某LED开关电源的高加速寿命试验(HALT)研究

LED作为新兴固态照明系统,其驱动电源的可靠性也引起了广泛的关注。高加速寿命试验作为可靠性强化试验,可以在较短时间内激发电子系统的故障模式。文中以某LED驱动用开关电源为对象,对其高加速寿命试验进行了研究。首先分析了该电源的基本结构与工作原理,确定其失效判据。设计了随机振动步进应力试验方案,得到该电子系统的可靠性薄弱环节,为其可靠性设计提供依据。     

CW1-2000智能型万能式断路器的可靠性试验研究与分析

通过对CW1－2000智能型万能式断路器的分析，提出了该产品可靠性特征量及指标。根据试验结果，对操作机构、欠压脱扣器和合闸电磁铁中的累积试验时间，累积故障数及平均无故障时间等数据进行了可靠性分析。结果表明：产生故障的主要原因是由振动和疲劳引起的，提出了改进措施。     

特快速电磁暂态(VFT)试验平台的研制

GIS隔离开关操作产生的特快速电磁暂态(VFT)可能造成就地化保护装置发生故障甚至损坏,威胁变电站二次系统的可靠运行。为了研究VFT对就地化保护装置的影响,提出了VFT试验平台的设计方案(包括电气结构方案、就地化保护布置方案、接地方案),在武汉特高压交流基地建成了VFT试验平台;研制了VFT测量系统,开发了基于天线的同步触发装置,开展了特快速暂态过电压(VFTO)和就地化保护装置端口电磁骚扰同步测量,获得了就地保护装置端口的电流互感器(TA)、电压互感器(TV)传导骚扰、瞬态电场和磁场的波形特征,验证了研制的VFT试验平台能够产生相对严酷的GIS隔离开关操作特快速电磁暂态骚扰。     

小型断路器可靠性增长的研究

提出了小型断路器的可靠性故障模式和试验方法。以NDM1小型断路器为样本,按照产品标准规定的寿命指标、设定的操作失效率和瞬动保护成功率等级,验证了产品的可靠性。为探讨该断路器更高的可靠性水平,又在高于寿命指标和提高可靠性等级设定下进行了可靠性试验。分析了试验中暴露的产品薄弱点,从而提出进一步改进的方向。     

电气寿命试验监测方法研究及其保护装置的设计

断路器产品进行电气寿命试验时,对试验过程缺少有效的监测方法,如果试验过程发生故障,对试验系统缺少有效的保护装置。因此文章提出一种电气寿命试验监测方法,并设计一套监测保护装置。归纳总结试验参数的特点,建立故障模型;设计硬件电路和软件程序,制作监测保护装置的样机;选择某型号低压交流断路器进行电气寿命试验,通过模拟故障的发生验证该装置的有效性。研究结果表明,该装置准确监测到故障的发生并自动采取了保护措施,保证了试验系统的安全。该方法和装置还可以应用在与电气寿命试验相类似的试验中,解决其缺少监测保护的问题。     

就地化保护装置SV丢帧分析与改进

正近年来,随着变电站智能化程度的提升和智能站的普及,对变电站保护装置的光纤数字通信回路的可靠性要求越来越高,本文通过就地化线路保护装置在试验中的丢帧问题,对两台试验仪的结果进行对比分析,提出了改进措施,希望能够对相关工作提供一些有价值的参考。1问题经过1.1问题现象2017年在某次就地化保护装置试验中,测试的就地化线路保护装置在进行电快速瞬变脉冲群抗扰度试验时,接收装置外发SV报文的数字试验仪     

高干热现场环境下智能电能表可靠性验证方法

智能电能表通用技术规范要求电能表可靠寿命不低于16年,如何验证智能电能表可靠性不仅是行业亟需解决的现实问题,也是学术界面临的难点问题。在Weibull分布场合下首先给出了针对可靠寿命、平均寿命和失效率三项指标的可靠性验证抽样特性函数,结合高干热环境的加速效应,借助加速因子构建基于加速试验的电能表抽样特性函数,进而针对智能电能表的工程背景确定二参数抽样方案。最后在实验验证与分析中给出了高干热环境下智能电能表可靠性验证方案,在不同使用方风险、可接受的故障数条件下计算了试验样本容量与试验时间的组合,给出了表格和绘图,方便工程应用。对电力行业量测设备在高干热环境下开展可靠性验证具有示范作用。     

一种变电站计算机监控系统寿命的评估方法

提出了一种变电站计算机监控系统寿命的评估方法.该方法以厂商提供的电路板级的平均无故障时间为基础数据,将电路板间的逻辑关系映射为串并联关系,得出装置的平均无故障时间值.又以装置的平均无故障时间值为基础,计算系统的平均无故障时间,从而得出变电站的计算机监控系统寿命估计.以运行了12年的500 kV变电站的间隔层为研究对象,进行了可靠性分析,     

HALT高加速寿命试验在智能电能表可靠性中的应用

智能电能表作为一种大宗电子产品,在投入批生产以后,往往由于各种原因,如原材料、元器件和制造工艺所带来的缺陷,很难达到原始设计的固有可靠性水平。为满足产品上市时间的需要,必须在最短的时间检验出产品的可靠性。因此,近几年来一些国际大型企业纷纷将思维模式转为如何在产品开发阶段,采用最快速而且有效的方法来寻找产品可能潜在的缺陷。而高加速寿命试验(HALT)正是这种能在短时间内发现产品缺陷的一种有效方法。本文从实际应用出发,通过对目前市场主流智能电能表产品进行相关试验验证,结果验证了该试验方法的科学有效性,为HALT试验技术在智能电能表行业的推广提供一定的理论基础。     

变电站即插即用就地化保护的应用方案和经济性比较

针对智能变电站继电保护存在的系统可靠性降低、运维难度增大等问题,阐述了基于即插即用就地化保护装置的新方案,用于提升保护可靠性和整站经济性。首先阐明了保护装置即插即用的理念和就地化安装的设计思路,并通过与当前智能站架构的比较,体现出新方案安全高效的优势。然后介绍了单间隔保护及跨间隔保护的应用方案、涉及的关键技术和面临的挑战;并就变电站全寿命周期内各类经济因子的变更进行比较,体现出新方案在变电站设计、建造、运维等方面的经济优势。目前,即插即用就地化保护装置已处于全面挂网试运行阶段。     

基于功能纵向集成的无防护安装就地化线路保护

针对常规变电站、智能变电站线路保护工程应用中面临的保护速动性、可靠性和运维方面的难题,提出了一种基于SOC芯片实现的功能纵向集成、无防护安装的就地化线路保护系统架构和技术方案。通过一体化设计,纵向集成单间隔合并单元、保护和智能终端功能,减少设备类型及数量,简化配置,减少信号中间传输环节,缩短保护动作时间,并为站域保护等站端设备提供数据采集和控制执行支撑。同时对就地化线路保护的站间同步采样、远方不停电传动、同期电压接入等关键技术进行了研究与分析。对就地化保护的关键性能进行测试实验和比对分析,实验结果验证了所述方案的有效性和先进性。     

就地化分布式保护环网测试装置研制

就地化元件保护采用分布式架构,各分布式子机间采用环网通信方式。文中针对子机环网报文的测试难点,设计和开发了具备环网测试功能的新型继电保护测试装置。该装置采用双中央处理器(CPU)架构,主CPU负责测试流程管理,环网CPU负责环网数据交换测试。通过配置文本灵活组帧环网报文,开发延时测试、数据一致性测试、转发特性测试、异常报文模拟等功能,校验环网报文实际传输过程中的可靠性和实时性,补充了环网性能测试手段。文中通过单台测试装置即可完成分布式子机的保护功能及环网性能测试。所研制的装置已应用于就地化保护现场调试,为元件保护就地化实施提供了良好的测试手段。     

无防护安装就地化保护应用与实践

阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题,提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性,可靠性和减少干扰;通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间,提高检修效率;推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新,实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备,已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验,无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。     

就地化保护装置流水线测试系统研制

为适应就地化保护装置接口的变化,提升测试效率,提出了就地化保护流水线自动测试系统的构建方法。文中详细介绍了流水线测试系统的整体设计思路及核心测试流程。测试系统采用层次化、标准化、模块化的体系架构,通过双自由度精密定位和柔性接插自动传输装载被测设备,建立通用测试模板与配置文件映射自动生成测试实例,基于关键字分解和相似度比较完成装置信息的关联匹配,最终实现适应不同就地化保护装置的全自动闭环测试。     

Vertically integrated outdoor in-site line protection based on SoC technique

By focusing on the problems of speed, reliability, operation and maintenance in the practical application of line protection in conventional and smart substations, we propose system architecture and a technical scheme for in-site(similar in meaning to on-site or near-process) line protection based on vertical integration and outdoor installation. The functions of the single-bay merging unit, relay protection, and intelligent terminal are vertically integrated to reduce the number and types of devices, simplify the configuration, reduce signal transmission, and shorten the protection action time. In addition, this vertically integrated device is applied to provide data acquisition and control execution support for substation-area protection, security and stability of devices, and other substation-area devices. The vital performance outputs are tested and compared. Finally, the experimental results verify that the proposed scheme is feasible and the technology is advanced.     

就地化母线保护在电力系统中的应用

介绍了国网就地化母线保护实现方案,从子机配置方案、环网通信方案及保护专网通信方案三个方面对就地化母线进行了介绍。分析了就地化母线保护在现场实施过程中遇到的问题,如子机动作行为不一致,过程层配置工作量大,刀闸位置可靠性降低等,并提出了相应的解决措施。最后介绍了就地化母线保护可优化改进的保护功能。与传统母线保护相比,就地化母线保护提高了间隔接入能力,提高了数据通信可靠性,提高了保护动作速度,具备更大的技术优势以及更加广阔的应用前景。     

就地化保护检验机制的研究

针对就地化保护特点,以高效而全面的检验为导向,提出了工厂化检验与现场更换检验相结合的就地化保护检验机制。首先对就地化保护的整体构架进行了简述,在此基础上,阐述了总体的检验方案。然后分别对工厂化检验和现场更换检验的流程和内容进行了详细叙述。相比于传统继电保护装置的检验机制,该方案在检验效率和现场作业安全方面都具有明显的优势。该方案在包含就地化保护所有功能检验的同时,融入了就地化保护在运维检修上的特殊性,使方案更具有实用性。     

基于双向环网的变压器保护就地化实现方案

为了实现变压器保护的就地化,提出了一种分布式解决方案,按开关配置就地采集及跳闸的保护子机,子机之间通过高可靠无缝冗余(HSR)双向环形高速网络交互数据,其中高压侧保护子机集成主后备一体化保护功能。在总体实现方案分析的基础上,着重论述了环网通信机制和采样同步机制。理论分析与实测数据表明,相比于现有的集中式变压器保护装置,所提出的分布式变压器保护在可靠性和快速性方面具有一定的优势。     

就地化保护环网通信异常分析及处理策略

环网通信是就地化保护的一个重要技术特点,其可靠性直接影响就地化保护的性能。文中介绍了就地化保护环网通信的通信机制和典型实现架构,分析了通信中断、误码、延时补偿异常、网络风暴等典型通信异常对就地化保护的影响。在此基础上,提出了基于双环双向数据判别的通信中断、误码、延时补偿异常处理策略以及基于报文识别和过滤的网络风暴处理策略,并给出了具体的实现方案。最后通过试验证明了处理策略的可行性。     

变电站二次设备就地化系统网络架构探讨

针对变电站二次设备就地化背景下设备配置与通信网络面临的问题与挑战,首先提出了变电站二次保护控制设备就地化配置原则,并给出了单间隔保护、跨间隔保护、测控装置、公用采集控制终端等全站二次就地化设备配置方案。在此基础上,提出了基于并行冗余协议(PRP)的制造报文规范(MMS)/采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)三网合一网络架构和不依赖交换机的全高可靠无缝冗余(HSR)环网两种变电站通信网络方案,并对其网络性能指标进行了量化评估和比对。