串联故障电弧电流时频域特性的仿真与实验研究

为了分析和研究低压交流串联故障电弧电流的特性,文中首先搭建了故障电弧模拟实验平台,广泛研究不同负载情况下的电弧电流波形。然后,基于Mayr电弧模型,选取适当参数对故障电弧进行仿真分析。在此基础上,对比分析电弧电流信号仿真结果和实验结果的时频域特性,验证了仿真模型的正确性和可行性。频域特性的分析结合傅里叶变换和小波变换进行,还利用带通滤波器检测了小波分析的准确性。最后,总结出故障电弧电流信号的时频域特点,以此提出了一种低压交流串联故障电弧的检测方法,并对其进行了仿真验证。研究成果对低压供配电系统中串联故障电弧的检测工作具有积极意义。

真空电弧阳极斑点对电流过零时刻阳极表面温度的影响研究

大电流真空开断的电弧过程主要由阳极现象,特别是阳极斑点现象所支配。真空电弧阳极斑点形成制约着真空开断的成功与否,其中原因为阳极斑点形成过程伴随着阳极表面加热、熔化甚至蒸发,对阳极热特征产生至关重要的影响,并决定了弧后介质恢复过程。由此文中展开了真空电弧阳极斑点出现后电流过零时刻阳极表面温度的研究。实验测量结果表明阳极斑点形成后零时刻阳极表面温度T0anode并不随电弧电流Iarc、分闸速度v的改变发生显著变化,而是趋向于一个稳定的范围,触头材料为CuCr25时该温度范围为1 600~1 800 K,但外施纵向磁场BAMF则有利于T0anode的波动范围减小。同时,实验测量发现不同触头材料下阳极斑点形成后电流过零时刻阳极表面温度T0anode的稳定范围不同,Cu、CuCr50时T0anode范围分别为18 00~1 900 K和1 700~1 800 K。

12kV固体柜环氧浇注模块外表面无金属化层时的电场分布特征研究

固体绝缘技术在中压特别是12 k V开关设备当中已经得到广泛的认可与应用。为实现固体柜产品小型化、提高耐候性、安全性等目的,在固体柜绝缘表面进行金属化处理成为当前新的研究热点。但目前固体柜产品中很大一部分环氧浇注外表面未做金属化处理,文中对现有12 k V固体柜产品环氧浇注模块外表面无金属化处理时的电场分布特征进行了仿真研究。仿真结果表明,现有固体柜产品环氧浇注模块外表面无金属化层时,固体柜能够满足电场绝缘考核要求,但环氧浇注模块内部真空灭弧室结构及环氧模块与柜体外壳间隙距离对固体柜的电场分布影响显著。

固体绝缘开关设备大容量真空开断过程中触头屏蔽罩侧烧问题探析

中压固体绝缘开关柜、环网柜目前主要的发展方向一是小型化,二是大容量。然而固体柜的小型化要求势必制约着内部母线与真空灭弧室的浇注距离。这不仅影响固体柜的电绝缘与局放特性,同时还将对固体柜的开断能力造成影响。真空电弧受到旁侧母线导体电动力作用横向磁吹使屏蔽罩侧烧,降低了真空灭弧室的耐压水平,对开断性能会产生严重影响。为提高小型化固体柜的大容量开断能力,文中针对固体柜电流开断过程中的触头屏蔽罩侧烧问题展开研究,对母线导体在触头间隙产生的磁场电动力进行了理论计算,对母线导体磁场在触头间隙的分布特性进行了磁场仿真,最后提出了一种磁场屏蔽解决措施,并通过了试验验证。研究结果表明对于固体绝缘开关设备而言,在真空灭弧室内部设置导磁屏蔽罩可有助于减小电弧所受母线电动力的影响,是解决大容量真空开断过程中触头屏蔽罩侧烧的一项有力措施。

一种极柱接线端的连接方式及对温升的影响

当前在电网改造升级的推动下,海上油气田对更大容量、更高额定电流的中压开关设备产品需求不断提高。但目前常规中压断路器固封极柱因紧固连接失效常常导致产品无法可靠运行,无法满足大电流产品的热稳定要求。为此,选用一种新型的复合紧固连接形式,并对此进行了数值分析和试验研究。结果表明这种复合紧固连接具有比常规连接更优异的温升特性表现。

真空断路器选相合闸空载变压器的试验研究

电力变压器是电网中至关重要的元件,并且是变电站中最昂贵的设备。如果空载时突然把变压器投入电网,由于变压器的非线性,在合闸瞬间会产生很大的励磁涌流,其幅值可达稳态时的几十倍或更高。通常励磁涌流的衰减速度要比短路电流的衰减速度更慢,在上述高幅值的励磁涌流下,很容易引起变压器差动保护装置误动、绕组机械应力增大以及电能质量降低等问题,而真空断路器的选相合闸能很好的解决这个问题。文中在某大功率试验站的6 kV网络试验回路上采用12 kV快速真空开关进行了空载变压器的合闸试验,试验中测量了真空断路器随机合闸、普通选相合闸和检测剩磁选相合闸空载变压器这3种情况下的励磁涌流,测得的涌流大小用于验证选相合闸的效果。试验结果表明与随机合闸相比,选相合闸能够显著减小励磁涌流,检测剩磁选相合闸与普通选相合闸相比更能显著减小励磁涌流,但是即使采用了检测剩磁选相合闸的方法,真空断路器的预击穿特性也对选相合闸效果存在影响。