VS1型真空断路器合闸弹跳优化方案探析

当前真空断路器广泛应用于中压领域,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一,与电磁操动机构和永磁操动机构相比,弹簧操动机构由于采用小功率交流电机为合闸弹簧储能而使机构动作不受电源影响,更加稳定,并且掉电后仍能操作一次,同时在分闸时由于参与动作部件少,因而分闸弹簧能实现较好的分闸特性等特点而使用更为广泛。文中的目标是针对目前中国广泛使用的VS1型户内真空断路器,通过运用Adams对VS1型真空断路器的弹簧操动机构进行动力学分析,并结合样机的机械特性实验结果,找出影响VS1型真空断路器合闸弹跳的因素,并提出优化建议。仿真分析和实验测量发现合闸过程之后出现的弹跳问题是由于凸轮机构的配合不当引起。为此针对凸轮机构提出了优化建议,即可以通过修改凸轮轮廓尺寸和提高分闸掣子限位平面来实现减少弹跳,达到提高VS1型真空断路器的合闸可靠性的目的。

基于熔断器的组合式直流开断技术研究与验证

直流断路器是交直流混合配电网组网的关键,然而在考虑技术经济性时,当前直流配电断路器仍沿用高压直流输电等级断路器拓扑方案的思路不再适用,亟需开发经济型直流开断技术,实现中压直流配电断路器成本和性能的平衡。文中针对交直流混合配电网直流侧故障电流经济高效开断这一关键问题,基于直流熔断器和强迫过零开断技术,提出一种基于熔断器的组合式直流开断方案,该方案采用直流熔断器与转移开关并联后再与直流负荷开关串联的形式,利用低成本的直流限流熔断器开断大电流,减轻直流负荷开关的开断要求,进而降低整机成本,在兼顾经济性的同时实现了电流的全范围开断。通过PSCAD仿真计算,和在LC振荡回路中进行的15 kA开断实验结果表明,提出的组合式直流开断方案可以满足交直流混合配网直流侧故障快速切除的需求。

基于三电平换流器的交直流混合配电系统研究

针对分布式可再生能源及直流负载低成本接入、高效运行需求,提出一种新型低成本交直流混合配电系统结构,通过送端及受端换流器实现交直流电压等级的构建,同时线路方面可利用原有的三相线路进行改造,无须新增扩建线路,大幅降低投入成本。分析了所提交直流混合配电系统结构优势特点,对送、受端换流器支撑电容组件进行了定量优化设计,提出了送端换流器双闭环控制策略及受端换流器功率解耦控制策略,并搭建了实验室系统样机,仿真及实验验证了所提系统结构及控制策略的有效性及正确性。

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。

特高压工程用145kV电容器组试验回路建设

为满足特高压工程所使用的高电气寿命电容器组开关关键技术研究要求,新研发的开关需要通过相关的型式试验。对145 kV无功补偿电容器组开关电寿命试验回路的试验方法、参数计算、试验设备及试验结果分析进行了详细介绍,通过试验回路的应用,试验结果中的各个参数均达到相关标准要求,为保障特高压输电线路用高压开关的安全运行提供了技术参考。

特高压气体绝缘输电线路壳体出厂试验气密性检测方法研究

正在建设的淮南-南京-上海1 000 kV交流特高压输变电工程长江大跨越的跨江输电采用了气体绝缘输电线路(gas-insulated transmission line, GIL),其GIL单个单元最大长度为18 m,外径达到900 mm,因此与一般的气体绝缘封闭开关设备(GIS)相比,GIL相对具有更大的发生内部绝缘气体泄漏的可能性。为了保证GIL运行时的绝缘强度并防止外界环境对于GIL内部的影响,以往要求小于等于0.5%/年的泄漏率已经不能满足,本工程将该要求提高到小于等于0.01%/年。文中的目的是研究在型式试验和出厂试验的气密性检测中可行的方法,并通过试验确定对提高出厂试验的效率极为关键的充氦保压时间这一参数。试验中分析了两种常见的气密性检测方法,提出为满足本工程要求应该使用真空箱氦检漏的气密性检测方案,然后利用标准漏率的漏孔和18 m GIL试品工件试验研究和论证了特高压长距离GIL壳体气密性检测中的充氦保压时间。试验结果表明真空箱氦检漏法足以满足本工程要求的GIL单元的气密性检测精度和效率,试验得到的充氦保压时间也为将真空箱氦检漏法推广用于特高压GIL的气密性出厂试验提供了依据。

Weibull分布在真空断路器容性关合预击穿特性研究中的应用

当前选相合闸技术在断路器的容性开合工况中应用越来越广泛,而预击穿开距的分散性严重制约着选相关合策略。文中的研究目标是采用熔铸法制备灭弧室触头的40.5 kV真空断路器在容性开合运行工况下的预击穿开距分布情况。试验中采用熔铸法制备的直径为50 mm的CuCr40触头作为试品,通过L-C振荡回路产生了幅值6.48 kA、频率207 Hz的关合涌流,考虑35 kV三相不接地系统中容性系数为1.4的情况,关合过程中的外施电压设为46.3 kV。试验结果表明,预击穿开距dpre的余补累积概率满足三参数Weibull分布,并且3只灭弧室试品总是发生预击穿的预击穿开距基本相同,均为约1.6~1.9 mm,而预击穿开距的分散性则各不相同,约为3.4~6.0 mm。这意味着随着关合操作次数的增加,灭弧室的预击穿开距分布会显著变化,因而对于在真空断路器进行容性开合时考虑采用选相合闸技术而言,预击穿开距的分布是至关重要的。

535 kV混合式高压直流断路器电场计算与分析

为分析混合式高压直流断路器的绝缘性能,以535 kV混合式高压直流断路器为研究对象,基于静电场分析方法,对直流断路器分闸状态下的电场分布进行计算分析,结果表明:屏蔽系统对改善断路器的电场分布至关重要,可根据阀塔内部不同结构选用不同型式的电屏蔽;直流断路器整体场强最大值为1.74 kV/mm,位于顶端U型管状屏蔽端部圆弧处,小于起晕场强(3 kV/mm);机械开关支路场强最大值为0.73 kV/mm;转移支路5层阀单元的场强最大值为0.79 kV/mm,场强随阀层增加呈现先减小后增大的规律。所设计高压直流断路器成功通过了包括直流电压耐受试验、冲击电压试验和局部放电试验在内的绝缘试验,验证了绝缘设计的可靠性。

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。

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。

脉冲电流延弧回路的参数计算及运行条件分析

断路器在按额定操作顺序进行短路开断试验时,其燃弧时间应覆盖最短、中间和最长3种时长,对于某些断路器,需要采取延长电弧燃烧时间的措施,以进行长燃弧时间甚至中燃弧时间的试验。文中针对脉冲电流延弧回路的参数进行了计算,给出了延弧回路参数的计算式,并对其运行条件进行了分析,叙述了克服这些问题的方法,提出了建议的延弧支路接线以及可能结构形式。

面向安全可靠用电需求的“光储直柔”直流建筑标准体系研究

“光储直柔”直流建筑及相关技术是建筑领域解决能源短缺、环境污染、气候变化等问题,实现双碳目标的重要手段之一。然而因为处于发展初期,其标准体系的缺失造成了工程建设实施缺乏指导、减碳效果评价缺乏依据、技术产业发展缺乏引导。面向“光储直柔”直流建筑的安全运行和可靠用电需求,针对“光储直柔”直流建筑及其系统构成,分析了“光储直柔”直流建筑的关键技术与关键设备,梳理了“光”“储”“直”“柔”单项技术的现行相关标准和体系,构建了“光储直柔”直流建筑标准体系并提出了标准优先发展方向,相关结论可以规范“光储直柔”建筑领域的相关技术发展,指导“光储直柔”建筑相关技术标准制定,进而推动“光储直柔”建筑的国际合作和标准国际化。

电气自动化技术在装卸机械节能减排中的应用探究

伴随着我国综合经济与科技实力的提升,电气自动化产业技术快速发展,技术更加成熟,更加符合生产使用需求。在工业生产建设过程中,以生态、绿色、环保、可持续发展为前提,注重提升电气自动化技术水平应用,重视装卸机械节能减排技术操作,明确装卸机械加工的流程和标准,结合重点内容进行分析,注重电气自动化技术流程的管理,结合电气自动化技术流程,实施有效的技术发展应用,提升电气节能减排应用布局,重视环保节能,加强自动化能源监管,实现电气自动化综合水平的提升。