高中压开关技术(9) 真空断路器的操动机构(上)

真空断路器有2大部件:一为真空灭弧室,号称真空断路器的心脏,另一为操动机构,号称真空断路器的神经中枢。操动机构为断路器完成分、合操作,对真空断路器的操作特性影响很大。操动机构又是真空断路器中机械结构最为复杂、维护工作量最大的部件。国内外的统计表     

真空断路器用弹簧操动机构的优化设计

真空断路器用操动机构的传动运动特性及其操作的输出功,对提高真空断路器的操作性能及使用寿命都具有直接的影响。通过对弹簧操动机构的凸轮－连杆机构的运动分析,建立了真空断路器用操动机构的优化数学模型,并利用 ＭＡＴＬＡＢ语言的优化工具箱方便地实现了优化过程。优化结果表明,它既改善了整个操动机构的传动性能,也减少了操动机构的输出功。     

断路器弹簧机构常见储能故障分析与处理

操动机构是断路器的操动执行系统,是断路器的核心动能配套产品,而弹簧操动机构以利用弹簧为动力来实现断路器的分合闸操作。弹簧操动机构以其优越的性能、安全可靠、维护方便和使用寿命     

基于操作功最优的永磁机构参数控制优化

以永磁机构分、合闸操作功与真空断路器开断性能要求匹配最优为目标,基于四连杆传动规律将12 kV真空断路器本体及传动机构的反力特性归算至永磁机构的运动部件动铁芯上,构建永磁机构操动特性数学模型。利用ANSYS-Maxwell仿真得到配永磁机构真空断路器的动铁芯位移、线圈电流、电容电压变化曲线等操动特性,计算出机构平均合闸速度、操作功等参数。以真空断路器操作功最优为目标函数,以线圈匝数、线径、操动电流为约束条件,在仿真的基础上建立正交回归实验,利用遗传算法对线圈参数进行优化设计,并通过实验进行验证。结果表明,在保证永磁机构操动特性满足真空断路器动作特性需求条件下,线圈优化设计后的永磁机构操作功从970.41 J降低到362.26 J,降低了动铁芯碰撞速度,提高了机构的稳定性。     

在真空断路器中应用交流直线异步电机的问题

目前交流高压断路器根据其使用要求,按合闸动力的不同,通常有气动操动机构、液压操动机构、弹簧操动机构、电磁操动机构和电动机操动机构。最后一种操动机构在高压断路器的发展初期曾经使用过,其基本原理是应用旋转电动机作为操作动力,通过不同的传动操作机构使断路器合闸。在图1中示出了一种用电动机操动的机构。高速电动机通过齿轮减速,将凸轮转动一周,推动连杆带动联轴器使断路器合闸,脱扣闩使断路器锁住在合闸位置。这种操动机构所输出的合闸功不可能很大,更主要的是合闸速度满足不了现代断路器的要求,故目前已被其它类型的操动机构所代替。     

高压断路器电动机驱动操动机构的研究

为提高高压断路器的工作特性,研究了一种运用三相永磁同步电动机(PMSM)直接驱动断路器的新型操动机构。运用MATLAB/Simulink建立了控制系统的仿真模型,基于TMS320LF2407A硬件平台设计和实现了一个断路器的控制系统。仿真计算和试验测量表明,PMSM驱动的操动机构可根据预先设定的操作特性曲线实现对断路器的操作。研究说明用电动机来驱动高压断路器操动机构的方法可行,能满足高压断路器操作的要求。     

高压真空断路器用无刷直流电机操动机构控制器设计研究

为实现真空断路器的智能控制,在建立无刷直流电机作为操动机构数学模型的基础上,提出基于DSP的操动机构的控制系统方案,完成了控制系统的软硬件设计。试制了1台永磁无刷直流电机操动机构样机,并完成了与126 kV真空断路器的联机调试试验。实验结果表明,在电机的不同占空比条件下,均能实现断路器分合闸操作和触头运动速度调节,可见该型操作机构的控制器具有合理性,为新一代高压断路器的研制奠定了基础。     

CT14弹簧机构扇形板不复位的原因及处理

某供电局使用的户外LW8-40.5型SF6断路器,所配的操动机构均为CT14型弹簧机构。由于多种原因,该操动机构在断路器合闸储能完毕时机     

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明：所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。     

压气式SF6断路器灭弧室与操动机构行程特性仿真方法研究

针对灭弧室和操动机构的结构特点,以考虑电弧效应的热力学模型为基础,提出了压气式SF6断路器灭孤室与操动机构行程特性仿真方法.通过建立断路器灭孤室数学模型和操动机构仿真模型,实现断路器机械特性和开断特性的仿真分析,并进一步确定断路器灭弧室及操动元件的结构参数,为SF6断路器的设计从经验和试验验证方法向仿真设计方法转变提供...     

断路器弹簧操动机构常见问题及检修方法

<正>弹簧操动机构作为断路器的核心配件,直接决定着电力系统的安全运行。掌握操动机构基本的检修操作和日常维护,有助于预防和解决电力系统事故的发生。结合自身长期的断路器弹簧操动机构装配及检修经验,总结出断路器弹簧操动机构出现的常见问题,并进行了原因分析,针对性提出常见问题的检修方法及操动机构日常维护要点。对高压断路器弹簧操动机构的维护与检修具有重要的指导意义,同时也为高压断路器弹簧操动机构设计与改进提供了经验基础。     

断路器弹簧操动机构介绍

介绍了断路器用液压操动机构、气动操动机构、弹簧操动机构的特点及适用范围、断路器对操动机构的主要要求、操动机构的设计步骤及设计要点。重点介绍了弹簧操动机构的工作原理、分析计算,对操作机构自身具有检测、诊断的智能化功能设计进行了探讨。     

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。     

高压断路器液压操动机构常见故障分析

断路器的分合闸操作是通过操动机构来执行,操动机构的工作性能和品质优劣对断路器的工作性能和可靠性都有很大的影响。由于液压机构工作压力大、液压油的可压缩性和温敏性等原因,使得液压机构出现故障几率较大,且高压断路器动作次数少(平均2次/年),造成了机构出现故障难以查找及检修,对变电站的安全运行造成了很大威胁。针对断路器液压机构的常见故障进行分析,并提出讨论性处理方法和预防措施。     

断路器检修技术讲座— 第三讲 操动机构结构及工作原理（上）

1　操动机构的类别及要求断路器的全部功能 ,都体现在触头的分合动作上 ,而触头的分合动作要通过操动机构来实现。提供能源使触头运动的全部环节统称为操动系统 (或操动装置 )。因此 ,操动系统包括操动机构、传动机构、提升变直机构 ,缓冲装置和二次控制回路等几个部分如图 3— 1所示。图 3— 1　操动系统的组成框图通常把独立于断路器本体以外的部分称为操动机构 ,因此操动机构往往是一个独立的装置 ,一种型号的操动机构可以配用于不同型号的断路器 ,而同一型号的断路器也可配装不同型号的操动机构。根据所提供能源形式的不同 ,操动机构可…     

新一代高压断路器的电机操动机构

高压断路器的传统操动机构有气动、液压和弹簧机构.从统计观点看,断路器的大多数主要故障和次要故障归根于操动机构.为了克服传统机构的局限性及满足现在和未来的功能需求,需要使用新的原理.现一种新的操动机构原理"电机操动机构"被开发出来,这种新技术基于电气系统设计.本文对这种新电机操动机构的设计进行了介绍.     

压气式断路器分闸运动特性的研究

根据压气式断路器的操动机构和灭弧室间的相互关系,建立了联合模拟数学模型,计算研究了液压操动机构及灭弧室对压气式断路器运动特性的影响。由此得出,改变操动机构的排油节流孔直径是获得不同开断特性的有效途径,使“智能操作”成为可能。用本文数学模型及方法计算的结果与实验结果较吻合,有较好的通用性和实用性。     

10kV固定柜中真空断路器与操动机构的配合

<正> 实践证明,操动机构及其机构传动系统设计、制造.装配、工艺的不良是导致高压开关设备“拒、误动”的主要原因.真空断路器的电气性能是通过其机诫特性来保证的;因此设计、制造、使用可靠性高的、性能好的传动系统,使操动机构与真空断路器达到最佳的匹配,是发挥真空断路器优越性的关键技术:根据我厂几年来对ZN28A型真空断路器与操动机构安装、调试以及外出维修人员反馈的问题及解决方法,对其装配过程应注意的事项作一总结.     

LFP941型保护装置与LW14型断路器的重合闸配合

1LW14型断路器的闭锁问题 LW14—126(145)型断路器是近年广泛使用的110kV断路器。其特点是使用AM25型气动操动机构，以压缩空气作为动力，使用控制阀控制压缩空气推动活塞进行分闸操作，在分闸的过程中压缩合闸弹簧，为下一次合闸操作提供能量。操动机构在分闸过程中消耗压缩空气，使气压降低。压缩空气的压力高低影响活塞缸上的推力，     

基于电磁驱动的40.5kV快速真空断路器研究

对快速操动机构操作方式和结构组合进行分析,利用永磁机构高可靠性、强可控性和电磁斥力机构动作速度快、触动时间短等特点,设计了一种单稳态永磁机构和双线圈斥力盘相组合的快速操动机构。利用Ansys Maxwell建立了快速操动机构的有限元模型,并进行了静态和动态仿真计算,使设计的快速操动机构满足快速真空断路器的特性需求。针对快速真空断路器合闸弹跳大的问题做了深入研究,给出了在断路器刚合点前14 mm位置处介入液压缓冲的最优方式,合闸弹跳减小为0 ms。研制出40.5 kV快速真空断路器样机,分闸时间3.6 ms,合闸时间14.6 ms,合闸弹跳0 ms,短路开断电流31.5 kA,短路关合80 kA的参数满足技术要求。样机在电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心通过了容量试验、10 000次机械寿命、温升、绝缘等试验验证。