配电磁斥力操作机构的真空断路器合闸同期性改进研究

在交流配电网的真空断路器领域内,配三相电磁斥力操作机构的真空断路器因其优异的机械性能成了研究热点,但偶然装配误差、极高运动速度及不完善电气拓扑等问题,致使其合闸同期性极难控制。针对上述问题,设计了一种机械联动的新型二拖三电磁斥力操作机构的真空断路器,采用电磁及动力学仿真对结构参数进行初步设计,并经合闸试验验证效果。试验结果表明：新型二拖三操作机构的真空断路器可提高合闸平均速度18%,有效抑制合闸弹跳时间;针对三相装配间隙误差问题,通过机械强制矫正,使三相合闸时间差控制在0.1 ms内;快速真空断路器驱动结构采用单侧驱动杆非居中布置,可有效提高三相合闸同期性。     

12kV真空断路器投切并联电抗器合闸预击穿过电压的研究

12 kV真空断路器投切并联电抗器时可能会产生合闸预击穿现象,形成危险的过电压。为探明合闸预击穿产生过电压的情况和改进现有合闸仿真模型。笔者在运行电网上对一种型号的12 kV真空断路器合闸并联电抗器进行了一系列的现场试验研究,并对合闸预击穿暂态过程和现象进行了分析。结果显示:该型号真空断路器的合闸预击穿率高达50%,且合闸预击穿相对地过电压均可超过4.0 p.u.。统计得到其合闸操作不同期特性、预击穿暂态过程中断口间介质动态绝缘强度恢复曲线和高频电流熄弧特性,并在ATP-EMTP中搭建真空断路器合闸预击穿MODEL控制模型。考虑电缆三相间的寄生参数,对该型号真空断路器合闸并联电抗器进行三相仿真计算,与试验结果对比分析显示,仿真结果与试验结果基本一致。     

一种真空断路器的操作试验线路

真空断路器是一种新型的电力开关,由于它具有很多独特的优点,因此目前被广泛用于配电设备、工业动力设备,以及建筑、交通等部门,是油开关的替代产品。近几年,真空断路器生产厂家越来越多。真空断路器在研制及批量生产过程中,都需要具备试车操作台。笔者介绍一种简单、实用的试车线路,供真空开关生产厂家及用户参考。该种线路适用于电磁操动机构的真空断路器,具备如下的功能:手控合、分闸操作并自动计数;自控合、分闸连续操作并自动计数;自动重合闸操作并自动计数;三相同期性检查;操作电源电压可调。     

中压真空断路器在推进过程中误合闸的原因分析

<正>中置式中压开关柜的核心装置——高压真空断路器,安装在底盘小车上,通过操作蜗杆机构,可将真空断路器定位在三种工作状态:试验位置、合闸位置及断开位置。在合闸位置时,断路器的动触头插入柜体的固定插孔中;在试验位置及断开位置时,断路器的动触头与固定插孔完全分离,可以安全隔离电源。通常在试验位置检测断路器的控制回路正常后,通过底盘小车蜗杆机构将断路器推进到合闸位     

永磁机构真空断路器的机械特性受温度影响的研究

对永磁体、永磁机构和永磁机构真空断路器分别进行了高温试验和低温试验,通过试验验证了温度对永磁体的磁通量、永磁机构的静态吸合力和永磁机构真空断路器的机械特性参数的影响规律。结果表明:永磁体的磁通量和永磁机构的静态吸合力与温度为负相关;同时,永磁机构真空断路器的平均分闸速度、平均合闸速度、分闸线圈电流值和合闸线圈电流值与温度均为负相关。     

断路器防跳原理分析与故障回路改造

断路器防跳回路能有效避免在永久性故障情况下多次合闸于故障线路。阐明了断路器发生"跳跃"的原因,分析了保护操作箱防跳及断路器机构防跳回路工作原理,针对某110 kV扩建线路间隔保护验收中发现的断路器远方合闸不能实现防跳的故障,对其防跳回路进行重点分析,并提出该断路器机构防跳回路改造方法,改造后进行了多次防跳试验,断路器远方合闸和就地合闸均能实现防跳功能,保证了断路器的运行安全可靠。     

真空断路器弹簧操动机构的优化

真空断路器触头弹簧压力增大会导致断路器无法可靠合闸,四连杆结构在一定程度上会影响机构的出力特性和机械效益,进而影响断路器合闸的可靠与稳定。文中分析了真空断路器的动作原理,建立弹簧操动机构的数学模型;对机构中的凸轮轮廓、传动拐臂的角度和尺寸、连板与合闸滚子的尺寸参数进行优化,建立弹簧操动机构的仿真模型。动力学仿真表明,优化后的触头弹簧压力增大了58%（从1 700 N提升到2 686 N）,仍能保证断路器操动机构可靠合闸。试验结果显示,触头弹簧压力为2 500 N时断路器触头能够可靠吸合,平均合闸速度降至0.68 m/s,弹跳时间缩短了18.4%,整体优化后的方案满足设计要求并具有良好的可靠性与稳定性。     

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。     

由断路器跳跃引起变压器损坏的事故分析及其改进措施

叙述了发电厂出线断路器由于液压机构原因发生多次跳跃,使变压器烧损的事故过程及原因,并就该过程对线路重合闸/手合后加速保护、断路器三相位置不一致保护、失灵保护定值提出了改进意见,讨论了当采用发电机-变压器-线路接线方式时的线路重合闸方式。     

126kV真空断路器电机操动机构动态仿真与试验研究

为了简化高压真空断路器操动机构的结构并提高其工作可靠性,笔者对不同转子结构的真空断路器电机操动机构的动态特性进行了研究。建立了126 kV真空断路器操动机构的动态仿真模型,推导了驱动电机主轴侧的等效转动惯量、动态反力以及动触头行程与驱动电机转角的关系。依据上述分析并综合考虑绕组端部效应对电机启动过程的影响,采用场—路—运动耦合法对驱动电机在断路器分、合闸操作过程中的瞬态磁场和动态机械特性参数进行了仿真计算。结合仿真结果制成了永磁驱动电机样机,进行了操动机构与断路器联机试验试验。试验结果表明:电机操动机构能实现断路器的可靠分、合闸操作,平均合闸速度达到2.51 m/s,平均分闸速度达到3.35 m/s,满足断路器的要求。动态性能仿真结果与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的有效性。     

弹簧操动机构过流脱扣试验方法探讨

1引言 ZWI-10、ZW6-10、ZW8-10等型式户外高压真空断路器配用的弹簧储能式操动机构,其两只过流脱扣器线圈电流是由装于断路器A、C相的两只电流互感器的二次绕组直接供给的,线圈的工作方式为长期带电工作制.当断路器中流过的一次电流大于一定值时,过流脱扣器产生的脱扣力应使机构的合闸保持机构解扣,断路器分闸,从而达到保护线路及断路器的目的.技术条件要求,线圈通以额定电流时,机构能可靠分闸;通以90％以下额定电流时,机构不得分闸.由于试验时采取的是给两只过流脱扣器线圈分别通电调整动、静铁芯间的气隙长度.而断路器在实际运行时,却是三相同时流过负荷电流,这就会使两只过流脱扣器线圈中同时有电流流过.使试验方法与机构的实际运行情况存在差异.     

隔离开关和断路器的组合

所谓隔离开关和断路器的组合,就是用真空断路器作为三柱式隔离开关的导电闸刀,兼起断路器和隔离开关的双层作用,简称隔离断路器。当作为导电闸刀的真空断路器转到隔离开关的分闸位置时,真空断路器就象打开的导电闸刀那样,将系统电源与负荷隔开;当作为导电闸刀的真空断路器处于隔离开关的合闸位置时,真空断路器就起着一个接通线路中的断路器的作用。断路器的灭弧室和驱动断路器的每相机构,均采用标准化结构,以便能利用积木式原理装配一系列不同等级的隔离断路器。隔离断路器及其操作机构,均在制造厂装配、调试和试验完毕。     

如何预防油断路器爆炸事故

高压断路器经历了压缩空气断路器、多油断路器、少油断路器到真空断路器(或SF6断路器)的不断发展过程。在输配电网络中,断路器作为开断或接通电源的主要设备,在线路或设备发生短路故障时能迅速准确地切断电源,并能在尽可能短的时间内熄灭电弧。下面对运行中断路器可能发生爆炸的主要原因和预防措施作一些阐述。1爆炸的主要原因1.1试验及调整方面的原因1.1.1没有进行定期试验有关规程规定油断路器必须每年进行1次预防性试验。油断路器在频繁操作以后,可能引起本体或操作机构变位,使油断路器合闸或跳闸速度过慢,增加了燃弧时间,使断路器的灭…     

CT20型弹簧操动机构二次回路技术优化

<正>1现场情况ZW20A-12高压断路器配备的CT20型弹簧操动机构系三相交流50 Hz高压开关设备,主要用于户外配电系统。渤埕供电管理区对大二变、大三变、义四变等变电站6 kV设备进行改造,将原LW3-10型断路器更换成ZW20A-12型高压断路器。更换工作结束后进行整组传动试验,合闸时,信号电源断路器和合闸电源断路器跳闸,6 k V控制总电源断路器跳闸,6 kV断路器能合闸但不储能,微机测控保护装置报"控制回路断线"告警。     

基于ATP-EMTP的750kV断路器合闸过电压的仿真计算

750 kV输电线路的断路器三相合空线、发生单相接地故障的单相重合闸等操作,在线路上都会产生高于750 kV系统绝缘配合要求值1.8 pu的操作过电压,必须采取有效措施来限制线路沿线操作过电压,以保证750 kV系统能够安全、可靠运行。针对750 kV系统的断路器三相合闸和单相重合闸操作过电压,以太阳山换流站—六盘山750 kV输电线路实际工程为例,建立基于ATP-EMTP的操作过电压仿真计算模型,计算分析金属氧化物避雷器及断路器合闸电阻对三相合闸和单相重合闸2%统计过电压的影响。最后确定了限制操作过电压的避雷器配置及断路器合闸电阻阻值。     

分相断路器防跳失败原因分析

针对某型分相断路器防跳试验失败的现象进行分析,得出该型断路器防跳失败的根本原因是断路器机构三相不一致保护动作后不切断合闸回路,导致非跳闸相在跳开后经合闸回路中保持的"+"电作用而合闸,后又经三相不一致保护跳闸,周而复始,导致断路器发生跳跃。     

VS1型真空断路器合闸弹跳优化方案探析

当前真空断路器广泛应用于中压领域,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一,与电磁操动机构和永磁操动机构相比,弹簧操动机构由于采用小功率交流电机为合闸弹簧储能而使机构动作不受电源影响,更加稳定,并且掉电后仍能操作一次,同时在分闸时由于参与动作部件少,因而分闸弹簧能实现较好的分闸特性等特点而使用更为广泛。文中的目标是针对目前中国广泛使用的VS1型户内真空断路器,通过运用Adams对VS1型真空断路器的弹簧操动机构进行动力学分析,并结合样机的机械特性实验结果,找出影响VS1型真空断路器合闸弹跳的因素,并提出优化建议。仿真分析和实验测量发现合闸过程之后出现的弹跳问题是由于凸轮机构的配合不当引起。为此针对凸轮机构提出了优化建议,即可以通过修改凸轮轮廓尺寸和提高分闸掣子限位平面来实现减少弹跳,达到提高VS1型真空断路器的合闸可靠性的目的。     

高压断路器合闸线圈烧损故障分析及预防措施

1故障现象 某泵站装有3台斜流泵机组,配套6kV、800kW同步电动机。主机高压柜及6kV进线均采用JYN2—10-04型断路器柜,真空断路器采用ZN28-10／1250-20型,配套CD17型电磁操动机构。在实施综合自动化控制保护系统的改造工程中,仍采用原高压设备。在做合闸试验时,3号主机高压断路器试合闸造成合闸线圈烧损。     

35 kV侧动式高速真空断路器研究

基于侧动式机械缓冲装置对真空灭弧室合闸冲击力小,电磁斥力分闸操动机构反应时间短等优点,在大量分析和优化设计的基础上,研制一种永磁合闸、电磁斥力分闸的35 kV双稳态侧动式高速真空断路器。试验表明,该真空断路器合闸速度在10 ms以内,分闸速度在5 ms以内。解决了传统断路器难以实现快速分合闸和寿命短的缺陷问题,为行业内断路器操动机构的选择提供参考。     

一起断路器合闸单相延时的异常分析

针对一起换流站交流滤波器断路器C相合闸时间异常现象，分别开展断路器本体试验和二次控制回路检查，通过分析该断路器机械特性、气体成分、传动试验结果及合闸回路电压监测结果，最终确定异常原因为该断路器合闸回路过长导致合闸线圈两端电压降低，长期低压运行令断路器C相机构合闸线圈与衔铁动作配合性能下降，产生100 ms动作延时。根据分析结果对现有断路器控制回路进行优化改造，并对改造后回路持续监测，断路器三相可靠合闸动作均无延时。合闸线圈端电压提升至正常电压。