万能式断路器触头主回路系统的设计与应用

研究和分析了万能式断路器触头主回路系统。对触头系统与桥型触头进行计算分析,开发了新型结构,并在新一代万能式断路器的设计中进行应用,提高了万能式断路器的整机性能,降低电动斥力,提高了触头回路系统的电动及热稳定性。     

采用PSO算法对低压断路器的低能耗优化设计

在低压断路器的低能耗设计中,参数设置通常采用经验方式选取,因而很难实现能耗最低化。为此,在分析HSW6低压断路器能耗的数学物理模型的基础上,提出一种采用粒子群算法(PSO)进行低能耗参数优化设计的方法。首先对断路器的额定电流和内部功耗、铜耗、触头数、触头电阻等影响因素进行分析与建模,并转换成求解这一组参数的最优值问题;然后采用自适应PSO算法进行全局寻优得到参数最优解。实际应用表明,该文提出的基于PSO算法的低能耗参数优化设计方法不仅能实现断路器低能耗设计要求,而且提高了设计效率。     

万能式断路器能量损耗的分析

通过断路器各种结构对功耗影响的分析、研究、测试,采用多回路结构方法,实现降低低压断路器主回路的有功电流功耗和铜耗是一种可行的途径,给出了万能式断路器内部功耗的计算公式,采用研发的新型结构,有效地降低了能耗,并已应用于新一代断路器的设计中。     

550kV六氟化硫断路器故障诊断和检修策略(三)

8．3 导电回路的监控。在高压断路器的长期运行中，导电回路异常是发生概率相对较高的一种缺陷，其原因是很多断路器触头系统的设计和结构不良、触头弹簧质量低劣，制造工艺落后．造成导电回路接触不良，逐步发展成故障甚至事故。例如，触头弹簧失效使接触压力降低，触头插入深度不够或对中不正确导致接触面积过小，电弧烧损主导电触头等。虽然运行单位选择开关设备时，额定电流要高1、2个等级，但这类问题仍可能发生。     

永磁饱和型高压直流限流器参数优化设计

随着高压直流系统短路电流水平的提升,故障电流可能超出断路器遮断容量,或使其体积与成本急剧增加。使用故障限流器抑制故障电流上升速度,能够降低对直流断路器性能的要求。其中,永磁饱和型故障限流器具有无需外加控制、自动响应、无需外加励磁电流和损耗较低等优点。目前限流器参数设计主要针对稳态电感值,考虑暂态特性的参数设计及优化方法仍待研究。为此,文中提出一种用于直流系统的永磁饱和型故障限流器参数优化设计方法。首先,介绍了该类型限流器的工作原理。其次,提出了限流器优化设计的约束条件和优化目标函数,以成本最低为目标进行了限流器参数优化设计。最后,建立了有限元和电路仿真模型进行仿真计算,并研制了一台限流器样机,进行了试验。仿真和试验结果表明:采用所提方法可以设计出符合要求的限流器,降低了限流器成本,减小了直流断路器分断过程中的应力。     

技术创新实现框架式断路器增容

介绍了壳架电流为2000A的万能式断路器扩容到2500A的技术背景和实现方法。首先从原理上分析了影响断路器可靠性和安全性的主要因素,通过创新主回路设计,降低回路接触电阻,使断路器温升降低、超程稳定;然后通过改进机构设计,优化触头压力参数,提升断路器的动热稳定性,实现了壳架等级为2000A的断路器扩容到2500A。     

基于ADAMS的低压塑壳断路器操作机构的优化设计

针对某型低压塑壳断路器触头超程较小的问题,利用UG建立该型断路器全尺寸三维模型,将模型导入ADAMS中建立其虚拟样机模型。通过经验法分析并修改影响触头超程的部件,使超程达到技术要求,为减小其动作时间,构建了操作机构的数学模型,对杆件建立方程式,推导后得到连杆长度与杆件夹角之间的变化关系。依靠ADAMS参数化设计工具,以动触头角速度最大为优化目标,相关杆件长度为优化变量,对操作机构进行优化设计。仿真结果证明,基于ADAMS的参数化分析法在对复杂运动机构的优化设计中更加高效和便捷,优化结果较为理想,为物理样机的研制提供了参考。     

低压断路器触头系统电动斥力的计算

当断路器分断故障电流时，分析作用于触头系统上的电动斥力对于断路器的优化设计非常重要。本文在三维积分方程法的基础上，分析触头接触面上电流线收缩，触头臂上的电流及非线性灭弧栅片对电动斥力的影响，并制作了样机，在低压大电流回路上对该方法进行了验证。使用该方法能够计算作用于万能式和塑料外壳式断路器触头系统的电动斥力，为低压断路器的触头系统设计提供一种新的方法。     

基于改进遗传算法的SF6断路器匀场设计

提出一种适于求解复杂结构优化问题的改进遗传算法(variable interval genetic algorithm,VIGA)。采用实数编码方式以及混合杂交算子以提高实数编码杂交效率,同时,通过调整子代种群生成方式,提高算法收敛性,不至于过早收敛到局部极值。以2个典型测试函数为例,分别进行了多峰值、多变量测试函数寻优测试,通过将VIGA寻优结果与测试函数解析解、传统遗传算法(genetic algorithm,GA)以及模拟退火优化(simulated annealing algorithm,SA)策略所得优化结果进行对比分析,VIGA的可行性和有效性得到证实。以550 kV单断口SF6断路器灭弧室为研究对象,进行触头结构优化设计,得到灭弧室内部各触头及屏蔽罩沿面电场分布。仿真结果表明,基于VIGA的电场逆问题求解可有效改善超高压断路器灭弧室电场分布,实现结构优化设计以及灭弧室内匀场设计。     

新型双电源转换开关直流速动电磁机构的设计与优化

双电源转换开关对于保证重要场合正常供电的持续性至关重要,新型双电源转换开关依赖电磁机构带动触头系统替代断路器进行切换。基于新型双电源转换开关的工作原理,深入分析电磁机构的反力特性,研究直流速动电磁机构的设计方法,计算结构参数,完成初步设计。利用多软件联合方式建立了电磁机构的静态和动态仿真模型,进行了静态和动态特性分析;研究对电磁机构性能影响较大的关键因素,确定优化变量、目标函数和约束条件,采用遗传算法对电磁机构的结构参数进行了优化设计。最后,研制电磁机构样机,设计电磁吸力测试实验系统,通过静态吸力及整机测试验证了设计结果的正确性。