高压断路器状态参数测试仪的研制

为了准确测试断路器状态参数以提高电力系统的可靠性,提出了线圈电流信号的小波变换处理方法,利用对瞬时信号反应灵敏的霍尔电流传感器进行断路器合、分闸线圈电流信号的测试,使用高精度光电编码器及复杂可编程逻辑器件实现动触头行程信号的精确测量。本测试仪采用多CPU分立采集处理、中央控制器集中控制的结构,创建了安全数码存储卡文件系统进行数据的存储、管理及查询。实际应用表明,该系统能很好实现各参数的精确测量及数据的高效管理。     

真空断路器机械特性的在线监测技术

介绍采用霍尔传感器检测合、分闸线圈电流信号和使用差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号，实现真空断路器机械特性在线监测的方法，给出了系统的硬件原理框图。叙述了机械特性参数确定的方法，并在硬件设计上采取了一些有效的抗干扰措施。试验表明，系统工作比较稳定，精度较高。     

高压断路器在线监测系统在1100kV HGIS上的应用

文章介绍了某换流站高压断路器在线状态监测系统,实现对1 100kV HGIS合/分闸线圈电压和电流的监测、动触头行程的监测以及合/分闸时间等参数的测量,及时准确地了解1 100kVHGIS的工作状态,方便运行维护工作。     

真空断路器机械特性的在线监测

介绍了一种采用霍尔传感器检测合、分闸线圈电流信号和使用差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号,实现真空断路器机械特性在线监测的方法;设计以单片机HC16F877为检测核心,给出了系统的硬件原理框图;叙述了机械特性参数确定的方法,并在设计上采取了一些有效的抗干扰措施。试验表明,系统工作比较稳定,精度较高。     

低压断路器机械特性的在线监测技术研究

为保证电力系统低压端运行的可靠性,介绍了一种采用JT系列磁补偿式电流传感器(霍尔传感器)检测低压断路器合、分闸线圈电流信号和使用旋转光电编码器测量动触头的行程信号,实现低压断路器机械特性在线监测的方法。设计以TMS320F206为检测核心,给出了系统的硬件原理框图;在设计上采取了屏蔽、隔离和滤波等抗干扰措施。试验结果表明,系统能够对低压断路器机械特性参数进行可靠的监测,稳定性好、精确度高。     

交流中压真空断路器机械特性在线监测装置的研制

在断路器所有故障中,机械故障占有相当大的比重,对其机械特性在线监测具有重要现实意义。文中针对某12 kV交流中压真空断路器,以分合闸线圈电流信号、角位移信号及振动信号为监测对象,研制了一种以STM32F407为主控芯片、搭载RT-Thread实时操作系统的交流中压真空断路器机械特性在线监测装置。该装置采用HNC-661霍尔电流传感器捕获分合闸线圈电流,判断断路器分合闸的动作起始时刻;在低电位处采用WDD35D4-5kΩ角位移传感器替代直线位移传感器间接测量动触头的位移曲线,有效避免了直线位移传感器在高电位处的隔离问题;利用ADXL001-70BEZ振动传感器采集断路器动作过程的振动信号,经短时能量法处理后提取出断路器刚分刚合时刻的振动事件,并在此基础上进行机械参数计算。该装置完成机械特性参数计算后可实现液晶显示、数据上传功能,实现了对断路器机械特性的在线监测。经过与机械特性测试仪对比测试,该装置的机械特性监测数据稳定可靠。     

新型高压断路器操动机构故障识别

利用高速、高分辨率摄像机捕捉断路器合分闸过程传动部件的运行状况,采用图像分析和识别技术获取断路器操动中传变部件运动位移、主轴转动过程及角度参数,计算分合闸时间、动触头行程、运动速度,从根本上革新断路器机械特性测试方法,提高参数测量精度和速度;再结合操动过程中声、振动的频谱特征分析、操作中分合闸线圈电流的分析,发现操动机构潜在故障,并分析故障类型,提高对运行状态判断的准确性,为断路器在线故障监测和状态检修奠定了基础。     

真空断路器机械特性的在线监测方法

研究了真空断路器机械特性的在线监测方法。采用角位移传感器间接测量动触头的行程曲线,有效解决了直线位移传感器安装困难和高电位隔离的问题;通过监测操作过程中的振动信号,得到了在线状态下动静触头的关合和刚分时刻;用霍尔电流传感器监测分合闸线圈电流,配合动触头位移曲线,得到反映真空断路器机械特性的多个特征参量。     

基于DSP的真空断路器机械特性测试装置

介绍了一种真空断路器机械特性测试装置的设计.采用数字信号处理器TMS320LF2407、ADC、模拟信号调理、光电隔离器件、传感器等组成真空断路器机械特性测试装置的测试系统;采用USB串行总线与上位机进行通信.给出了该测试装置的系统总体结构框图及各接口电路.该测试装置能测量真空断路器机械特性参数,并计算和显示相应时间的动触头运动速度和行程,以及相应行程动触头运动速度和时间.     

高压开关柜断路器机械特性在线监测装置研究

研究了高压开关柜内断路器机械特性在线监测方法。采用非接触式角位移传感器间接测量动触头行程曲线,有效解决了常规角度位移传感器及直线位移传感器安装困难问题;利用断路器辅助触点及实验结果的时间修正,得到了动静触头刚分、刚合时刻;用霍尔电流传感器及其电路,得到了断路器分、合闸周期的起始时刻;用DSP2812作为处理器,通过对监测信号的处理、计算得出可以反映断路器机械特性的多个特征参量。     

高压开关分合闸速度测试系统

为提高高压开关的测量精度和速度,提出了一种适用于少(多)油高压开关的分合闸速度测试系统。该系统以8031单片机为核心,应用数据采集程序,检测高压开关动触头的行程、超行程(接触行程)、动触头的刚分(合)速度、分(合)闸平均速度、最大速度等多个指标,并依据光电编码器工作原理,设计了一套包含一个光栅杆和两对能减小高压开关分合闸行程和速度测试误差的红外光电耦合器的光栅传感器。测试系统在一次分闸或合闸操作中,可测试动触头所有行程和速度参数。操作结束后,系统马上输出测试结果,测试速度快且数据直观。     

高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可靠范围,可为断路器操动机构故障精确诊断提供重要依据。     

LW11-252型SF_6高压断路器在线监测系统的开发

指出目前断路器在线监测和诊断技术存在的问题.在对SF6断路器状态参数进行实时监测的同时,总结出适用于LW11-252型SF6高压断路器在线监测的方法,介绍了该监测系统的开发原理及系统构成.以合、分闸线圈电流、触头行程-时间持性曲线及触头寿命为系统监测参数,介绍了断路器故障的分析与预测方法.     

高压开关设备的状态维修技术

金属开关柜柜内和手车触头温升、断路器机械特性及断路器触头电弧烧损是造成开关柜设备故障的重要原因,对它们进行有效的实时监测是实现开关设备维护方式转换的关键。介绍了CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用,永磁操动机构断路器远方监视技术及断路器触头电弧烧损监测技术。分析了断路器分闸动作时线圈电流波形与动铁心位移关系。列举了断路器短路开断电流与开断次数的计算方法。指出了将运行成熟的在线监测技术纳入设计和制造中,可以降低电器产品在线监测单元的安装费用,减少不必要工作。     

基于结构分析的断路器操作机构的建模及仿真分析

基于断路器的结构来建模有利于研究断路器每个元件对其分合闸过程特性的不同影响,这对实现故障部位识别,进行故障分类及诊断都具有重要意义。文中针对断路器各个部分的功能特性分别建立机械与电气模型。然后利用机械与电气之间的相互联系,通过MATLAB/Simulink软件将单个部分模型组合来形成高压断路器的多域模型。随后设定所研究的高压断路器参数,在MATLAB/Simulink环境中进行仿真获取断路器的分闸行程曲线及分闸线圈电流特性,再通过改变模型中机械部分的摩擦参数及弹簧刚度系数得到不同的位移特性以及改变电气部分的参数获取不同的线圈电流特性。最后将所得结果进行分析,得出不同参数对断路器部分特性的影响,为未来更好、更全面地进行故障分类及诊断奠定一定的基础。     

基于线圈电流曲线与行程曲线的断路器操作机构故障诊断的对比研究

为研究线圈电流曲线与行程-时间曲线在断路器操作机构故障诊断上的区别,在分析了断路器操作机构线圈电流特性和触头行程-时间特性的理论基础上,通过对断路器操作机构的机械特性的测试,对比研究了断路器操作机构故障对线圈电流与行程-时间特性的影响。通过对比研究发现,线圈电流曲线在铁芯卡涩、线圈电压电阻变化、辅助触点灭弧困难、弹簧疲软故障方面比行程-时间曲线更灵敏、更准确。研究结果对断路器操作机构状态评估方法的选择具有一定的参考意义。     

基于综合判断法的高压开关设备机械特性在线监测技术

高压开关设备是电力系统通断回路、切除和隔离故障的重要设备,为了做到故障提前预警,提出利用霍尔传感器对断路器电磁驱动机构线圈电流进行监测,进而判断断路器电磁驱动机构是否存在线圈断线、驱动机构是否存在卡涩等故障;利用位移传感器和加速度振动传感器对断路器触头开距和超程进行监测,并通过多层感知机对断路器触头超程状态自动识别,实现对断路器触头磨损状况的实时监测,且满足供电公司为防止误判需要双验证的要求。经现场测试,高压开关设备机械特性在线监测技术可以做到故障提前预警,对保障供电安全具有重要的意义。     

基于线圈电流的永磁真空断路器控制方法

为使永磁真空断路器(VCB)分合闸的动作时间保持一致,实现可靠的同步关合,基于永磁机构(PMA)的动态特性,分析了动触头在不同运动阶段下的线圈电流,以及参考电流曲线的获取方法。基于Simulink控制模型,通过改进滞环控制方法有效实现了对参考电流曲线的跟踪。为检验控制算法,设计了以ARM处理器为核心的智能控制器,通过选取3种不同容量的储能电容,在150～200V电压范围内进行了断路器的分合闸实验。结果表明,基于上述控制原理设计的控制器可以有效控制断路器的动触头的行程轨迹,使动触头的运动轨迹与参考电流曲线的运动轨迹保持一致;在选定的线圈参考电流曲线下,实际断路器分合闸的动作时间的误差≤0.3ms。     

基于自适应神经模糊推理系统的高压断路器操作机构状态评估

为准确评估高压断路器操作机构的运行状态,提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的高压断路器操作机构状态评估方法。在测试分析大量高压断路器操作机构动作特性的基础上,研究了操作机构分合闸线圈电流曲线、触头行程-时间曲线与机构状态之间的关系;基于操作机构的分合闸线圈电流曲线和触头行程-时间曲线,通过建立多级递阶ANFIS模型将2种特性融合起来以综合评估操作机构的运行状况。试验结果表明:操作机构线圈电流曲线与触头行程时间-曲线相结合能够准确反映操作机构的运行状况,所建立的模型能够有效评估断路器操作机构的运行状况。研究结果对预测和防范故障、合理安排检修计划和检修重点具有重要的指导意义。     

永磁机构真空断路器分闸触头过冲与反弹抑制方法的研究

为了抑制真空断路器分闸操作过程的触头过冲与反弹现象,提高断路器的开断性能,笔者基于真空断路器永磁机构分闸操作工作原理,分析触头的运动过程,获取有效抑制触头过冲与反弹的预设行程值,建立了触头在分闸位置的速度特性与过冲及反弹幅值的特征关系。利用闭环控制策略对永磁机构线圈电流进行调节,降低触头的分闸末速度,实现对触头过冲与反弹的有效抑制。研制以数字信号处理器(DSP)为核心的控制装置,开展12 kV真空断路器永磁机构分闸操作实验,对操作过程中触头行程数据进行对比分析。结果表明,在上述控制系统的作用下,触头的运动过程处于受控状态,通过对预设行程值的标定,实现有效抑制触头过冲与反弹,保证永磁机构分闸操作可靠性,提高断路器分断能力。