LW36-126型户外SF6高压断路器速度测量传感器安装支架的设计

正1 LW36-126型户外SF6高压断路器的外部结构高压断路器的机械特性包括合闸和分闸时间、速度、开距、超程、三相不同期性、弹跳时间等,是保障断路器能正常工作的关键特性。因此,反映高压断路器机械特性的参数是判断其性能的重要指标,机械特性测试是衡量和保障断路器质量状况及性能指标的重要手段。GB 1984—2003《高压交流断路器》规定,断路器在型式试验、出厂或交接试验前,须测试空载行程曲线,记录时间、位移、速度等机械特性参数。另外,断     

高压断路器电机驱动操动机构控制方法

为了提高高压断路器的工作特性,研究了一种永磁同步电机(PMSM)驱动的高压断路器操动机构及其控制方法。搭建了一台126k V高压断路器电机驱动操动机构样机。根据断路器分合闸的技术要求设计了分合闸运动曲线,通过永磁同步电机位置伺服控制,可以控制断路器按照预先给定的运动曲线进行分合闸操作。实验结果证明,通过电机驱动操动机构控制的断路器的分合闸操作满足技术要求,并且运动特性稳定,一致性好。     

高压断路器有限转角永磁电机操动机构两种定子结构

为了提高高压断路器操作性能,研究了一种高压断路器新型操动机构——有限转角永磁电机操动机构。针对高压断路器的机械要求,对有限转角永磁电机的定、转子结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极对数、气隙及极弧系数等)进行了设计。电机的设计过程中提出了两种定子结构,本文采用有限元方法对两种定子结构的电机进行了有限元分析和动态特性仿真,一方面验证电机设计的合理性,另一方面得到了电机在分合闸过程中主要参数的特性曲线(电磁转矩、电流、转速和转角等)。通过对有限元仿真结果的分析,两种定子结构电机具有各自不同的特点,都能够提供较高的满足分/合闸速度要求的机械特性。与断路器的联机实验测得了合闸过程中动触头的行程曲线,验证了电机机构能够满足断路器的合闸操作要求,这为高压断路器采用电机操动机构提供依据。     

真空断路器行程及分合闸速度的测量

高压真空断路器的分闸、合闸速度是一项重要的技术参数。在真空断路器开关柜安装后,测试真空断路器的机械特性能直接反映出其机械配合、电气配合以及性能的优劣。当断路器分闸或合闸速度变化时,分闸、合闸速度与标准之间可能存在较大差距,但很难从分闸、合闸时间中对其作判断来取代测量分闸、合闸速度。因为其反映的是两个完全不同的特性．不能相互取代,即时间合格不等于速度合格。文章对不能简单地州真空断路器的分闸、合闸时间来替代反映分闸、合闸速度的测量问题进行了原因分析和技术探讨。     

分合闸弹簧参数对高压断路器机械特性影响研究

通过仿真软件建立某高压断路器虚拟样机,进行动力学仿真计算,根据计算结果分析了分合闸弹簧参数与高压断路器机械特性的影响并得出结论,该结论可以为弹簧操动机构分、合闸弹簧设计提供参考,为弹簧操动机构与断路器本体的匹配性研究奠定基础,同时对高压断路器机械特性调试也具有一定意义。     

液压式高压断路器机械特性在线监测故障几率研究

在智能变电站中,在线监测系统能够实时记录断路器机械特性数据,包括储能电机电流曲线、分合闸线圈电流曲线、分合闸行程曲线等,笔者结合液压式高压断路器机械特性的各种可能故障,分析断路器机械特性故障对在线监测结果的影响,给出了机械特性故障几率的计算方法和实际应用的参数,并通过对断路器故障的模拟,计算了实际的故障几率。这一方法能够实时了解断路器的运行状态,为保障断路器的安全可靠运行提供了重要的技术手段,已经规模化应用于智能变电站实际工程中。     

高压断路器弹簧操动机构合闸凸轮优化设计

合闸凸轮作为高压断路器弹簧操动机构的核心零部件,其轮廓曲线直接决定着断路器的机械特性。传统的合闸凸轮设计方法是依据断路器合闸行程曲线,反推出凸轮的轮廓曲线。这种方法设计出的凸轮存在动力特性无法准确匹配负载特性、轮廓曲线需要反复试验修正等不足。文中阐述了一种合闸凸轮的优化设计方法,根据该方法设计出的合闸凸轮,动力特性与负载特性匹配性好,输出效率高。最后通过仿真验证和样机试验,证明了该优化设计方法的可行性。     

ZN—10/1250—20型户内高压真空断路器和XYN—12型户内抽屉式高压真空开关柜

ZN—10/1250—20型10kV户内高压真空断路器结构设计参照了美国西屋公司八十年代同类产品,性能符合GB1984《交流高压断路器》和GB3385《10kV户内高压真空断路器通用技术条件》国家标准。它是由能源部电力科学研究院和无锡江南开关厂联合设计研制。该产品使用弹簧储能机构操动,分、合闸速度快,操作、维护、调整十分方便。额定短路开断电     

SF6高压断路器智能化操动机构的研究与优化

针对传统的SF6高压断路器零部件多、传动机构复杂、不便于实时控制的问题,结合电力电子技术和电机设计的概念提出一种基于永磁无刷直流电机驱动断路器的方法。根据高压断路器对操动机构的性能需求,确定电机主要参数,给出电机瞬态仿真波形。分析起动过程中电机转角与电机转矩的波形曲线,得到永磁无刷直流电机驱动机构的最优控制策略。对三相机械联动分闸与合闸进行现场数据采集,并对开合同期性进行了验证。实验波形的计算结果表明:永磁无刷直流电机驱动的操动机构可根据预先设定的操作特性曲线实现对SF6高压断路器的操作,能够满足SF6高压断路器操作的要求。     

“讲技术，保安全”电工系列讲座之二：真空断路器合闸弹跳的危害及对策

《 35kV户内高压真空断路器通用技术条件》 (ZBK97004－ 89)将合闸弹跳定义为断路器在合闸时触头刚接触直至触头稳定接触瞬间为止的时间。所有直读数据的开关特性测试仪都是按照这个定义来设计制造的。 供电部门在工程安装时,一般都按《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 (GB50150－ 91)对设备进行验收, GB50150－ 91第 11.07条规定：真空断路器合闸过程中,触头接触后弹跳时间不应大于 2ms,这与实际工作有差异。是不是应将合闸弹跳一律定为不大于 2ms是值得探讨的。目前许多国外同类产品如日本东芝公司 10kV断路器只要求弹跳…     

基于分合闸线圈电流的断路器状态在线监测系统研究及应用

高压断路器故障的原因主要集中在其机械特性方面,断路器的分合闸线圈及储能电机的电流波形可反映铁芯卡滞、卡涩等机械特性方面的异常.给出了断路器在线监测装置的整体设计,通过霍尔电流传感器监测分合闸线圈 电流、三相主回路电流和储能电机电流,分析数据并诊断出断路器潜伏性机械故障,为实现高压断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段.通过现场对比试验,结果表明该系统各项性能均达到设计要求.该系统在220kV GIS断路器运行良好.     

高压断路器永磁电机机构及控制系统设计

为实现126 k V高压真空断路器的智能化操作,满足断路器分合闸速度要求,提出一种新型的断路器分合闸电机操动机构及控制系统。结合126 k V高压真空断路器的负载特性,在分析表贴式、燕尾槽表贴埋入型、直线内嵌型和外V内嵌型4种电机转子后,提出了一种多槽双层表贴埋入式定子及转子永磁电机设计方案,并设计了以数字信号处理器为核心的硬件控制装置。开展126 k V高压真空断路器的联机实验,结果表明,采用上述操动机构及控制系统能够满足126 k V高压真空断路器分合闸速度指标的要求,且分合闸时间具有良好的稳定性。     

两端接地断路器分、合闸时间测试方法研究

高压断路器的分、合闸时间测试能够评估断路器的机械特性以及三相同期性能。安全规程要求对断路器进行维护和测试时,必须将断路器两端接地,防止过高的感应电压对人员和设备造成损害。传统的断路器分、合闸时间测试方法由于受到大地电阻回路的影响,无法在两端接地的情况下进行。文中首先分析了断路器仅一端接地时存在的风险;然后又介绍了一些常见的新方法,如动态电阻测试(DRM)和两种高频测试法的原理以及可能存在的问题。经过理论分析、试验和现场实测,提出了一种基于变频谐振的动态电容测试(DCM)的两端接地测试技术。这种方法不仅得到的分、合闸时间结果与传统的单端接地方法得到的结果完全一致,而且还能够高效、安全地完成对GIS等封闭式断路器的测试。     

用于高压断路器机械特性测量的计算机系统

一、前言在高压断路器产品试验中,机械特性的测试是一个很重要的项目,开关的分、合闸时间;速度;三相分、合闸同期性以及合闸弹跳等性能参数是检测断路器设计生产及装配质量的一个重要标志。因此,如何快速,准确的测试断路器的机械特性已成为试验工作中的重要课题。按照过去的试验手段,我们是通过SC16型光线记录示波器和在断路器上安装辅助触头进行测试的。在断路器分合闸瞬间所拍摄,在示波图上进行人工测量,计算。但是,这种方法费时且准确度低。由于计算测试     

一种高压断路器伺服控制器设计方案

为进一步提升高压断路器智能化水平,在高压断路器电机直驱机构研究的基础上,分析了永磁体尺寸对电机性能的影响,设计了电机直驱高压断路器伺服控制系统。其伺服控制器硬件系统包含功率变换模块、转子位置检测模块、电压及电流采样模块以及通信模块等,同时,基于此硬件系统设计实现了各模块之间的信息交互以及系统控制的软件系统。搭建伺服控制器与高压断路器电机直驱机构的试验样机,进行高压断路器的分、合闸操作特性测试。试验结果表明：所提出的高压断路器伺服控制器设计方案可以驱动断路器动触头根据设定曲线完成分、合闸操作,具有响应速度快、实时性能好、跟踪误差小等优点,同时可以实现操作过程数据的存储及通信。     

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。     

基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法

为解决高压断路器故障诊断精度低的问题,提出了一种基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法,该方法基于机械特性诊断高压断路器故障类型,将电气特性作为故障辅助判别依据,进而实现机械和电气特性融合的故障诊断。首先基于最小欧式距离和相关性原理,建立基于机械特性的高压断路器典型故障库,并基于典型故障特征指标权值计算得到典型故障特征向量相似度;然后分析高压断路器分合闸线圈电流波形阶段特性,在选取得到基于分合闸线圈电流的特征向量后,计算基于电气特性的故障辨识度;最后搭建故障诊断试验平台验证方法的有效性。结果表明,该方法的平均故障诊断精度为93.2%,能够精确诊断高压断路器故障,验证了该方法的有效性。     

高压断路器直线伺服电机操动机构及其控制技术

提出一种新型高压断路器直线伺服电机操动机构,并结合永磁直线同步电机的d-q轴数学模型及推力特性,对新型操动机构的控制进行分析。设计了基于DSP的动触头位置、速度、电流的三闭环控制方案,选用高精度光栅尺作为速度、位置传感器,以满足系统实时性和高精度的要求,最终实现高压断路器分、合闸操作时对动触头运动控制、调节,使其能够按照预定理想曲线进行运动,从而有利于提高断路器开断、关合能力,改善断路器的机械电气寿命和运行可靠性。     

高压断路器速度降低原因分析及正确测试

分析了断路器分、合闸速度降低的原因 ,对高压断路器分、合闸速度进行正确测试 ,能判断其是否满足技术要求 ,及时发现断路器存在的缺陷或隐患 ,指出了严格按GB330 9的推荐统一分、合闸速度定义的重要性     

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。