发电机出口PT高压熔断器故障的电磁暂态建模与分析

发电机出口PT高压侧熔断器在非故障条件下频繁熔断,严重威胁发电厂的安全生产。在对PT高压熔断器解体分析和对运行情况统计分析后,呈现“慢熔”特征。文中按照现场实际参数搭建了计及电磁暂态变化过程的计算模型,对影响PT高压侧的暂态响应进行定量分析,分别讨论了倒送电、PT剩磁以及单相接地故障对PT高压熔断器的电磁暂态冲击效应,得出结论:合闸冲击、单相接地故障以及剩磁或多种暂态过程的叠加会给PT高压侧带来数倍于额定电流的电流冲击,电流冲击的长期累积效应对熔断器的疲劳特性造成影响从而推动熔体发生“慢熔”。分析结果与ATP-EMTP软件仿真结果一致。由此提出相应的技术整改措施,对厂(站)的安全生产起到积极促进作用,同时对进一步优化厂(站)的运行规范,对设备生产厂家的生产工艺和设备结构改进皆有借鉴价值。

10 kV喷射式熔断器开断过程数值计算与分析

高压喷射式熔断器是电力系统配电网中应用非常广泛的保护电器,研究其燃弧特性对于熔断器可靠运行具有重要意义。文中以10 kV喷射式熔断器为研究对象,首先对熔断器内电场强度进行了三维有限元仿真计算,得到最大电场E_(max)随开距变化曲线;建立考虑烧蚀的二维动态电弧数学模型,计算了熔断器在开断12.5、2.5 kA电流时的电弧特性,对比分析两种电流和不同长度的电弧缩短杆对熔断器内的灭弧管内壁烧蚀质量、气压分布、速度分布的影响;依据流注理论,结合电场和气流场计算结果,得到了熔断器开断短路电流弧后气体的介质恢复曲线。计算结果表明:在电场计算中,最大电场E_(max)在软铜绞线顶端,随着开距的增大而减小,且电弧缩短杆对电场影响较小;12.5 kA开断条件熔断器内的烧蚀质量、整体气压、轴向速度和温度均高于2.5 kA开断条件;电弧缩短杆长度相同时,开断电流越大其介质恢复能力越强;电弧缩短杆在105~155 mm内,加长电弧缩短杆可增强大电流的开断能力,但会减小小电流开断能力。研究结果可以为熔断器电弧熄弧特性分析提供理论依据。

TV熔断器慢熔对三次谐波定子接地保护影响分析

本文通过对大型水电机组三次谐波比率定子接地保护原理进行介绍,分析了电压互感器(TV)一次熔断器慢熔对三次谐波电压比率定子接地保护的影响,从TV励磁电流在慢熔期间存在间断角的角度,解释一次熔断器慢熔导致机端三次谐波电压增大的原因,加深运维人员对三次谐波原理定子接地保护的理解,提升运维人员专业技术水平,利于完善电力生产事故预防措施。

混合型限流熔断器触发装置用电流互感器铁芯结构设计

针对短路电流保护装置的电流测控单元因电子元器件失效或电源掉电而导致保护装置拒动的问题,提出了一种无源电磁式电流互感器,分析了触发装置的工作原理,根据铁芯材料的磁化特性曲线,确定了互感器有效工作区间内铁芯的最大磁感应强度。针对铁芯在大电流条件下磁通容易饱和的问题,通过仿真分析了气隙分布对互感器内磁感应强度的影响。设计出在短路电流峰值为15 kA时仍可有效工作的电磁式电流互感器铁芯结构,三维瞬态电磁场仿真显示短路电流上升率为20 A/μs、二次绕组匝数为30匝时,铁芯二次绕组侧输出电压不小于14 V。最后设计制作了采用无源电磁式电流互感器作为触发装置的混合型限流熔断器工程样机,并进行了短路电流检测实验,实验结果与仿真基本一致,证明了铁芯设计的准确性和有效性。

10kV交流传统跌落式熔断器缺陷的解决

在10kV配电网线路中,跌落式熔断器遇风易脱落,易污染,经常烧触头和熔管,故障率高等问题十分突出。针对跌落式熔断器存在的问题,用一种新型多功能喷射式熔断器能解决跌落式熔断器存在的不足,提高供电的可靠性和安全性。

快速分断有机物型温度熔断器的设计与实现

为解决现有有机物型温度熔断器分断速度缓慢、直流分断能力较低的问题,设计了一种具有快速分断能力的有机物型温度熔断器。通过引入触头驱动件,使其与弹簧动作配合,将热敏药丸缓慢熔化过程转化为动触头快速分断动作,以提高有机物型温度熔断器的直流分断能力,使其适用于直流电路的温度保护。通过多体动力学仿真探究弹簧对动触头的运动速度影响,指导样机参数设计,并制作温度熔断器样机,进行触头分断速度测试以及直流负载分断实验。结果证明,所设计的温度熔断器具有较高的分断速度,具备一定的直流分断能力。

熔断器和空气开关在低压电气电路中的应用探讨

在低压电气电路中,熔断器和空气开关的设计应用没有统一标准,在设计过程中使用熔断器还是空气开关受影响的因素很多,包括沿用已有设计、考虑保护的回路特性、成本,等等。通过对熔断器和空气开关的工作原理、性能和故障案例分析,提出熔断器和空气开关的应用建议,可以为低压电气电路的设计及类似的故障分析、处理提供参考。

真空熔断器的发展及与其它类型熔断器的对比

文章描述熔断器，尤其是真空熔断器的发展方向及发展前途，并且与其它各种类型的熔断器例如限流式熔断器和喷射式熔断器进行了对比分析。

高压交流限流熔断器撞击器性能的试验技术研究

高压交流限流熔断器已广泛应用于配电网络,是保证电力系统安全运行的重要保护元件。一部分高压限流熔断器安装有用于动作指示和驱动其他开关装置分闸的撞击器,其安装的撞击器性能是确保故障发生时熔断器与开关设备之间正确配合的重要因素,因此有必要开展高压交流限流熔断器撞击器试验技术的研究,并分析其可行的试验验证方法。文中通过对高压交流限流熔断器撞击器性能验证试验方法的研究,结合标准中关于撞击器试验的要求,主要针对撞击器开展动作试验研究,包括动作试验的实施、释放能量的测量、最小耐受力的测量、行程持续时间的测量等内容,并通过试验验证证明以上研究内容实施的可行性和合理性。文中提出的高压交流限流熔断器撞击器性能试验验证的实施方法将对该类产品的高质量发展具有重要意义,同时也对相关开关设备所用高压限流熔断器的合理选型提供帮助。

应用RBF模型的高压熔断器缺相运行状态多点监测

以保障电力系统正常运行为目的,提出应用RBF模型的高压熔断器缺相运行状态多点监测方法。该方法通过设计由光电传感器、双电源供电装置、微功耗RF通信模块组成的高压熔断器监测装置,将若干个高压熔断器监测装置安装到配电线路上,其核心控制器通过多点同步触发方式,采集配电线路上高压熔断器二次侧电压后,使用该装置内的微功耗RF通信装置将其传输到用户PC端,用户PC端将高压熔断器二次侧电压作为输入,使用RBF神经网络预测模型输出高压熔断器缺相运行状态多点监测结果。实验结果表明:所提方法可精准地采集高压熔断器二次侧电压,并可有效监测高压熔断器缺相运行状态,具备较好的应用效果。

大电流电弧触发式混合限流熔断器分析与设计

为解决电弧触发式混合限流熔断器在大电流场合下的应用问题,针对其关键技术开展了深入研究,重点对电弧触发器进行了优化设计。通过建立电弧触发器的热电耦合模型,分析了熔体结构尺寸对其温升和弧前特性的影响,旨在提高其熔体的载流密度,在满足温升要求的前提下缩短其熔断时间,提高故障检测速度。研制了2000 A/640 V工程样机,额定通流功耗144 W。在预期电流峰值100 kA、时间常数4.17 ms的短路试验中,电弧触发器在短路后700μs熔断起弧,整机弧前时间1.1 ms,全分断时间仅为1.85 ms,短路电流峰值19 kA,弧前焦尔积分值仅为同规格快速熔断器的1/28。

10kV配电线路跌落式熔断器故障诊断方法研究

由于现有的诊断方法的故障诊断效果差,误诊情况严重,因此本文研究10kV配电线路跌落式熔断器故障诊断方法。采用具有不同参数的滤波器来提取故障特征,根据不同的问题选择离散特征,形成用于诊断的连续特征数据集。对获取的故障点定位信息进行归一化处理,将数据映射到合适的范围内。通过组合分类器,获得随机森林模型的最终输出。寻找决策树,确定故障问题的可能位置,将更新结果输入模型中,判断森林中的数据子集是否符合条件进行熔断器故障诊断。试验结果表明,熔断器10s时的过载电流为350A,超过了限定电流300A,发生了故障;8个小组的误诊率结果均在3%以下,本文提出的方法能够在短时间内快速定位故障,保障电力系统的安全运行。

混合型直流熔断器用灭弧熔断器单元低过载电流开断特性优化设计研究

灭弧熔断器单元是混合型直流熔断器的重要组成部分,其承担着为高速开断器提供介质恢复时间及直流灭弧开断功能,由于直流灭弧熔断器开断低过载电流能力较弱,易出现过热、喷弧等故障导致开断失败。该文针对这一问题,结合仿真与试验分析直流灭弧熔断器低过载电流开断困难机理,并在此基础上提出设置熔体薄弱狭颈的解决方案,改进设计了额定2000V/1600A混合型直流熔断器用灭弧熔断器单元,进行故障电流开断试验,试品成功开断了2k A低过载电流及7k A短路电流,验证了改进方案的正确性,相关结论可应用于混合型直流熔断器灭弧熔断器单元的设计,能有效提升混合型直流熔断器的保护能力。

40.5 kV/31.5 kA限流熔断器开断试验方式1试验研究与分析

针对一档40.5 kV/31.5 kA限流熔断器开断试验(方式1)单相试验过程中出现熔断器本体炸裂,产品处出现相对地拉弧的现象,根据试验参数并结合所选取的试验回路进行分析,提出这种试验回路对于单相试验带来的影响。对于相对地拉弧现象进行仿真分析,并给出了试验回路的优化措施。

一种配电网新型10kV高压延时熔断器

如今,配电线路越来越密集,这也使得熔断器的保护作用日益凸显。高压熔断器能够在线路发生故障时起到有一个隔离的保护作用,从而避免了PT本体故障对电网主系统安全产生的威胁。然而在实际运行过程中,还是会有高压熔断器频繁或异常熔断的事故发生,这样会使得继电保护电路的电压监测无法正常进行,甚至还会引起保护误动或PT烧毁等严重后果,影响了电网的整体稳定性和可靠性,从而造成重大经济损失。

高压真空式全范围限流熔断器

为满足电力系统容量不断扩大的需要,迫切要求生产一种全范围限流熔断器。经西安交通大学设计,由杭州博达电器有限公司密切配合,研制了高压真空式全范围限流熔断器。现介绍如下: 1.结构如图1所示。

户内、外常用高压熔断器及其选择

熔断器是高、低压配电系统中一种常见的保护元件，作短路保护，在一定条件下也可起过载保护作用。熔断器使用时串联在电路中，通过熔体的电流小于等于其额定电流时，熔体不会熔断，只有在超过其额定电流并达到熔断电流时熔体才会熔断。当线路中出现短路（或过载）电流时，通过熔体的电流大于规定值，熔体过热而被熔化，能自动分断电路，可避免电网或电器设备损坏，防止事故的发生，保护电路中的电气设备。

石英砂熔断器开断过程中压力特性的研究

分析了石英砂熔断器在开断短路电流时爆炸压力产生的机理。由质量守恒定律、动量守恒定律和石英砂的物态方程推导出爆炸压力的数学模型。并在试验和数学模型的基础上， 研究了爆炸压力与熔体参数。

采用电流变化率判断短路电流的新型限流熔断器

本文阐述了开发一种新型电力熔断器的必要性，并介绍了其组成结构及应用范围，着重分析了短路电流的特点，并根据短路电流变化率具有在短路瞬间即可报告短路发生的特点，设计了新型的大电流高电压限流熔断器。

基于卡拉汉数值仿真的限流熔断器暂态计算

高压限流熔断器因其限制短路电流能力强、保护性能好而在电力系统中正得到广泛应用,但是熔断器保护动作引起的过电压往往容易对系统设备造成不利影响。为此,基于卡拉汉数值算法着重研究限流熔断器动作过程中的过电压及电流暂态。首先建立了高断力限流熔断器保护动作过程的非线性电阻模型;接着运用半隐格式的卡拉汉数值算法代替EMTP/ATP软件,计算得到了限流熔断器试验回路的熔断器过电压和开断电流波形,数值建模和仿真计算中还综合考虑了其过电压保护MOA避雷器的影响;最后得到了与热效应相关的熔化I2t和合闸相角关系曲线,这对于试验考核熔断器的性能具有指导意义。数值计算与现场实测的比较结果证明,卡拉汉数值算法具有较高的精确性和可靠性,编程实现简便,程序灵活适用,模拟结果准确,可以避免大量现场重复的试验工作,该研究结果对限流熔断器试验可提供实际的参考依据。