对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响

为了使串联谐振式限流器(SRFCL)能在超高压电网中投入实际应用,通过原理分析、公式推导以及结合电磁暂态计算软件的仿真计算,研究了SRFCL故障电流限制器对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响。结果表明:限流电感的端口等效电容对恢复电压上升率具有显著的影响作用。在500kV系统算例中,当限流电抗器的电感值为20mH、等效电容取2nF时,加入限流后恢复电压的上升率提高了12.35倍,第一参考电压提高了21.7%。恢复电压上升率的大幅提高将严重影响断路器的开断。     

SRFCL对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响

为了使串联谐振式限流器(SRFCL)能在超高压电网中投入实际应用,通过原理分析、公式推导以及结合电磁暂态计算软件的仿真计算,研究了SRFCL故障电流限制器对高压断路器出线端短路时恢复电压的影响。结果表明:限流电感的端口等效电容对恢复电压上升率具有显著的影响作用。在500kV系统算例中,当限流电抗器的电感值为20mH、等效电容取2nF时,加入限流后恢复电压的上升率提高了12.35倍,第一参考电压提高了21.7%。恢复电压上升率的大幅提高将严重影响断路器的开断。     

SF6自能膨胀式断路器喷口烧蚀的数学模型

喷口烧蚀是 SF6 自能膨胀式断路器研制中需要考虑的因素之一。通过分析电弧烧蚀喷口材料的机理 ,认为喷口烧蚀是在电弧能量的传导和辐射共同作用下引起的。将喷口烧蚀分为加热和烧蚀两个过程 ,并且 ,基于 Fourier导热微分方程分别建立了相应的数学模型。给出了开断过程中数值计算喷口烧蚀量的方法 ,计算并分析了烧蚀量与电弧电流及燃弧时间的关系。结果表明 :当开断电流大于一定值后 ,喷口烧蚀量增加较快 ;在电流峰值期间 ,喷口烧蚀量增加的最快。     

对电力系统近区故障开断及高压断路器选择方法的探讨

本文得出两个结论：（１）表明断路器开断能力除了额定开断电流（或者额定断流容量）参数外．还必须包含有一个重要参数──开断短路时断路器触头间恢复电压参数．（２）选择断路器除按通常的方法外,还必须按开断短路时断路器触头间的恢复电压．恢复电压上升速度等参数来选择,且应符合ＧＢ１９８４－８０ 《交流高压断路器》的规定．     

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。     

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…     

超高压自能式灭弧室吹弧性能优化

为研究超高压自能式灭弧室的结构参数对其吹弧性能的影响,增强断路器开断过程中的吹弧效果,提升断路器的可靠性,首先,建立考虑多物理场耦合的超高压自能式灭弧室仿真模型,计算开断时灭弧室的压力和温度变化,同时,利用压力测量实验验证仿真模型的有效性;然后,通过仿真模型和控制变量法研究喷口喉部直径、喷口喉部长度和膨胀室体积对自能式灭弧室吹弧性能的影响,并以上述3个结构参数作为可控因素,以过零时刻电弧轴线平均温度为噪声因子,采用田口法与方差分析优化吹弧性能。研究结果表明:随着喷口喉部直径增大,电弧轴线整体温度升高;随着喷口喉部长度增加,电弧轴线整体温度升高;随着膨胀室体积增大,电弧轴线整体温度呈现先升高后降低的趋势;喉部直径、喉部长度和膨胀室内径对过零时刻电弧轴线平均温度的显著性分别为0.07,0.01和0.07,优化后喉部直径、喉部长度和膨胀室内径分别为29,75和55 mm;优化后过零时刻电弧轴线平均温度降低9.15%;喷口喉部直径、喷口喉部长度和膨胀室内径对吹弧性能有显著影响,其中喉部长度的影响程度最大。适当选择膨胀室体积、减小喉部直径和喉部长度能有效提高自能式灭弧室的吹弧性能,降低喷口的烧蚀程度。     

单相自动重合闸永久性故障识别新方法研究

提出一种识别高压输电线路单相接地故障类型的新方法.高压输电线发生单相接地故障,两侧断路器完全开断后,从线路首端检测线路对地电流,瞬时性故障时为很小的本线路电容电流;永久性故障时为较大的电磁耦合电流.通过检测故障线路对地电流的大小实现短路故障类型的判断.该方法可有效识别单相接地短路故障类型,有一定耐过渡阻抗影响的能力,仿真结果验证了该方法的有效性.     

低压断路器中电弧运动磁流体动力学模型的仿真研究

根据低压断路器开断时电弧起弧的物理过程,建立了以磁流体动力学（ ＭＨＤ） 为基础的电弧模型．根据气流场,结合热场、磁场与电流分布,对低压断路器的电弧运动过程进行了数值模拟研究,经对磁场在电弧初始运动阶段对电弧运动的影响进行数值分析,结果表明：电弧在磁场中运动得更快,并且可以更有效地被冷却．     

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。     

矿用高压开关电器短路开断与关合试验电源

针对国内冲击发电机性能参数不足,以国外冲击发电机作为试验电源,建立基于直接试验法的矿用高压开关电器短路开断与关合试验系统,提出了一种新的技术解决方案。仿真试验结果表明,该方案满足综合性煤矿高压电气实验室建设项目技术指标和试验标准要求,为大容量开断与关合试验系统设计和建造提供一种技术思路。     

超高压混合串补线路瞬态恢复电压暂态特性

混合串联补偿对输电线路暂态特性的影响亟待研究。为研究串联补偿混合复用对TRV暂态特性的影响，本文以500kV超高压示范工程线路为研究背景，利用PSCAD/EMTDC建立可控串补与固定串补的电磁暂态仿真平台，分析系统发生单相接地故障时瞬态恢复电压变化规律，得到恢复电压上升率与短路电流变化曲线；采用对比分析方法，针对可控串补与固定串补不同配置方式，研究不同串补度对TRV特性的影响，并得出最佳串补配比。仿真表明：相比FSC双平台分段布置，系统采用TCSC与FSC混合复用时，TRV超标工况大幅增加；合理配置TCSC+FSC线路串补度，能够有效降低TRV与断路器短路电流，且能够满足断路器正常开断的国家标准。     

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。     

焊接电弧声与飞溅的相关性研究

建立了计算机检测分析系统，对ＣＯ２焊接电弧声与飞溅的关系及影响飞溅的因素作了深入研究．结果发现了焊接飞溅与短路结束时电弧声能量及短路平均声能量成线性关系，从而提出用电弧声能量来表征焊接飞溅的新型传感方法．     

真空触发开关性能指标及开断特性的试验研究

针对脉冲高频电流的情况分析了真空触发开关的性能指标以及影响因素,同时用电流过零前电流的下降速率与恢复电压的上升速率的乘积作为开断能力的衡量指标,进行了触发开关电流开断能力的试验研究,并对试验结果进行了讨论．研究表明,触发间隙的材料与结构、主间隙电极结构与材料、电流过零前电流的下降速率与恢复电压的上升速率、以及介质恢复强度等是影响真空触发开关开断能力的主要因素,在所定义开断能力衡量指标的条件下,真空触发开关的分断能力随电流频率的提高而增加．