核电厂发电机出口断路器失灵保护设计

核电厂发电机机端与升压变压器之间都装设发电机出口断路器,而且装设了发电机出口断路器失灵保护。文中分析核电厂发电机所配置的保护及其定值,发现发电机出口断路器失灵保护设计存在问题:某些启动跳发电机出口断路器、灭磁、关闭主汽门的电气保护,因电流判据不满足而不能直接有效地启动发电机出口断路器失灵保护;汽轮发电机组在程序跳闸过程中,发电机出口断路器发生故障而不能跳开,也不能启动发电机出口断路器失灵保护。对上述问题所造成的危害,文中提出核电厂发电机出口断路器失灵保护设计的改进措施,完善了核电厂发电机出口断路器失灵保护设计。     

基于延时动作的漏电保护开关分级保护系统的设计与实现

为了保障供电的安全性和可靠性,低压供电系统要求必须安装漏电保护开关,由于未对系统内的各级漏电保护开关采用分级保护技术,一旦出现漏电,就会造成大面积停电.在低压供电系统内采用延时动作的漏电保护开关和分级保护技术,是解决上述问题的唯一途径.     

适用于直流电网保护的高压直流断路器时序配合方法

世界范围内风电、光伏大规模开发利用,其所占发电比例不断增加。柔性直流电网作为支撑高比例新能源接纳的重要手段,已成为电网发展的重要方向。高压直流断路器作为柔性直流电网隔离直流故障的关键设备也受到了越来越多的关注。提出了一种直流电网保护中高压直流断路器的新型时序配合方法,该方法可以在直流断路器拒动情况下有效减小其余直流断路器的开断直流故障电流水平,同时缩减故障隔离时间和减小直流断路器中耗能支路耗散的能量。同时,提出了一种适用于直流断路器配合,用于检测直流断路器是否存在拒动的故障判断方法。在PSCAD/EMTDC中的仿真结果验证了所提出新型时序配合方法和故障判断方法的正确性和有效性。     

漏电断路器的步进加速退化试验方案研究

漏电断路器是低压配电系统中重要的终端保护电器,在防止漏电事故、保护用电人员的生命财产安全上发挥着重大作用,一旦失效,会对电网系统和人民生命财产造成重大危害。由于漏电断路器具有可靠性高、寿命长的特点,正常应力的可靠性试验无法在短时间获取足够的数据进行可靠性评估,文章提出一种漏电断路器的步进加速退化试验方案,分析漏电断路器性能退化规律,对其进行可靠性预测。确定加速模型和加速应力,根据前期预实验,确定特征参数;综合考虑漏电断路器的失效机理和试验样本、效率等因素,选择合适的应力水平、试验周期、失效阈值等试验参数;针对试验过程中漏电断路器剩余动作电流值的退化,利用Wiener过程建立退化模型,提出漏电断路器剩余寿命的概率密度函数和可靠度函数的预测方法。     

高低压断路器技术创新问题分析

高低压断路器技能创新工作是一个系统化工程,需要从断路器设备材料选择,综合控制器信息处理,设备整合等方面开展有效的技术研究工作,才能保证各项工作顺利完成。电力系统在国民经济发展过程中发挥重要的作用。当前需要降低高低压断路器的故障率,才能保证电力系统高效、可靠的运行。高低压断路器控制需要完成智能化技术升级,提升系统的综合技术水平。     

考虑断路器非同期合闸的行波数据采集方案及保护算法研究

现有行波数据采集方案中采集数据的长度为定长,不能很好地适应高压及超高压系统中三相断路器非同期合闸的情况。文章提出了一种数据长度可变的行波数据采集方案,数据长度可根据断路器的闭合自动延长。考虑到大多数行波保护或暂态保护原理在断路器非同期合闸时可能失效,文章提出了一种合闸到故障的检测方法。其原理为:线路无故障时合闸引起的电流波形表现为围绕时间轴卜下交变;而线路存在故障时电流波形总体表现为单调变化的趋势。大量仿真计算证明了该检测方法的可靠性。     

基于小波变换的高压断路器机械故障监测装置的研究

高压断路器在电力系统中起着重要的控制和保护作用,对电网安全运行非常重要。对高压断路器的概念进行简单介绍,并对其振动信号特点及原理进行了分析。针对目前高压断路器机械故障监测方法出现的各种弊端,研制出一种基于振动信号分析的断路器机械故障监测装置,该装置通过对振动信号进行小波变换分析能有效对断路器的运行状态和故障进行准确、及时、自动监测识别,同时能够实现故障前告警,对调整高压断路器运行状态,保证高压断路器的安全稳定运行具有重要意义。     

断路器失灵保护在石化总厂的应用

断路器的可靠分断对于切除故障以及防止电力系统故障的进一步扩大至关重要，故障切除迟缓也会危及系统的稳定性。实际应用中经常安装断路器失灵保护，该保护监测断路器是否在合理的时间范围内断开。如果在断路器跳闸启动开始后一段延时时间内故障电流没有被终断，断路器失灵保护将动作。断路器失灵保护被用来作为后备跳开上级断路器，以确保故障可靠切除。     

直流断路器的研发现状及展望

可靠有效的电力供应以及开发利用可再生资源对于改进电力传输模式提出了巨大的挑战。基于低损耗、远距离、大功率输电以及更有效地连接可再生能源入网和便于灵活操作的优点,高压直流输电(HVDC) 得到了新的重视。特别是电压源换流器(VSC)技术的出现使得多端高压直流(MTHVDC)电网的筹建发展成为可能并越来越具吸引力。目前,多端高压直流电网技术上的主要挑战,如网络结构的拓扑设计、大容量电缆、保护和开断短路电流的直流断路器等成为热门话题。对于多端高压直流电网,具有快速开断直流故障电流和隔离故障功能的直流断路器是必不可少和至关重要的。只有应用高压直流断路器,才有可能采用多端高压直流实现多个节点连接的可再生能源入网或退网、及时快速分离故障并可保证系统的安全可靠运行。 虽然目前市场已有高压直流断路器,且有一些已在超高电压系统运行,但它们直接开断短路故障电流的开断能力较低,且都是作为转换开关将故障电流从一个电路转换到另一电路,最后由交流断路器完成开断,其开断时间较长,系统欠稳定。故具有高开断能力的高压直流断路器仍然是MTHVDC的发展的一个瓶颈,限制着MTHVDC的发展。因此,一场研发高压直流断路器的激烈竞争在ABB、西门子和阿尔斯通等国际电力设备制造商之间正在悄然进行。本文着重介绍了高压直流断路器的发展及其研发的必要性和迫切性,介绍了目前高压直流断路器的最新发展状况、现存的挑战和未来展望。     

Empirical Circuit Breaker Failure Rate Assessment and Modeling in a Preventive Maintenance Application

This article presents an analysis of the failure rates of SF6 puffer circuit breakers in the 230-kV voltage class. Historical failure recorded data for existing power circuit breakers in high-voltage substations in Thailand from 1992 to 2011 were retrieved. Subsequently, the data were analyzed and classified based on the causes of failure related to circuit breaker sub-components. The failure rates of the individual circuit breaker sub-components were determined. These failure rates were then categorized into three main circuit breaker component categories based on their functionality, which includes the live part and insulation, operating mechanism, and control part. The failure rates of the individual circuit breaker sub-components were calculated, and their associated probability distributions were estimated using Weibull distribution functions. The resulting Weibull distribution parameters were subsequently utilized in a circuit breaker preventive maintenance application to aid in the decision-making process for setting the maintenance schedule of the circuit breaker components. Finally, circuit breaker reliability is also monitored. This proposed method can also be applied to other high-voltage equipment in power systems.     

特高压断路器的瞬态恢复电压研究

结合晋东南—南阳—荆门1 000 kV特高压试验示范工程，研究了交流1100 kV断路器瞬态问题中的断路器开断短路电流或失步解列后的瞬态恢复电压(transient recovery voltage，TRV)内容。在此基础上提出了我国交流1100 kV特高压断路器的工作条件建议，分析了特高压断路器TRV问题的前景。认为我国特高压电网断路器在不采用分闸电阻的条件下，可满足IEC断路器扩展标准和正在修订的我国电力行业断路器标准中对TRV的要求。     

一种电压型配电网单相接地故障处理方法

针对配电系统架空线路零序电流不易获取，误差较大的特点，提出一种电压型小电流接地故障处理方法；根据三相电压的变化实现故障检测，依靠电站小电流接地选线装置或人工拉路以及断路器，负荷开关的相互配合，实现故障分段，隔离并恢复健全线路供电，该方法属于分布智能模式，适用于无信道系统，可靠性高，该技术已应用于绍兴供电局配电自动化系统，并通过了现场试验进入实际运行，效果良好。     

带有自动重合闸功能的断路器失灵保护

分析了3/2接线完整串中断路器发生断路器拒动和死区故障时保护的动作情况,指出现有断路器失灵保护无法正确切除死区故障。提出一种带有自动重合闸功能的断路器失灵保护,由原失灵回路、电压判别装置控制回路、自动重合闸回路、电压判别回路组成,通过残压-感应电压半周波判别装置对主设备特定时间段的电压进行检测,判断主设备相邻断路器是否发生死区故障,进而决定是否在失灵保护动作跳闸后重合相关断路器使主设备恢复供电。该断路器失灵保护可以在发生死区故障时缩小停电范围。最后以3/2接线完整串中断路器为例,讨论了带有自动重合闸功能的断路器失灵保护的动作过程。     

真空断路器操作过电压对电机产生的危害及对策

真空断路器开断电机回路时 ,会产生截流过电压、多次重燃过电压及三相同时截流过电压。因此 ,在电机回路中装设真空断路器时 ,必须有完善的保护设备来限制真空断路器的操作过电压 ,以保护主设备 ,使电力系统安全、可靠、经济地运行。特别是在发电机回路中使用真空断路器时 ,更要慎重 ,除具有完善的保护措施外 ,还要考虑其绝缘水平配合、发电机回路的电容电流、切断直流分量的要求等因素 ,使真空断路器的优良性能得到充分发挥     

高压断路器抗震能力分析及抗震减震措施

高压断路器是电力系统中发挥重要作用的关键电气设备之一,但抗震能力较为薄弱。笔者对汶川地震中部分变电站断路器的震害进行了分析,另外,分析了振动台抗震试验中不同地震输入下SF6断路器的加速度和应变响应。分析表明,地震烈度在Ⅶ度以上地区的断路器主要有4种典型的震害型式,损坏较为严重,有必要采取有效的抗震措施提高断路器的抗震能力。除了采用传统抗震技术提高断路器抗震能力外,隔震减震技术也是一种有效的方式,该技术具有减震机理清晰,减震效果明显的优势。结合断路器的结构特点,提出了适用的3种有效的隔震减震技术方案,为今后开展断路器等电气设备的抗震设计与加固改造提供参考。     

Comparing direct and synthetic tests for interruption ofline-charging capacitive current

Using a validated arc model, this paper analyzes current distortion and voltage waveforms during both direct and synthetic tests for interruption of line-charging capacitive current by power circuit breakers. Although the voltage of the electric arc drawn between breaker contacts may produce significant current distortion, it is demonstrated that the most significant parameter affecting the breaking capacity of power circuit breakers in capacitive-current switching tests is the voltage jump appearing across breaker contacts immediately after current interruption. It is essential to correctly define the supply circuit impedances and the associated voltage jump so as not to reduce or increase this test severity unduly     

直流配电网断路器优化配置方法

直流断路器的优化配置对提高直流配电网可靠性、降低用户停电损失具有重要意义。基于最小割集法提出了直流负荷点区域划分方法,建立了计及电力电子设备功能故障的停电损失费用计算模型。以开关设备投资运行费用和停电损失费用之和最低为优化目标,配置断路器数目为阶段数,配置断路器位置组合为状态,针对直流断路器造价随技术发展下降空间较大的特点,提出了一种考虑价格变化的直流断路器配置动态规划算法。以手拉手型直流配电网为例进行了计算分析,结果表明该方法能够对直流断路器价格进行区间划分,并得到各区间所对应的最优配置方案。     

智能变电站保护用电流互感器配置问题及解决措施

通过一起断路器内部故障相关保护动作行为的分析,指出现有智能变电站保护用电流互感器配置方案存在严重缺陷。当一台保护停运时在断路器内部故障会出现快速保护死区,需要依靠带延时的失灵保护切除故障;而失灵保护会由于感受不到故障电流而拒动,从而威胁电网的安全稳定运行。为此,从工程设计上提出在每台断路器两侧各装设2组TPY绕组和1组5P绕组的保护用电流互感器配置方案,以彻底消除保护死区。同时,还从系统运行及保护配置等方面提出了补救措施,包括停用相关断路器及装设死区保护或改造失灵保护等。上述方法目前已在西北750 kV智能变电站建设和运行中获得应用,提高了保护的可靠性和系统的稳定性。     

Comparing test requirements for low-voltage circuit breakers

Low-voltage circuit protective devices include low-voltage power circuit breakers, insulated case circuit breakers, and molded case circuit breakers. Each of these circuit breaker types is used for particular applications, and is tested against standards that relate to those applications. In North America, low-voltage power circuit breakers are designed and tested in accordance with ANSI/UL standard 1066, which in turn refers to the series of applicable ANSI C37 standards. Insulated case circuit breakers and molded case circuit breakers are designed and tested in accordance with the UL standard 489. In this paper the standards are compared by means of tables. The standards for low-voltage power circuit breaker and the molded case circuit breaker have many common elements. As a consequence, either type of circuit breaker could be used for some applications. However, there are several significant performance differences that relate to the application of these circuit breakers. Specifically, the low-voltage power circuit breaker is normally applied upstream of the molded case circuit breakers     

电力系统短路电流直流分量及其对断路器开断能力的影响

短路电流中的周期分量和直流分量对系统短路容量都有贡献,而后者在工程应用中没有引起足够的重视。从仿真计算和实际故障录波2方面介绍了超高压输电网中短路电流直流分量的衰减情况,定量估计了直流分量对运行中的断路器开断能力的影响。最后,对运行中的断路器的开断能力和关合能力做出了综合评价,并得出结论:如果按短路电流周期分量校核断路器开断能力,则需要留有10%～30%的裕度,以考虑开断电流中可能存在的直流分量;限制运行中的断路器使用的仍是其开断能力而不是其关合能力。