基于图像处理的操动机构箱内异物检测方法

随着操动机构装置在高压开关设备中的广泛应用,装置的可靠性和稳定性越来越受到关注。针对机构箱状态评估依赖大量标注数据、难以工程应用等问题,提出了一种基于图像处理的机构箱底部异物检测方法。试验结果表明,方法在操动机构箱底部异物检测中的准确率为87.7%,具有较强的鲁棒性。

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体特高压母线通流温升特性研究

随着“碳达峰、碳中和”的提出,环保型高压设备的研制迫在眉睫。C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为极具潜力的环保替代气体,目前已经初步应用于高压母线,其通流温升特性作为重要设计指标,尚待深入研究。该文针对1100 kV环保混合气体特高压母线,构建磁-流-热多物理场耦合数值计算模型,并建立C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体物性参数数据库;搭建通流温升测量试验平台,理论与试验相结合,对比分析负荷电流、充气压力、混合比、结构尺寸等不同因素对母线温升的影响,提出合理的设计方案。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的换热能力不及SF_(6),增大充气压力和C_(4)F_(7)N的混合比,可有效提高母线通流能力,但依然达不到SF_(6)的水平,在C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体母线设计时应注意此问题;影响母线温升最主要的结构尺寸为导体外径,在导体外径与壳体内径间绝缘距离不变的条件下,导体外径增大11.5%,通流能力与原SF_(6)母线基本一致,该结论可应用于后续的母线设计。

550kV GIL盆式绝缘子及其组件结构优化设计

为均匀气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal enclosed tranmission line,GIL)内盆式绝缘子附近气体区域及绝缘子沿面的场强分布,提高GIL整体的工作性能及运行可靠性,采用非均匀有理B样条曲线拟合方法,重构盆式绝缘子结构形状,利用有限元分析方法,进行电场及应力场的仿真计算,利用智能优化算法对盆式绝缘子、高压屏蔽罩及中心连接件的形状进行了优化,优化后结构与初始结构相比,盆式绝缘子附近气体区域的电场最大值下降了13.6%,凸面切向电场最大值下降了10.3%,改善了GIL内部电场局部过大的问题;在盆式绝缘子凹、凸面分别加气压时,盆式绝缘子沿面及连接件接触面最大应力分别下降了7.4%、7.0%和14.9%、18.6%,提升了盆式绝缘子的机械性能。文中研究成果可为各种高压电器结构优化设计提供参考。

550kV隔离开关的电场仿真分析

为研究气体隔离开关内部电场分布情况,建立了550kV混合气体隔离开关的二维轴对称有限元模型,利用ANSYS APDL软件对其灭弧室内部进行电场仿真计算分析,得到了在额定开距状态下两触头之间最大电势差时的电压与电场分布,并分别加载正向或反向电压观察其电场分布.仿真结果表明:无论动静触头加载正向或反向电压,动静触头间隙电压分布较均匀且按等势线趋势由高电压向低电压处扩散,且电场分布无较明显不同.动静触头之间电场分布均匀,有利于电弧的开断,静弧触头端点处电场强度较大且局部电场变化梯度大,易产生电击穿现象,在以后的设计中加以改善.

高压断路器机-液-控联合仿真研究

考虑多场耦合作用,为实现双动式断路器机-液-控联合仿真,首先利用C、C#语言分别为液压系统模型、流体仿真模型开发TCP通信的服务端和客户端,利用Fortran语言对瞬态动力学模型进行二次开发,并通过共享内存实现了软件间实时数据交互,成功搭建了整机联合仿真系统。其次,建立液压控制系统、操动机构、灭弧室等仿真模型开展整机联合仿真,对操动机构分闸过程速度特性进行了分析,探讨了蓄能器初始油压对操动机构运动特性的影响。结果表明,联合仿真系统实现了断路器机-液-控联合仿真。

浅谈电网频率50Hz与60Hz对于高压开关型式试验项目区别

从高压开关相关标准规定方面,本文介绍了电网频率50Hz与60Hz对于高压开关型式试验项目上的区别。

N_2、CO_2和SF_6喷口电弧电流开断能力的比较分析

文中研究了瞬态条件下电弧在3种不同气体中(N_2、CO_2和SF_6)熄弧时的形态及能量交换机理。首先根据实验结果对湍流电弧模型进行了严格校准、确认其适用性。在此基础上对3种电弧进行仿真计算,对计算结果进行能量守恒分析,指出了不同气体燃弧过程中对电弧特性起主导作用的能量输运机理。基于湍流电弧中径向温度分布曲线的特征,阐述并确认了喷口电弧的电流开断能力与气体的物性参数之间的内在联系。

高压开关设备关键技术及发展趋势

在全球大力发展清洁能源、建设智慧能源互联网的背景下,作为关键设备之一的高压开关在智能化、环保性、电压等级提升及容量提升等方面发展迅速。首先综合介绍了中国开关设备的总体发展情况,接着介绍了高压开关设备在灭弧技术、仿真技术、智能化技术、环保技术、工艺技术等共性关键技术方面的最新研究进展以及产品发展。针对高压开关设计、制造面临的新挑战,国内外研究开发了双动传动系统与自能式结合的灭弧室结构,突破了开关设备开断、温升等多物理场耦合仿真技术,研制了智能高压开关设备,采用SF6混合气体开发了环保型开关设备并取得工程应用,开发了新型绝缘材料、近终形加工等工艺制造技术。高压开关设备技术发展趋势主要在环保性、大容量开断、高速开断、金属封闭式直流开关、新一代智慧型开关等方面,高压开关设备发展也将使电网更安全、更智能、更绿色。

GIS整间隔温升仿真及典型通流结构优化技术研究

以气体绝缘开关设备(gas insulated switch-gear,GIS)整间隔为研究对象,综合考虑集肤效应、接触电阻、自然对流和辐射等因素,建立了整间隔三维电磁场、流场、温度场多物理场耦合仿真模型,计算分析了其功率损耗、温度场及气流场分布,获得了整间隔温度梯度分布规律。针对小型化GIS典型通流结构,提出了基于差分进化算法的多目标、多参数优化方法,缩小筒体外径4.7%,降低材料成本22.6%。按照国标进行了温升试验,仿真误差小于8%,验证了仿真模型的准确性和优化算法的合理性,为小型化GIS通流设计优化提供了较好的理论和技术支撑。

高压断路器用SF_6/CF_4混合气体状态参数计算及液化分析

高压断路器采用混合气体作为绝缘和灭弧介质,可有效降低其液化温度。文中以SF_6/CF_4混合气体为例,分别计算SF_6、CF_4状态参数。计算SF_6气体状态参数采用工程上常用的Beattie-Bridgman经验公式作为状态方程,同时应用一种新的SF_6饱和蒸汽压曲线拟合公式。计算CF_4气体状态参数应用SRK方程作为状态方程,同时采用Riedel公式作为CF_4气体的饱和蒸汽压方程。通过计算SF_6、CF_4的状态参数,绘制出具有工程应用价值的SF_6、CF_4饱和蒸汽压曲线和等密度曲线,同时对SF_6/CF_4混合气体的液化特性进行分析。在此基础上,举例说明SF_6、CF_4状态参数在高压混合气体断路器工程中的应用。

基于Ls-Dyna的高压断路器传动系统瞬态动力学仿真与试验研究

为优化高压断路器传动系统,降低传动件应力和质量,基于Hypermesh前处理软件和Ls-Dyna瞬态动力学仿真软件,考虑间隙、杆件柔性和接触碰撞等因素的影响,提出了网格划分方法和质量控制标准,建立了某型550 kV断路器传动系统瞬态动力学仿真模型,仿真了分、合闸操作过程。仿真结果表明:传动件最大应力发生在分闸启动时刻,销孔处是应力最大位置,其余部位应力较小,存在优化降质量空间。对仿真结果进行了试验验证,结果表明:仿真与测量结果基本吻合,仿真最大相对误差为8.67%。提出了传动件的优化思路,并进行了对比仿真,结果表明:改进后长连扳的最大应力从5.27×10~8Pa降低到4.13×10~8Pa,零部件质量从11.73 kg降低到4.43 kg。

直流电压下GIS气固绝缘介质电场仿真与试验研究进展

与交流不同,直流电压下气固绝缘系统的电场分布取决于电介质的电导率。在绝缘系统电场由容性转化为阻性的同时,电荷在气固介质交界面积聚而改变了原有电场,导致其沿面闪络特性下降,制约着直流GIS的工程应用。目前关于直流GIS绝缘介质电场的仿真和试验研究已成为国际上的热点,文中对此进行系统性的综述,包括:GIS直流电场的数学计算模型,不同介质的电气特性,GIS绝缘子表面电荷测量方法,表面电荷测量系统等。最后,对直流GIS相关仿真和试验研究工作给出了建议。

基于Ansys的高压瓷柱式断路器关键零件——拐臂盒的性能分析方法

本文介绍了高压瓷柱式断路器关键零件——拐臂盒的设计及计算分析问题。以一个126kV断路器拐臂盒的设计实例,详细介绍了使用Ansys进行计算分析的过程。

GIL三支柱绝缘子沿面电场计算与优化

GIL中三支柱绝缘子是重要的绝缘支撑元件,其绝缘可靠性关乎输电系统的整体安全。本文运用有限元法开展GIL三支柱绝缘子建模和电场分析计算,重点分析电场沿切向分量的计算方法,根据该方法设计出经济可靠的绝缘结构。通过参数扫描法开展绝缘子结构优化设计,为产品研制提供理论依据和设计指导。

高压开关温升试验方法浅谈

简单阐述了高压开关设备温升试验标准的规定,结合试验标准介绍了温升试验的实际操作。并以一个事例说明了温升试验的方法。

126kV三工位隔离开关的研制

三工位隔离开关,采用隔离—接地一体化设计,由于其公用一个动触头,公用一台操动机构,因此减小了体积,并且从结构设计上实现了隔离—接地的机械联锁,节省了电气联锁设置,大大提高了操作上的可靠性。

新产品样机试制过程数字化关键技术研究与应用

为确保平高集团有限公司(以下简称“平高集团”)试制分厂能有效支持“五位一体”落地实施,壮大新产品样机制造整体水平,平高集团通过开发新产品样机试制管理系统,实现研发项目的新产品制造全过程数字化管理,促进研发单位与试制分厂的工作协同,提高平高集团新产品研发效率和项目管理能力。

特高压可控避雷器用高可靠性断路器研发设计

可控避雷器控制单元(断路器)的动作可靠性,是其功能实现的关键。开发了一种用于1 100 kV开关型可控避雷器的断路器,通过优化弹簧机构控制回路、缩短绝缘拉杆长度、优化传动形式等措施,提高断路器分合闸操作可靠性,根据国家标准完成15 000次机械寿命型式试验(超M2级),验证了优化措施的有效性。