新型抗干扰隔离开关在风载作用下的力学特性分析

户外高压隔离开关是电力传输系统的核心设备,但常受到外界风力等干扰而造成合闸失败的影响,因此设计了一种抗干扰的新型高压隔离开关。为了进一步研究该新型隔离开关在风载作用下的力学特性,首先在Fluent软件中对高压隔离开关风场阻转矩计算模型进行构建,计算得到风场来流方向在导电杆上产生的阻转矩大小。然后在有限元软件Ansys中建立了新型隔离开关的有限元模型,最后通过将风载所产生的阻转矩施加到仿真模型上进行力学特性分析。结果表明:隔离开关的变形量及应力集中的位置均位于支架的销轴孔位置,断定该处属于隔离开关的薄弱环节,应重点考虑该处的加固处理。通过以上仿真分析,为隔离开关抗风优化设计提供依据。

一种新型抗干扰高压隔离开关的设计

针对户外高压隔离开关常受到外界环境等外力的作用而造成合闸失败的问题,设计了一种新型抗干扰高压隔离开关。首先通过对传统的三柱水平旋转式高压隔离开关的结构组成和工作原理进行分析,得出了造成高压隔离开关合闸过程中导电杆提前翻转的原因。然后结合槽轮间隙机构和四连杆阻尼机构的运动特点,给出了抗干扰隔离开关的设计方案与三维几何模型的建立。最后通过数值仿真对四连杆阻尼机构中弹簧的安装位置进行了确定,并验证了设计目标要求。结果表明:该结构可以有效解决传统高压开关导电杆受外力的干扰,可为隔离开关结构的优化设计提供参考依据。

145 kV交流接地开关数值分析及振动台试验

为研究145 kV高压交流接地开关在地震波作用下的抗震性能,文中对其三维模型进行模态分析,确定了接地开关的自振频率及振型,并研究发现:设备顶部接线端子在不同结构型式及重量下,三相联动结构的底座部分应力分布存在差异,试验时需合理设置采样点。通过输入生成的标准时程波进行动力学分析,确定了关键部位的应力及设备顶端最大位移。结果表明:地震动峰值加速度为0.5 g工况下,瓷支柱绝缘子的最大应变位于最下方伞裙根部,该部位为接地开关设备的易损部位,其最大应力为18.98 MPa,小于破坏应力;设备顶端接线板相对于振动台台面在X方向的位移最大为39.43 mm,由于变形较小,在进行电站的设计时可以忽略位移对相邻电力设备的牵拉作用带来的影响。对145 kV高压交流接地开关的全尺寸振动台试验结果表明,数值仿真与试验结果基本吻合,且试验发现:随高度增加放大系数逐渐增加但顶端增加显著,应变在不同工况、不同方向具有差异性,接地开关地震响应复杂且呈现非线性特性。文中进一步对通过振动台试验的设备进行测试,验证了设备的机械性能在振动台试验中不受影响。

相控断路器选相关合问题分析及应用研究

选相合闸技术能大大降低断路器合闸操作过程中的暂态过电压和涌流,提高电力设备寿命及电力系统的稳定性,在超、特高压系统中得到了大力发展和应用。伴随着应用增多、挂网运行时间增长,提前预击穿、过电压/涌流增大等选相关合问题时常发生。以相控断路器为研究对象,针对其在选相关合过程中出现的问题,采用理论分析及试验验证方法,结合选相控制技术的基本理论和原理进行了原因分析。实际合闸时间t偏离预期合闸时间T较大是导致相控断路器选相关合问题发生的根本原因。

光纤电流互感器与隔离断路器集成技术研究

文中基于当前行业现状,分析了电子式电流互感器与隔离断路器集成设计的困难与弊端,介绍了新兴的光纤电流互感器的工作原理及组成,并提出了一种将光纤电流互感器与隔离断路器集成的技术思路。结合产品开发实践,研究并给出了从一次侧的高压结构、绝缘密封、光纤绝缘套管,到二次侧的采集单元7相合1机箱的详细设计方案,实现了光纤电流互感器与隔离断路器设备的高度集成、功能整合,解决了电流互感器与隔离断路器集成的行业难题,为智能变电站中的一次设备集成提供了技术参考。最后还用Ansys电场仿真结果和样机型式试验数据证实了集成设计方案既不影响隔离断路器的一次高压绝缘性能,也未降低光纤电流互感器的测量精度,充分体现了该技术的正确性和可行性。

新型126 kV复合式组合电器的研究与开发

为了适应国家电网公司提出研究与建设第三代智能变电站发展的需求,研制具有结构简单、紧凑、可靠性高和安装维护简便等优点的高压开关是发展第三代智能变电站的产品基础。文中介绍了一种新型126 kV复合式组合电器的结构特点及性能参数,采用仿真分析软件对126 kV复合式组合电器断路器模块和三工位开关模块进行电场仿真,并对部分组件进行强度校核。计算结果表明:该新型126 kV复合式组合电器性能安全可靠,各项型式试验的顺利通过验证了其设计的合理性及计算结果的正确性。

GW16型隔离开关热稳定性仿真分析

以GW16型高压隔离开关接触系统为研究对象,首先运用NX建立其接触系统的三维简化模型,然后利用Maxwell与ANSYS Workbench联合进行动静触头温升仿真,分析其接触系统动静触头在稳态和瞬态条件下的温升情况可知,GW16型高压隔离开关在3 150 A下正常工作,其接触系统最高温升为59.606℃,同时可以满足瞬时大电流的冲击。将仿真结果与试验数据对比,误差小于5%。分析表明:利用Maxwell与ANSYS Workbench进行GW16型高压隔离开关动静触头温升仿真分析,可以确定其动静触头温度分布状况,避免传统理论计算查询参数的复杂性及计算的繁琐性,为提高GW16型高压隔离开关的可靠性提供强有力的参考依据。

GW46-126高压隔离开关耐温性试验研究

高压隔离开关是电网中广泛使用的开关设备,其性能的好坏直接决定了用电安全。为评价GW46-126型高压隔离开关在不同环境温度下的使用性能,在气候试验室±60℃温度环境范围内,对隔离开关的触头接触压力、动静触头相对位置、机构操作扭矩、机构输出角等机械参数和电学参数回路电阻随温度变化的规律进行试验研究。通过试验数据采集和分析,确定环境温度变化对隔离开关机械特性和电学特性的影响,为进一步优化GW46-126型高压隔离开关性能和提高环境温度适用性提供了重要的理论支持。

基于Fluent的GW16型隔离开关支柱绝缘子气流仿真分析

以GW16型隔离开关支柱绝缘子为研究对象,通过理论计算得到支柱绝缘子在多种风速下所承受的载荷,并利用SolidWorks三维软件对其进行建模,选择k-ε湍流模型,然后利用Fluent对单节和双节支柱绝缘子进行流场分析,将理论计算值与仿真结果对比分析。在所有既定的风速下,理论计算结果均大于仿真值,且在风速小于20m/s时,理论结果与仿真值相对误差较小。结果表明,利用Fluent进行GW16型隔离开关支柱绝缘子流体的仿真分析,可避免传统理论计算的复杂性,为支柱绝缘子强度的分析评价提供强有力的参考依据。

800kV交流隔离开关的机构运动分析及平衡弹簧优化设计

800 kV交流隔离开关是超高压变电站关键装备之一,其平衡弹簧是减轻所需外载荷、提高装备可靠性的重要组件。围绕800 kV高压隔离开关展开研究,首先基于运动简图进行主闸刀的机构运动分析,获得隔离开关结构势能的理论方程。然后通过虚拟样机技术,利用Adams平台建立隔离开关的动力学仿真模型,得到开、合闸动作时初始设计条件下平衡弹簧的弹性势能与运动机构重力势能差值的仿真结果。为进一步缩小弹簧势能和机构势能的差值,对平衡弹簧进行优化设计,仿真分析结果表明,优化后的平衡弹簧势能与机构势能差值的最大变化量比初始方案减少了约28%,即隔离开关工作时所需外载荷大大减小。

550kV滤波器组断路器的研究设计

550 kV切滤波器组断路器作为特高压直流工程交流滤波器组场重要的组成部分,用于额定电压为550 kV的电力系统中。可以实现对输电线路的控制、测量、保护与切换。文中介绍了550 kV切滤波器组断路器的结构特点及性能参数,采用仿真分析软件对550 kV切滤波器组断路器进行灭弧室和外绝缘电场仿真,并根据550 kV切滤波器组断路器的工况需求,进行选相关合特性研究,然后对整机进行抗震计算分析。计算结果表明:该550 kV切滤波器组断路器安全可靠,各项型式试验的顺利通过验证了其设计的合理性及计算结果的正确性。

弹簧操动机构驱动的252kV高压SF_6断路器选相关合特性试验研究

选相关合技术抑制电力系统过电压和涌流的效果取决于断路器关合相位的准确度，而断路器关合相位的准确度主要受断路器合闸时间稳定性、关合绝缘强度下降率（RDI）S）以及控制系统精度的影响。以弹簧操动机构驱动的252kV高压SR断路器为研究对象，通过机械特性试验和带电关舍绝缘试验，对合闸时间稳定性和RDDS进行研究，分析论证其选相关合的可行性。试验结果显示，该断路器的最佳关合相位为10．26°，最佳合闸时间点为系统电压过零点后的1．3ms，选相关合的预击穿电压在电压幅值的5．1％～29．9％。

基于GIS的电力系统管理信息系统的框架结构

GIS系统是一项围绕计算机网络技术的综合性管理系统,在其支持下电力管理系统可以将地理信息与运行信息结合起来,从而满足直观管理的需求,多种先进技术的应用与多层次的系统架构,可以使得决策层和控制中心可以更加智能地管理与控制系统运行。

双柱折叠式直流隔离开关研究与开发

高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优势,它在中国西电东送和全国联网工程中起到重要的作用。直流隔离开关的技术要求相对交流隔离开关要严格的多,文中针对特高压直流输电工程的实际需要,从产品选型、触头结构、均压环设计、抗震分析等方面进行了深入探讨,对关键设计点提出了一些新的设计思路和观点。通过理论分析、试验验证以及工程应用,结果表明,双柱折叠插入式隔离开关更适合特高压直流输电工程长期通流及安全可靠运行需要。

ANSYS软件在求取绝缘件沿面电场强度中的应用

绝缘件沿面电场强度是影响绝缘件电气绝缘性能的关键参数,本文介绍利用ANSYS软件后处理模块进行沿面电场求取的方法。

水平回转式隔离开关风致振动研究分析

以特高压换流站水平回转式隔离开关为研究对象,根据其结构特点和工作原理,分析风致导电杆振动的原因,通过风速及涡激频率的关系计算,得到风速等级与涡激频率的对应关系,并对水平回转式隔离开关整体进行模态分析,据此获得确定引起其振动的频率。提出了一种在导电管中添加一根松弛的钢芯铝绞线的方案,使其与导电管管壁之间形成摩擦和冲击来达到减振的目的,并通过二级风响应谱和静力学校核,减振效果和强度均满足要求,为隔离开关同类振动问题的研究奠定理论基础。

基于直流隔离开关底座系统故障机理的可靠性分配方法

可靠性分配是直流隔离开关底座系统可靠性设计的重要环节,其结果直接影响整机的设计方案。为了能够准确得到在一定约束条件下的可靠性优化分配结果,确立了基于直流隔离开关底座系统故障机理的可靠性分配方法,首先根据FTA和FMEA的故障分析结果,确定各个零部件的故障综合因子,然后将可靠性目标根据一定的数学关系式分配到各个零部件,从而实现直流隔离开关底座系统的总体可靠性有效地分配到各个零部件上。该方法不仅将FTA和FMEA两种故障分析方法相结合,而且还对原始可靠性分配函数进行了改进,提高了可靠性的分配效率,使分配结果更加合理。

水平伸缩式隔离开关主闸刀特性分析及平衡弹簧的设计

水平伸缩式隔离开关主闸刀在分、合闸过程中存在重力矩的变化,为了减少机构的输出力矩且使主闸刀运行平稳,需在下导电管内配置合适的平衡弹簧以匹配主闸刀分、合闸过程中的重力矩变化。平衡弹簧的配置是否科学直接影响着整个主闸刀系统的平稳与否,文中以1120kV直流隔离开关为研究对象,通过理论分析了整个主闸刀系统的机械运动特性,提出了平衡弹簧的一般设计方法。

高压SF_6断路器选相合闸技术的应用研究

具备相控功能的高压断路器在国内诸多重点直流工程中得到越来越多的应用。针对某关合交流滤波器场的相控高压断路器在某次合闸操作中未在设定目标相位合闸,导致选相合闸控制偏差较大,造成系统过电压和涌流的事件,结合断路器合闸过程中的预击穿特性,分析选相合闸控制失败的原因,并给出相应的解决办法。

复合式组合电器三工位组合开关的设计与开发

为了满足第三代智能变电站发展的需求,研制的具有结构简单、紧凑、可靠性高和安装维护简便等优点的复合式组合电器是发展第三代智能变电站的产品基础。该文介绍了复合式组合电器三工位组合开关常用的两种结构及性能参数,采用仿真分析软件对三工位组合开关进行电场仿真,并对部分组件进行强度校核。计算结果表明:两种三工位组合开关性能安全可靠,其绝缘、母线转换电压(100V)、感应电流(B类)开合和机械寿命M2级(10 000次)等相关型式试验的顺利通过,以及国内外电站的应用验证了其设计的合理性。三工位组合开关的成功研制,实现了复合式组合电器开关设备的自主化设计及制造,为新时代智能化变电站的完善提升提供了设备支撑。