基于响应曲面法的大电流开关柜结构优化

大电流开关柜是电力系统的基础部件。为降低其温升和能耗,在综合考虑开关柜热对流和辐射效应的基础上建立了大电流开关柜热-流耦合模型。并结合响应曲面法,以三相母线垂直间距、偏转角度、入口速度为设计变量,以B相母线表面平均温度为响应值,进行大电流开关柜三因素结构寻优。结果表明,相较于传统工程算法,在综合考虑开关柜对流和辐射效应基础上,建立的开关柜热-流耦合模型计算结果与实验值更为接近。偏转角度对B相母线表面平均温度影响较小,垂直间距和入口平均风速对B相母线温升及能耗影响显著。大电流开关柜最优结构为垂直间距200 mm、偏转角度73.5°、入口平均风速2.24 m/s。与初始实验模型相比,温升降低了5.1%,节能率提高了5.89%。本研究为预测大电流开关柜温升及结构优化提供了重要依据。

低电感大电流场畸变开关的研制

论述了场畸变开关的工作原理、物理设计和结构设计,实验验证其能同时达到低电感(≤40 nH)、低抖动(约21ns)和大电流(峰值>500 kA)等指标,同时还讨论了开关的设计和实验的改进措施。

大电流开关柜梅花触头热缺陷评估算法研究

为有效评估大电流开关柜梅花触头接触状态,避免发生严重热故障,需提高梅花触头热缺陷评估的灵敏度和准确性。因此,设计了一种长期评估梅花触头接触状态的算法用于热缺陷评估。首先,基于人工神经网络改进了传统的相对温差法,并根据正态分布统计修正了相对温差的计算结果。其次,基于改进的相对温差法设计了一种热缺陷评估算法。算法中相对温差的计算结果被划分为8个状态级别分别表征不同程度的状态。对存在异常的状态设计了"N+3"判断算法和"24 h密集评估"算法,用于判断梅花触头是否存在潜在的接触问题并排除算法中由计算误差导致的异常告警。最后,将热缺陷评估算法应用于实际开关柜运维验证了其有效性。算法可较准确地评估开关柜梅花触头的接触状态。

低压大电流开关电源的设计

随着计算机、通信技术的发展,低电压大电流开关电源成为目前一个重要的研究课题,介绍了一种输出电压为3.3V。

大电流开关柜温度分布特性的影响因素分析

负荷电流、环境温度、接触电阻是影响大电流开关柜温升的重要因素。本文针对4000A大电流开关柜建立仿真建模,利用COMSOL进行电磁-传热-对流多物理场耦合仿真计算,归纳了4000A大电流开关柜内部温度分布规律;研究了负荷电流、环境温度以及开关柜各部位接触电阻的增加对于母线和梅花触头温升的影响情况。本设计并进行了大电流开关柜不同负荷条件下稳态温升实验,实验结果验证了仿真模型的合理性。经计算得出,对于4000A大电流开关柜,在负荷达到约80%时,梅花触头温升已超出国标上限,需要对开关柜进行强制散热。环境温度对开关柜内部温升有较大的影响,在设计开关柜温升监测系统时不能忽视环境温度的监测。梅花触头与静触头搭接点接触电阻的增加较大程度影响梅花触头和母线的温升,因此需要对梅花触头的温升实时监测以确保及时发现异常运行状态。电流互感器是大电流开关柜中不可忽略的发热部位,若安装不当存在接触问题,则会产生异常温升影响整体母线温度分布。本文研究结果可为后续开展开关柜温升在线监测、故障位置判断以及设计运维方案提供一定的理论依据。

一种12kV大电流隔离开关的触头设计

为探讨触头设计解决大电流隔离开关温升过高、动稳定和热稳定性差的问题的措施,笔者分析了大电流隔离开关温升过高、动稳定和热稳定性差的原因,结合一个12 kV大电流隔离开关设计实例介绍了动端触指接触结构,重点介绍了一种用于触头静端的新型的凸圆柱与凹锥面进行导电接触的结构,这两种导电接触形式能够满足大电流隔离开关的特殊要求。

基于热管散热的大电流开关柜触头温度场分析

大电流开关柜的关键部件静触头,安装于树脂塑料触头盒内,空气对流空间狭小,散热效果较差,容易引发开关触头的过热、剧烈氧化和烧融等故障现象,给供电系统的安全性和可靠性的带来隐患。为了强化开关柜静触头的散热,控制其温升达到国家相关行业标准的要求,将热管散热装置安装于KYN44A-12大电流开关柜的静触头上,利用有限元方法对静触头的温度场进行了仿真分析,并在相应工况条件下对仿真结果进行了实验验证。研究结果表明,采用热管散热装置后,开关柜静触头的温度被控制在60℃以下,母线室及电缆室内静触头的温升得到了有效控制,从而提高了开关柜的通流能力和设备利用率。

大电流开关柜设计中电动力问题探讨

文章对在进行大电流开关柜的设计过程中,如何对电动力问题进行理论计算及验证进行了探讨。

适用于直流断路器的大电流快速开关分闸特性

快速开关分闸稳定性是影响直流断路器开断性能的关键要素。文中对大电流快速开关的双弹簧永磁操动和电磁斥力双动机构的分闸过程,用有限元方法进行电磁、热和位移等多物理场耦合计算,分析了永磁操动机构驱动线圈是否有必要投入以及不同驱动线圈电流对双动机构分闸特性的影响。结果表明:在永磁操动机构驱动线圈投入的情况下,可提前将永磁吸力抵消,进而避免电磁斥力因做功时间较短而引起分闸回弹现象;由于分闸初期电磁斥力非常大,永磁操动机构驱动线圈的投入对分闸初期的速度影响较小;在电磁斥力消失后,永磁操动机构驱动线圈电流在一定范围内越大,到达额定开距的速度越大,为避免其造成分闸反弹,应合理选择驱动线圈电流值。将仿真结果与实际样机分闸特性曲线进行对比,二者具有较好的一致性,验证了仿真方法的正确性。

大电流开关柜热管散热设计

针对KYN44A-12大电流开关柜的工作特点,设计了两种结构形式的热管换热器,根据两种结构形式的热管换热器和整个系统安全性、可靠性的设计使用要求对开关柜的相关部件结构尺寸进行了修改,使得系统的热设计不会破坏其可靠性、绝缘性和安全性。最后,在不开风机,电流3 650 A,环境温度22℃的工况点进行了实验。

铜电解直流大电流短接开关的应用

直流大电流短接开关是非常重要的铜电解工艺生产设备。金隆铜业有限公司铜电解经过3次扩建,短接开关选型从油浸式发展到目前PC电解工艺全部选用悬挂式安装干式短接开关。本文就金隆铜业有限公司干式悬挂安装短接开关的多年应用,比较分析其优缺点及使用状况。

基于Icepak的大电流开关柜热仿真

采用Ansys热仿真模块Icepak对KYN44A-12型大电流开关柜内部温度场和空气流场进行了稳态仿真。分析了在夏季正常工作时的温度分布及内部空气流场分布,提出了散热和镀银触头温升控制结构优化方法,保障开关柜核心部件的温升达到国家行业标准,有利于延长使用寿命。通过热分析获取开关柜正常工作时的温度分布云图,为后续的设计及处在密闭空间的6个触头温升控制方案提供相关技术支持。

大电流开关柜触头发热问题解决方案

通过对部分10 kV大电流开关柜进行技术性改造,大幅度提升了大电流开关柜运行的安全可靠系数,解决了10 k V大电流开关柜触头发热问题。

大电流开关柜发热故障分析与红外测温技术应用

分析了大电流开关柜发热故障原因,探讨了大电流开关柜红外测温技术的基本原理和特点,旨在为类似问题的解决提供参考与借鉴。

一起10kV大电流开关柜爆炸事故原因分析

本文通过一起10k V大电流开关柜爆炸事故,对继电保护动作情况和故障现象进行分析,找出故障原因,并提出对应预防措施,确保大电流开关柜的安全运行。

大电流隔离开关静触头铜与铜自动焊接系统设计

静触头是大电流隔离开关的关键导电部件,静触头与接线铜板进行垂直铆合,需在底部铆合处进行表面焊接加固。针对人工碳弧焊接时存在劳动强度大、生产效率低以及高热量、强弧光作业环境恶劣等问题,提出静触头多轴步进运动自动焊接控制方案,并设计了相应的主电路、人机界面、PLC控制系统和控制软件。试验结果表明,所设计的静触头多轴自动焊接系统能完成静触头焊接、碳棒进给及弧长的控制;所采用的PID控制算法能促进燃弧稳定,提高焊接质量,使得自动焊接的静触头能满足实际生产要求。

大电流开关柜智能风扇控制装置

以往大电流开关柜通风控制及风扇运行状况由人来判断,无法保证准确性。论述采集开关柜一次电流及环境温度,与预制的风扇控制曲线比较来启停风扇,并可在线检测风扇运行状况的一种自动监控装置。它具有集成度高、控制功能强大、采样准确等特点,可广泛应用在大容量开关柜内。

10kV移开式大电流开关柜发热缺陷浅析

在深圳电网中应用的10kV移开式大电流开关柜,随着其运行负荷增加、运行时间增长,重载情况下会异常发热,本文分析其发热的真正原因为设备通流能力不足,重载情况下会异常发热,并存在设计缺陷,导致热量集聚不易散热,针对现存问题提出相应的改进措施,将动静触头、触臂更换成散热更好的部件,并重新设计开关柜的散热通道,保证设备的通流散热性能,确保设备安全可靠运行。

基于热管技术的大电流开关柜散热驱潮系统设计

大电流开关柜的散热和驱潮问题是变电运维的两大难题。湿、热的空气环境容易导致开关柜内部设备绝缘劣化,引发短路接地,威胁开关柜的正常运行。近来接连发生的大电流开关柜发热、凝露事故,说明大电流开关柜散热、驱潮问题形势严峻。因此,分析了目前大电流开关柜散热和驱潮问题的技术瓶颈,从而引进热管技术,利用PLC控制技术,设计了一种大电流开关柜散热驱潮系统。该系统能够明显改善大电流开关柜的散热和驱潮性能,并能够实现大电流开关柜内温湿度监控,降低设备的运维风险。