Fault Analysis of 10-kV Switch Cabinet

Considering the actual operating experience of the Daode Wind Farm, this paper analyzes the rea-sons for the fault of the lO-kV switch cabinet. Some technical improvements and management measures, such as implementing the anti-accident technical measures, improving the installation and debugging level, and strengthening operation inspection, are proposed.

沿面放电光脉冲发展特征与临界击穿判据研究

绝缘沿面放电是引起高压开关柜中滑闪及电弧击穿的主要原因和前期阶段,准确有效地对绝缘异常爬电进行监测、跟踪和预警对保障设备安全运行非常关键。该文通过试验研究强垂直分量绝缘爬电的光脉冲阶段特征,并提出基于多波段光谱辐射强度信息的放电发展阶段划分方法和临界击穿判据,从而建立基于多波段光谱强度比值的放电跟踪预警方法。首先,搭建多波段单光子试验系统,采用自制多波段光学传感装置对沿面放电发展全过程跟踪测量,获得表征放电发展过程光谱比率的统计参量;其次,借助模糊聚类算法和支持向量机,构建放电发展临界特征空间边界,并对放电严重程度进行量化评估,结果表明该方法对放电阶段的正判率达到96.9%以上;最后,确立基于光谱比率的放电危险性主动预警逻辑,并开发了放电光脉冲跟踪预警系统,为开关柜放电和弧光监测的创新应用提供了参考。

隧道牵引分区所雷击暂态特性及其二次设备电磁兼容研究

牵引供电系统遭受雷击会在分区所内产生过电压与过电流,对分区所开关柜中二次设备产生瞬态电磁干扰,影响其正常运行。文中针对电气化铁路隧道分区所,建立雷击暂态仿真模型,计算了接触网不同位置遭受雷击时分区所的过电压与过电流,建立了27.5 kV开关柜的电磁场有限元仿真模型,分析开关柜中不同区域的瞬态电场、磁场分布。结果表明:雷击接触网会在分区所内产生幅值较大、频率较高的过电压与过电流,在其作用下开关柜低压室瞬态电场可达147.2 V/m、瞬态磁场可达1.3 kA/m,断路器室前壁处瞬态电场可达822.9 kV/m、瞬态磁场可达15.85 kA/m,超过标准规定的幅值,二次设备需要考虑相应的电磁屏蔽措施。论文结果对牵引供电系统雷击过电压/电流防护以及二次设备电磁兼容设计具有参考价值。

涂层传热性能对母线散热能力影响分析

为提升电力开关柜散热性能、提高供配电稳定性,本文依据传热学基础理论对电力开关柜传热过程进行分析,采用溶液共混法成功制备了适用于电力开关柜母线散热的涂层材料,并基于电磁-热-流多物理场耦合原理构建了电力开关柜涂层-热分析模型,结合母线负载电流计算理论,从涂层热导率、发射率等方面对涂覆散热涂层前后的电力开关柜传热特性进行分析。结果表明:涂层热导率相比于涂层发射率对母线温升影响较小,母线表面涂覆涂层之后,B相母线表面发射率由0.2增大到0.846时,三相母线最大负载电流与未涂覆相比提升18.75%。

分立式开关电源系统抗震性能的振动台试验研究

开关电源是通信机楼和通信基站中最重要的设备之一,相当于机楼和基站内供电系统的“心脏”,若在地震作用下发生功能失效将导致通信机楼和基站完全停止工作。开关电源的抗震性能研究是通信系统抗震韧性评估研究的基础。本文以通信机楼内常用的分立式开关电源系统为研究对象,通过振动台试验研究其在地震下的特征损伤模式、损伤发展过程以及其供电功能在地震作用下的变化等。试验过程中为了模拟开关电源在通信机楼中的实际使用状态,为开关电源连接了380 V电压输入和一台模拟负载,组成了一个完整的用电系统。试验中台面激励采用了1条人工地震动、1条天然地震动和1条正弦拍波,逐步增大台面PGA直至振动台位移超限停止试验。从试验结果看:当PGA达到1.0 g时电源柜开始损伤,表现为柜门与主框架磨损掉漆,PGA在1.2~1.5 g时,电源柜顶部连接松动,面板连接螺丝松动,螺栓孔发生冲切破坏,PGA达到2.0 g时,试验结束,电源柜的主体未发生严重破坏,交流柜与直流柜前门轴变形;另外即使在较大PGA下,正弦拍波也无法对电源柜激起较大位移而造成破坏。试验过程中电气信号始终稳定,该开关电源柜抗震性能良好。

基于宽频带电流传感器的开关柜局部放电检测方法研究

开关柜局部放电信号的采集会受到噪声信号的影响,导致开关柜局部放电检测准确性较差,为此提出基于宽频带电流传感器的开关柜局部放电检测方法。该方法将宽频带电流传感器放置在开关柜的零序电流互感器处,采集宽频带电流,结合独立分量分析方法和经验模态分解方法,消除噪声信号对局部放电检测产生的影响,提取去噪后宽频带电流的集中度特征,将其输入更新后的高斯混合模型中,实现开关柜局部放电检测。实验结果表明:所提方法的电流检测误差在0.1 mA以内,错分率小于0.25%,放点检测耗时为23.5 s。证明了所提方法对开关柜局部放电检测的准确性及效率均较好,能够有效保障开关柜运行的安全稳定性。

基于无线传感技术的变电站开关柜故障自动化监测系统

为可靠掌握变电站开关柜的运行状态,保证变电站的稳定运行,该文设计基于无线传感技术的变电站开关柜故障自动化监测系统。传感节点采集开关柜运行数据,组建分层分簇的无线传感网络,结合能量-周期更新机制,采用双簇头的传输方式传输采集的开关柜运行数据,利用概率神经网络实现开关柜故障自动化诊断,输出故障类别结果。测试结果显示,无线传感网络中节点覆盖率以及网络区域连通率均在93.34%以上,各个节点接收功率的热力分布情况均匀,可以实现开关柜故障的频率可视化。

中置柜电动接地开关防误闭锁装置解锁优化

以浙江巨化股份有限公司电化厂聚偏二氯乙烯生产技改项目为例,介绍了智能中置柜电动接地开关的防误闭锁装置及其解锁方法,分析了检修作业中发生误操作的原因,认为防误闭锁装置的控制原理和机械结构存在不足,采用优化电气联锁和机械联锁的方法,提高了中置柜电动接地开关防误闭锁装置的可靠性和安全性,以及中置柜电动接地开关检修的合理性,解决了检修作业中误操作的问题,为今后此类检修工作提供参考。

空气开关柜内局部放电的发射光谱特性研究

对10kV高压空气开关柜内存在气泡缺陷的支柱绝缘子进行电场仿真,通过对电场分布的理论分析,得到气泡缺陷处电场的不均匀系数,确定针-板电极为放电电极。通过电场强度的仿真,合理确定针-板电极间距和实验施加电压。设计并搭建局部放电实验平台和光谱检测平台,利用光谱仪对空气介质中局部放电发射光谱进行检测。实验结果表明:随着放电发展,紫外波段(300nm~360nm)的光谱强度呈现出先增强后减小的变化规律,可作为判断局部放电发展的有效判据。

基于二阶电路的开关柜局部放电检测方法

为了实现高压开关柜局部放电脉冲的高灵敏度带电检测,提出一种基于二阶电路的开关柜局部放电检测方法。首先,构建了包含带电显示装置与检测阻抗的脉冲检测电路,并测量分析了传感、显示单元的电气参数;然后,提出了适用于带电检测的二阶电路,研究了二阶电路以及带电显示装置的电容、电感参数对安全可靠性和检测灵敏度的影响;最后,利用一台10 kV铠装式开关柜与带电显示装置对该方法进行了测试。结果表明:二阶电路检测阻抗不影响开关柜与带电显示装置的安全运行,其检测灵敏度是安装在开关柜接地线上高频CT(电流互感器)的1.6倍。

开关柜灭火装置及其控制系统的设计

高压开关柜大量应用于变电站、电厂和配电站房,具有体积小、密封、承载负荷能力强、运行可靠等特点,是变、配电系统的10kV主力设备,其安全可靠性直接影响广大用户的正常用电。配电网线路重过载、雷击或发生短路等原因会导致电缆发热、老化、绝缘破损,容易造成易燃物燃烧,引发火灾。本文结合开关柜结构特点,研究一种灭火装置及其控制系统来进行辅助灭火,以降低开关柜起火造成的损失。

煤矿地面供电系统的优化改造及应用分析

针对煤矿地面供电系统存在稳定性、可靠性相对较低的不足,以监测矿用供电系统所用的10 kV开关柜运行情况为研究对象,基于该种开关柜的运行特点与监测需求,为10 kV开关柜设计了运行监测系统,介绍了该监测系统的总体结构,设计了该系统的硬件部分与软件部分,进行了工业性试验。试验结果表明,应用该监测系统来监测10 kV开关柜运行情况,可精准地记录断路器机械性能与动作情况,有助于进一步了解开关柜运行情况,提升矿井供电系统工作的稳定性、可靠性。

煤矿10 kV高压开关柜智能监测系统设计与应用

针对煤矿10 kV高压开关柜监测系统功能单一、采集精度低、实时性差等问题,设计了一套基于CAN总线的高压开关柜智能监测系统。系统采用多种智能传感器对高压开关柜核心设备的温度、振动、绝缘等参数进行分布式监测,通过远程监控平台进行远程集中监测预警,有效实现对煤矿高压开关柜全方位状态监测,提高设备运行可靠性。

基于二元逻辑回归法的配网状态检测超声波数据分析方法

配网设备带电状态检测常采用超声波检测法,该检测技术通过采集10 kV开关柜内超声波信号幅值及图谱来检测配电设备内部的局部放电。本文首先介绍了超声波检测技术的原理,测量方法,利用检测过程中记录的超声波数据以及环境、设备型号、投运时间等因素,通过因子分析法确认了开关柜内部局部放电的主要影响因子。然后通过二元逻辑回归法将这些影响因子进行了分析解构,得到了影响因子的显著性参数和回归系数值。通过对不同影响因子关键参数的横纵向对比,评价各个因子对10 kV开关柜局部放电的影响程度。最终根据影响程度提出了一种动态判别策略,为后续状态检测工作计划的制定提供更为有效的指导。

10 kV高压开关柜DSN型户内电磁锁安全特性改进及应用

针对DSN型户内电磁锁在10 kV高压开关柜防误操作中存在的安全漏洞进行研究。通过分析DSN型户内电磁锁的工作原理和安全性能,发现使用机械钥匙操作时DSN型户内电磁锁缺乏电气联锁功能,存在一定的安全隐患。为增强DSN型户内电磁锁的安全性和可靠性,在保留其原有功能的前提下,通过完善电磁锁内部联动机构并引入断路器合闸位置信号,实现了在断路器带电状态下误用机械钥匙解锁操作时的电气联锁功能。实验结果表明,改进后的DSN型户内电磁锁具备有效的安全防护功能,为电气设备安全运行提供保障。

10 kV中置式开关柜巡视操作机器人定位系统设计

设计基于机器视觉技术的10 kV中置式开关柜巡视操作机器人定位系统。将CCD相机内部电路分为主控电路与驱动电路,利用驱动电路中的信号预处理单元对采集的图像信息去噪,通过主控电路的USB接口,将A/D采样得到的图像信息传输至目标提取模块内。通过非参数核密度模型构造抑制背景信息模型,提取目标图像前景信息。利用Hough变换方法设计定位模块,结合目标前景图像信息,生成巡视操作机器人控制指令,驱动与控制直线电机,令巡视操作机器人移动至指定位置。实验结果表明:该系统定位精度较高,可有效对巡视操作机器人进行定位,且机器人实际运动轨迹与规划运动轨迹偏差较小。

某海上平台新增低压开关柜安装与调试技术分析

随着海洋石油平台的高速发展,电潜泵被广泛应用到采油平台上,其中电气设备安装与调试直接影响设备的工作性能,因此,电气设备安装人员需要明确影响电气设备安装与调试的内外因素。本文从新增配电柜现场施工技术要点把控、质量控制措施、施工安全、设备安装调试等方面进行分析,结合现场低压开关柜安装与调试出现的问题提出相应的对策,为保证电力系统正常运行提供可借鉴的经验。

TRIZ在高压开关柜顶检修作业中的应用

针对目前变电站内10~35 kV开关柜柜顶检修作业时因未系安全带或系安全带不规范行为频发的高坠事件,文章采用TRIZ理论分析方法,设计一种开关柜上安全带的悬挂装置,解决现有开关柜柜顶无安全带悬挂点的问题,有效杜绝违章行为,大大降低高空坠落的风险,有力保障了作业人员人身安全。

小浪底供电系统35 kV GIS开关柜安装技术研究

为优化小浪底供电系统35 kV GIS开关柜安装效果,提高开关柜的密封性能,保障其长期稳定运行,提出了一种全新的安装技术。首先,准备开关柜安装所需的工器具,为安装奠定良好的基础;其次,安装开关柜本体,将其固定在基础上后,连接开关柜内部的母线,并在此基础上安装GIS气体绝缘系统;最后,采用上进上出接线方式,安装与调试二次回路。安装测试结果表明,应用该技术后,6组GIS开关柜的气体泄漏率明显较低,在提高开关柜的密封性能方面取得了显著成效。

开关柜带电检测典型案例分析

介绍了开关柜带电检测方法及分析判据,通过超声波检测、特高频检测以及暂态地电压3种方法,以变电站实例阐述了开关柜悬浮放电、沿面放电、电晕放电3种放电类型,具有推广和借鉴意义。