金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响

换流站交流滤波器断路器因切断频繁等因素发生了多起爆炸事故,威胁了电网运行安全。分析表明交流滤波器断路器合闸涌流对弧触头烧蚀产生的金属微粒,可能会引起灭弧室电场畸变进而降低设备绝缘强度,为此文中开展了金属微粒对交流滤波器断路器灭弧室电场分布的仿真研究。首先基于电磁场数值分析理论,采用Solidworks和Ansys软件建立了550 kV ACF断路器和不同形状金属微粒的三维数值仿真模型,并仿真分析了无金属微粒情况下ACF断路器开断过程中的电场分布;然后,研究了金属微粒形状和半径对灭弧室电场分布的影响,研究表明,金属微粒的存在增加了灭弧室最大场强,且不同形状金属微粒对灭弧室电场计算结果影响程度不同,对于半球体微粒,最大场强随微粒半径增加而减小,且当其附着于静弧触头表面时对灭弧室绝缘性能影响最大;最后,基于灭弧室无金属微粒时电场优化结果,分析了静弧触头表面有金属微粒时,燃弧时间对交流滤波器断路器灭弧室电场的影响,并提出了优化措施,即将燃弧时间提至5 ms时,灭弧室最大场强将小于SF6气体工程击穿场强。     

换流站交流滤波器场断路器故障分析

分析换流站交流滤波器场断路器的一种典型故障。描述故障发生过程、断路器现场解体检查情况、断路器故障相和非故障相的返厂解体检查情况,并对灭弧室内的粉末和油迹进行分析比较。阐述故障发生的原理、故障开关灭弧室爆裂的起因和过程。为类似断路器的设备检修提供有效参考。     

特高压换流站交流滤波器断路器恢复电压特性研究

笔者使用PSCAD暂态仿真软件,首次针对某特高压直流输电工程中直流电压等级为±800 k V、交流电压等级为750 k V的特高压直流换流站进行了完整建模仿真,对交流滤波器断路器上的恢复电压进行了仿真研究。通过不同工况、不同故障时刻、不同开断时刻条件下的对比,得到了各种情况下最严重的恢复电压特性,并与现有断路器标准进行了比较。仿真结果表明,在交流侧发生三相短路接地(3LG)故障或其他多相短路故障后,断路器断口间电压已经超出国家标准中对开断容性电流能力的规定,最严重的暂态恢复电压也已经超出断路器行业标准中四参数法的规定。此外,在某些情况下开断初期还会产生较大的初始瞬态恢复电压上升率,因此应当采取一定手段加以抑制。     

HVDC换流站投切交流滤波器用断路器特殊性能要求

高压直流换流站内交流滤波器组容量大,投切频繁,因此对投切它的断路器的要求有别于常规交流断路器。文中以国内多个已建高压直流工程成套设计为基础,总结换流站投切交流滤波器的各种工况,并利用EMTDC建立模型进行仿真计算,对交流滤波器用断路器的恢复电压、合闸涌流以及开断容性电流等特殊要求进行研究,认为对于高压直流换流站投切交流滤波器用断路器,应增加型式试验和容性电流开断试验,小组断路器应配置选相合闸装置或加装合闸电阻。     

支柱绝缘子表面电场分布特性研究

为研究支柱绝缘子表面电场分布特性,经理论分析建立其有限元计算模型,获得了工程设计中所关心部位的电场强度分布。计算了3种典型支柱绝缘子理想情况下表面电场强度分布,并与增爬裙计算结果进行比较分析,结果表明,绝缘子两端电场强度较大,中间部位较低;增爬裙对其电场强度分布的改善没有明显的作用,电力线走向发生一定改变。     

550kV交流滤波器断路器灭弧室电场计算

交流滤波器小组断路器爆炸事故会给电网的安全稳定运行造成了极大的威胁,有必要通过对断路器的仿真计算来分析影响灭弧室内绝缘的因素以判断断路器的故障产生的原因。考虑到设备结构对称性,利用Solidworks软件建立了550 k V双断口瓷柱式断路器的单断口三维计算模型,包括动静弧触头、瓷套、SF6和空气包等,并采用有限元计算软件ANSYS开展三维静电场的仿真计算。通过对正常开断、瓷套壁有金属微粒、弧触头间有金属微粒、弧触头上有金属微粒和瓷套加宽等5种工况的计算,发现最大电场强度出现在断路器熄弧后7.5 ms时刻,弧触头上存在金属微粒将使最大场强值显著增加。适当提高灭弧室SF6气压并采取金属微粒吸附措施将有利于减少断路器内绝缘故障。     

基于PSCAD/EMTDC的换流站交流滤波器电容器不平衡电流异常分析

交流滤波器作为直流输电系统的重要组成部分,其运行工况直接影响着直流输电系统功率传输,本文结合交流滤波器实际运行经验,对交流滤波器C1电容器不平衡异常进行分析,总结出交流滤波器C1电容器不平衡故障主要为电容器本体故障和层间放电故障,并通过PSCAD/EMTDC仿真软件对故障原因进行研究分析验证,提出了C1电容器本体故障及...     

换流站交流滤波器场断路器外绝缘闪络原因分析

针对500kV高岭换流站调整直流系统功率过程中接连发生的保护动作出口事件,分析其原因,并提出常规换流站或变电站应对极端天气和污染环境污闪的建议措施。     

换流站滤波器断路器暂态恢复电压的研究

以西北—华中直流背靠背联网工程灵宝换流站的成套设计为基础 ,总结了 2 2 0和 330kV交流滤波器组断路器和并联电容器组断路器暂态恢复电压 (TRV)的研究方法和计算结果 ,包括EMTDC计算模型的建立、应研究的工况、避雷器的设置和效果等 ,还给出了断路器合闸涌流研究结果。     

乌东德混合直流工程的高压交流断路器要求

±800 kV乌东德特高压多端混合直流输电工程是重大电力行业科技示范项目。其中,送端昆北站汇集了龙开口、鲁地拉等水电站,电站与换流站之间输电线路长,换流站运行压力大,因而对其高压交流断流器的参数要求提出了挑战,依据工程具体实际来制定断路器的技术参数显得十分重要。以乌东德电站送电广东、广西(昆柳龙)直流输电工程为依托,对昆北站中使用的交流断路器工作条件进行了研究。以交流系统及换流站相关数据为依据,如交流系统短路电流,换流变参数,交流滤波器和并联电容器小组、大组参数等。首先给出了昆北换流站的交流换流器分布概况、数量与说明。然后提出了选相合闸的作用和配合逻辑。为了得到交流滤波器和并联电容器大组/小组断路器和换流变断路器的特殊要求数据,通过理论分析和计算得到了额定单个和背靠背电容器组开断电流的大小。实验仿真软件选取PSCAD/EMTDC,模型是由HVDC换流器、换流变、交流滤波器及并联电容器组、交流母线避雷器组成的三相系统,模拟单组断路器的开断、切小组断路器降低交流母线FFOV以及孤岛运行模式等情况下的最大TRV值。从而确定了昆北换流站高压交流断路器的选型要求:(1)交流滤波器小组断路器和换流变断路器应安装选相合闸装置,以减小断路器合闸涌流;(2)交流滤波器和并联电容器大组/小组断路器必须满足工程实际的特殊要求,电容器组涌流峰值/涌流频率计算值,考虑选相合闸装置1 ms误差,昆北站为4.9 k A/2 401 Hz;(3)交流系统并联网运行时,交流滤波器大组和小组断路器的最大TRV计算结果为:昆北站交流滤波器小组断路器1 319 kV,故障工况及策略为双极运行时,发生单相接地故障,接地故障后100 ms切除线路,1 s后重合闸失败,切除故障线路,同时闭锁双极,再延迟100 ms切除小组滤波器;(4)昆北站交流断路器型式:孤岛方式最苛刻工况下采用分时切小组交流滤波器策略,A、B及C型ACF小组断路器耐受TRV能力需分别满足1 387 kV、1 430 kV及1 367 kV以上,大组ACF断路器耐受TRV能力需满足1 230 kV及以上;当在各型滤波器主电容侧安装避雷器后,A、B及C型ACF小组断路器的TRV分别为1 205 kV、1 122 kV、1 201 kV,大组、小组ACF断路器均选择双断口断路器,其TRV耐受能力为1 470 kV及以上。本案例可为特高压多段混合直流输电的高压交流断路器的选型提供参考。     

酸雾对污秽绝缘子的交流电气特性的影响

根据酸性湿沉降水pH值与电导率之间关系的试验结果。得出结论：绝缘子交流闪络电压随酸雾pH值的减小而降低。为此，分析了污秽绝缘子在酸雾中发生污闪的原因，以及试验溶液pH值对合成绝缘子憎水性的影响，可供有关工程人员参考和借鉴。     

Service-life evaluations of low-voltage power circuit breakers andmolded-case circuit breakers

This paper summarizes the methods that are typically used in industry to evaluate the service life of low-voltage power circuit breakers and molded-case circuit breakers. It reviews the electrical ratings and endurance requirements set forth in manufacturing standards, the ways that these endurance requirements can be used to develop expectations of circuit breaker life, the methods of maintenance inspections, and the interpretations of these inspections     

A rapid activating device for synthetic tests of high-voltage AC circuit breakers

Characteristics of a rapid activating device intended for connecting a current source to a tested circuit breaker during synthetic tests of the making capacity are presented. Test results obtained by electric measurements and by means of rapid photo diagnostic devices are considered. The activating device based on an original self-activating rapid discharge gap fully complies with the requirements of IEC standards.     

基于故障录波的交流断路器燃弧故障检测方法有效性评估

对一种交流断路器高频燃弧故障实时检测方法进行可靠性验证.首先从检测算法的理论依据出发分析高频燃弧故障的暂态过程,以检测算法的判据标准为切入点,从数学的角度对其合理性与准确性进行分析验证,验证了检测算法中阈值设定的缺陷.其次,通过现场实际燃弧故障数据验证该方法是否能完全达到对燃弧故障准确识别的预期目的.最终验证结果表明,...     

串联谐振型FCL对高压断路器开断短路故障的影响

基于串联谐振型故障限流器的等效分析模型,分别针对短路出线故障和近区故障,详细研究了限流电感及其并联杂散电容对短路电流、断路器瞬态恢复电压第一个峰值以及瞬态恢复电压上升率的影响,并综合以上指标得到了断路器苛刻度的变化规律。研究表明,选取合适的限流电感、采取合理的措施改变限流电感并联杂散电容能够有效地降低断路器的苛刻度,有利于断路器对短路故障的开断。     

交流电场对复合绝缘子覆雾凇过程影响研究

绝缘子覆冰严重威胁输电线路的安全运行,而电场对输电线路绝缘子覆冰的影响不可忽视。以复合绝缘子FXBW-35/100为试品,在人工气候室内模拟自然覆冰条件,分析研究电场对复合绝缘子覆雾凇过程的影响。结果表明:电场对绝缘子覆雾凇的影响主要体现为对水滴的吸引作用和泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象的作用。电吸力的作用使得覆冰量与覆冰密度增加,泄漏电流以及绝缘子表面各类放电现象使得覆冰量与覆冰密度减小。随着外加电压的升高,绝缘子伞裙边缘、伞裙下表面以及芯棒背风面的雾凇明显增多,迎风面的雾凇全部出现下垂现象;带电覆雾凇时,雾凇密度较不带电时大;覆冰15 min时,冰重随电压的增长有一个先增加后减小的过程。     

Accelerated diagnostics of high-voltage circuit breakers

Diagnostics of high-voltage circuit breakers (HVCBs) is considered on the basis of an analysis of digital records generated by a multichannel digital recorder. A technique of the accelerated control of HVCB characteristics in switching on/off modes without opening the breaker tanks is described. Oscillograms are presented, which characterize time, velocity, and operational parameters of HVCBs, as well as the intrinsic time of the breaker switch on/off.     

New fault diagnosis of circuit breakers

Wavelet packets and neural networks have been used to analyze the vibration data of circuit breakers (CBs) for the detection of incipient CB faults. Wavelet packets are used to convert measured vibration data from healthy and defective CBs into wavelet features. Selected features highlighting the differences between healthy and faulty condition are processed by a backpropagation neural network for classification. Testing has been done for three 66-kV CBs with simulated faults. Detection accuracy is shown to be far better than other classical techniques such as the windowed Fourier transform, stand alone artificial neural networks or expert system. The accuracy of detection for some faults can be as high as 100%.     

Three-dimensional magnetic field analysis of electrodes for VCBs[vacuum circuit breakers]

This paper describes the application of three-dimensional magnetic field analysis, including eddy current effects on the axial magnetic field electrodes of vacuum circuit breakers. The accuracy of the analysis is verified with both basic and full models of the electrodes. The analytical results were compared with measured values obtained by a Hall sensor system. The effect of the electrode slit length and the electrical conductivity of the contact on the magnetic flux density and phase difference was analyzed with the full model. The magnetic field in the gap was simulated when the arc ignites between the electrodes. These results demonstrated that the magnetic design of the electrodes can be carried out on an engineering workstation