电力系统继电保护中断路器闭锁动作的研究与分析

断路器操动机构是断路器自身附带的合闸与跳闸传动装置,断路器在继电保护过程中,操动机构能否顺利完成合闸与分闸的任务,闭锁动作的可靠性将起到关键的作用。文中结合工作实际,从断路器操动机构的分类出发,分析了闭锁动作与继电保护之间的配合,并就断路器操动机构闭锁动作的最佳位置选择、回路的接线以及双重化配置等问题进行了探讨与研究。     

小型断路器操作机构的动作可靠性分析

对小型断路器操作机构的动作可靠性灵敏度进行探讨。运用机构可靠性设计理论中的Monte Carlo法分析了操作机构在过载分断时的动作可靠性,构建了操作机构在过载分断时的动作可靠性模型;同时,利用Monte Carlo法分析了操作机构的动作可靠性灵敏度,给出了操作机构随机参数可靠性灵敏度的变化规律,研究了随机参数的改变对操作机构动作可靠性的影响。结果表明,该方法能够有效地分析小型断路器操作机构的动作可靠性,同时也可为小型断路器操作机构的可靠性设计提供参考。     

基于永磁的高速触头操动机构仿真与分析

本文结合新型混合式限流断路器对触头操动机构的要求,提出了基于永磁的新型高速触头操动机构的方案。分析了基于永磁的新型高速触头操动机构的工作原理,在此基础上运用Ansoft有限元仿真软件对高速触头操动机构进行了建模,分析了新机构的工作特性,并对新机构的动作特性进行了仿真分析和解析计算,仿真结果表明新方案有效提高了机构分闸的可靠性。     

基于LabVIEW的万能式断路器故障在线诊断系统

为实现对万能式断路器分合闸故障的非侵入式检测,设计了一种基于LabVIEW的万能式断路器故障在线诊断系统。采用加速度传感器和拾音器对断路器分合闸过程中的振动与声音信号进行监测,并通过LabVIEW对振声数据进行读取、处理、显示、存储。研究了断路器振声数据的特征参数与分合闸动作状态之间的对应关系,利用支持向量机对分合闸动作过程中的故障进行辨识。在DW15-1600万能式断路器上进行故障模拟试验,结果表明该系统可以有效地对断路器分合闸故障进行诊断,具有良好的可靠性与实用性。     

高压断路器液压操动机构特性分析

高压断路器是电力系统的重要控制和保护装置,而液压操动机构是断路器的核心部件之一。液压操动机构具有高压高速大流量性、长期等待性及高可靠性等特点。分析550kVSF6高压断路器液压操动机构的分合闸运动特性,建立电磁铁、高速大流量控制阀和液压缸等仿真模型,对液压机构多级控制阀的响应时间、分合闸速度特性和管路损失等进行仿真分析。讨论管路损失、结构和系统参数等对液压机构特性的影响,并通过试验测试阀腔内油压、液压缸位移速度等特性,证明仿真模型的准确性,为液压操动机构性能的优化提供依据。     

液压弹簧操动机构缓冲结构的仿真研究

液压弹簧操动机构是高压断路器的重要组成部分,决定了断路器的分合速度和工作稳定性,而缓冲结构在操动机构动作过程中起着不可或缺的作用。为研究和优化800 kV超高压断路器的缓冲结构,对其进行理论分析,利用SolidWorks和ADAMS软件建立内阶梯形缓冲结构的数学模型,建立基于AMESim和ADAMS软件的联合仿真模型,并对分闸缓冲进行试验测试。通过仿真分析和试验研究,得到缓冲结构的动态缓冲油压及流体特性,对五级阶梯形缓冲结构进行优化改进,进一步提高了液压弹簧操动机构的可靠性和适用性。     

高压断路器操动机构的自由脱扣装置分析

根据设计原理和结构特点,对高压断路器操动机构的自由脱扣装置进行动作过程描述和动作原理分析,通过阐述自由脱扣功能解析其工作特性,并提出自由脱扣装置存在的问题及其解决方法。     

充气柜断路器二次接线回路优化与微机保护装置的对接方案

针对充气柜产品断路器机构操作回路出现的问题,本文优化了断路器机构的二次操作回路,使机构更为稳定可靠。对于断路器机构与微机保护装置对接时出现的问题,我们分析了微机保护装置的内部电路与断路器分合闸回路,特别是防跳回路。通过分析装置电路,查找到了机构动作出现问题的原因,提出两种装置之间较为成熟的对接方案。     

基于可拓分析的低压断路器虚拟样机动作特性评价

目前低压断路器的动作特性分析主要考虑合闸/分闸速度和合闸/分闸时间两个因素,没有系统地考虑动作特性的其他内在因素并进行综合评价,针对该问题,建立了断路器动作特性多维分析的过程模型,提出"速度—位移—力"三维度十标度的断路器虚拟样机的动作特性分析评价指标体系。基于该指标体系,研究了基于可拓分析的断路器虚拟样机动作特性的评价方法,该方法的特点是:改进了传统的经典域物元模型,建立了一种断路器动作特性评价的物元模型;设计了断路器动作特性的可拓评价算法,改进了传统的关联函数,使提出的关联函数适用于断路器动作特性评价的特点。以一款CDM1-100型断路器的设计和分析过程为例验证了该评价方法的可行性和有效性。     

基于线圈瞬态电流参数优化的真空断路器永磁操动机构动作特性研究

针对永磁操动机构出力不足、动作特性与真空断路器开断性能难以配合的问题,对单线圈双稳态真空断路器永磁操动机构进行了研究,在剖分永磁操动机构结构的基础上,分析了磁路磁链的分布关系,建立了三维电磁场数学模型。采用有限元法仿真分析方法,求解了永磁操动机构线圈瞬态电流与动铁芯合闸动作特性之间的关系,并探讨永磁操动机构储能电容容量、电源电压、线圈匝数和负载等效质量等主要参数对真空断路器合闸动作特性的影响。研究结果表明,仿真计算数据与试验测试数据吻合,优化后的电容、线圈及负载参数可对永磁操动机构的位移检测、系统故障诊断、结构改进等提供理论依据。     

百万伏大功率操动机构液压系统优化设计

作为高压断路器核心部件之一,液压操动机构具有响应快、流量大、瞬时爆发大功率、长期等待性等特点,该文以1100kV特高压断路器液压操动机构为对象,研究基工作原理及关键部件(电磁铁,大流量高响应控制阀,高速液压缸内缓冲结构等)。基于AMESim仿真平台,建立包括电磁铁、蓄能器、高压大流量多级控制阀、高速液压缸内缓冲结构和连杆传动机构等在内的大功率操动机构液压系统仿真模型。通过实验测试的液压缸分闸过程行程曲线与仿真曲线对比,证明仿真模型的准确性,指导大功率操动机构液压系统的优化设计。     

35kV六氟化硫相控断路器及其磁力操动机构的设计与实现

针对高压断路器在随机相位分合闸动作时给电力系统带来的危害性电磁暂态效应问题,设计出了可实现智能调速和选相分合闸功能的35kVSF6相控断路器及其配用磁力操动机构。对带载工况下的磁力操动机构进行了静态磁场和动态特性的仿真分析,并进行了样机试制和试验验证,给出了仿真计算结果和试验测试结果。     

基于断路器动作特征参数的合闸弹簧储能状态预测

为实现在检修时对运行中断路器的合闸弹簧储能状态进行诊断,利用压力传感器、光电编码器和电流互感器在LW25-126瓷柱式六氟化硫断路器上进行实验,获取合闸弹簧储能状态和动作特征参数。研究了断路器合闸和储能过程的动作特征参数与合闸弹簧储能状态之间的对应关系,利用BP神经网络对合闸弹簧储能状态进行预测。通过对BP神经网络的训练结果和实验结果的分析,表明通过断路器动作特征参数可以有效地对合闸弹簧的储能状态进行预测。     

一种双稳态永磁机构真空断路器的研究与设计

在分析永磁机构动作原理基础上,建立了12k V双稳态永磁机构真空断路器设计模型。运用磁路分析方法,通过对操动机构静态力进行分析,给出了永磁操动机构主要参数的设计与计算方法,提出永磁机构可运用于更高电压等级的真空断路器。根据操作功的不同,三相主回路分别配置独立的永磁机构,将为实现断路器的同步操作技术提供可能。     

基于奇异位形的塑壳断路器操作机构合闸运动状态

塑壳断路器要求其操作机构设计需满足合闸、分闸、脱扣、终压力、开距、超程、电性能独立于手动操作力等性能指标;而其各性能、指标参数、操作机构结构参数相互关联耦合,导致塑壳断路器操作机构的设计及优化难度极大。提出依据机构奇异位形、限位块与机构接触状态,对塑壳断路器合闸运动过程进行阶段细分的划分准则,将合闸过程划分为七个运动阶段进行研究;研究机构在不同阶段拓扑结构、自由度变化情况,及对塑壳断路器性能指标的影响,并从原理上解释了塑壳断路器电性能独立于手动操作力的特性。该研究方法有利于揭示塑壳断路器操作机构运动过程的特性变化,为断路器操作机构的设计及优化提供理论基础。     

塑壳式断路器操作机构的动力学模型及性能分析

针对目前塑壳式断路器操作机构的设计过程中存在性能判定依据单一、专用的操作机构性能分析软件缺乏的问题,分析了断路器操作机构分闸与分断的区别,采用拉格朗日方程建立了断路器操作机构的动力学模型,分析了操作机构的等效转动惯量和广义作用力的确定方法。建立了操作机构设计参数与性能指标之间的映射关系,来支持操作机构的性能指标分析,提出包括动触头—基座角度、手柄弹簧力、弹簧测试角度等的断路器操作机构的动态性能指标体系。基于建立的动力学模型对ADAMS软件进行二次开发,以辅助断路器操作机构的动力学分析,输出速度、位移、力等性能曲线,帮助实现操作机构设计参数的分析优化,并以一款CDM1-100型断路器操作机构的设计为例对所提动力学模型进行了验证。     

基于Wiener过程的万能式断路器附件剩余寿命预测*

万能式断路器作为一个复杂的机械系统,其操作附件的剩余寿命预测对于维护断路器的可靠性至关重要。为准确掌握操作附件剩余寿命情况,提出了一种基于Wiener过程的万能式断路器操作附件剩余机械寿命预测方法。首先,通过对操作附件动作过程中线圈电流波形的分析选取了动作时间作为性能退化特征量;其次,考虑到断路器操作附件性能退化过程具有线性非单调的特点,采用Wiener过程建立了操作附件的性能退化模型,并利用极大似然估计法对退化模型参数进行估计;然后,基于首达时间的概念建立了剩余寿命预测模型,推导出剩余寿命概率密度函数解析式。最后对安装于万能式断路器上的分励脱扣器和释能电磁铁两种操作附件进行全寿命试验及其剩余寿命预测,预测结果验证了所提方法的有效性。     

高压断路器液压操动机构关键参数对分闸过程动态特性的影响

以某型高压断路器的液压操动机构为研究对象,分析其分闸过程中的受力情况,建立分闸运动的数学模型,并在此基础上进行仿真,研究结构参数对其动态特性的影响,为设计高压断路器液压操动机构提供理论依据。     

浅析低压断路器选型

现市场上低压断路器品种繁多,从第一代的电磁式到第二代的电子式和发展到今天第三代的智能式,按技术先进程度设计选用时通俗的分为智能型和非智能型两种,但断路器的机械分合闸机构和主辅触头通断动作原理基本相同,致使低压断路器使用场合不同时选用不当会影响使用寿命和使用要求,现对低压断路器在电气设计时如何选型浅析如下,供同行参考。     

基于ADAMS的大功率直流接触器操作机构动力学仿真研究

本文介绍了通过Adams动力学仿真对某款大功率直流接触器操作机构进行合闸过程和分闸过程的仿真分析,通过仿真分析弹簧的弹性系数的设计对分合闸动作响应时间、触头合闸保持力、分合闸触头弹跳程度的影响。