成套HV/MV开关设备的发展趋势(一)——智能化、紧凑型及采用新型传感器

高压电器成套设备智能化、紧凑型且满足环保要求是输、配电的发展趋势。对智能化、紧凑 型、环保型的HV／MV成套开关设备作了详细介绍。针对传统电磁式电压、电流互感器的缺点,阐述了与成套 技术小型化密切相关的新型传感器技术,这种高压电流、电压传感器没有铁心磁饱和限制,具有传输频带宽 和优异的抗干扰性能。

成套HV/MV开关设备的发展趋势—智能化、紧凑型及采用新型传感器

简要介绍输、配电发展趋势后 ,较详细阐述了HV/MV成套开关设备发展趋势 -智能化、紧凑型。

成套HV/MV开关设备的发展趋势—智能化、紧凑型及采用新型传感器

简要介绍输、配电发展趋势后 ,较详细阐述了 HV/ MV成套开关设备发展趋势 -智能化、紧凑型、环保型及采用与成套技术小型化密切相关的新型传感器技术。

基于专家知识与监测数据联合驱动的高压开关柜状态评估

高压开关柜(HVS)作为电力系统的关键设备,对其工作状况进行有效评估可以保障电力系统的安全稳定运行。在工程实践中,由于高压开关柜长期服役于潮湿、高温等恶劣环境下,不可避免的传感器失效或人为因素会导致其设备状态数据存在随机缺失的现象,从而破坏了数据的完整性和可用性,使得对数据质量要求较高的数据驱动方法难以直接用于解决高压开关柜状态评估的问题。为了解决上述问题,研究了一种基于专家知识和监测数据联合驱动的高压开关柜状态评估方法。首先,对高压开关柜系统的内部构成进行了深入分析,并根据区域中设备的功能不同将其分为电缆室、母线室和断路器室三大区域。其次,进一步分析了系统状态、各区域状态及其关键部件状态两两之间的因果关系,从而建立了适用于高压开关柜状态评估的三层贝叶斯网络(BN)拓扑结构。然后,引入专家领域知识设计了适用于高压开关柜系统的3种约束罚函数,并通过求解带有约束的优化问题,改善了不完整数据集下的贝叶斯网络参数估计性能,进而实现了对高压开关柜系统状态的精确评估。最后,在自主设计的10 kV高压开关柜样机上开展了对比验证实验,结果表明,相比于支持向量机(SVM)方法和反向传播(BP)神经网络方法,本文所提方法在状态评估精度上更具优势。

高压开关柜隔离触头温度监测研究

针对高压开关柜的高压、强磁场工作环境,提出了基于光纤光栅传感器的隔离触头温度测量方案,实现了高压开关柜的触头温度监测。在方案中提出了空分和波分复用的光路系统,同时采用合理的安装技术解决了应变交叉敏感的影响,通过实验建立了隔离触头温度测量模型。在突然掉电的方式下对系统的抗电磁干扰能力进行了定性分析,测量显示温度曲线是渐变而不是突变的,说明系统具有很强的抗电磁干扰能力。通过对全天温度数据监测,系统能够正常工作,说明方案是可行的。

高压开关柜典型缺陷局部放电TEV特征的研究

高压开关柜局部放电会在其金属外壳上产生对地电位,称之为暂态对地电压(TEV),它是一种有效的局部放电检测手段,但是目前开关柜TEV信息只局限于平均幅值,缺少有效特性信息辨识开关柜的缺陷。为了得到更多的局部放电TEV特征信息,笔者研制了一套TEV传感器及检测系统,建立了开关柜TEV测量平台,采用TEV系统对3种典型开关柜放电模型进行了测量和分析,获取了典型缺陷放电情况下TEV的散点图和统计图谱。研究结果表明:所研制的TEV传感器(带宽为5 kHz^80 MHz)可以对放电脉冲信号具有良好的响应特性,经过与脉冲电流法对比得知,TEV作为检测手段可以有效地获取局部放电信息,同时保留了能够反映缺陷类型的放电特征;统计不同缺陷情况下局部放电TEV信息所得到的柱状图谱具有明显区别,TEV特征可以作为为开关柜缺陷识别的有效依据。

采用TEV传感器的开关柜局部放电检测技术研究与实现

分析了开关柜内发生局部放电时柜体表面产生暂态地电压原理及TEV传感器设计原理。依据设计原理研制了一种TEV传感器，运用TEV传感器对3种典型开关柜缺陷模型进行了试验研究。并对放大检波前后的TEV信号进行了分析。基于所设计的TEV传感器、放大检波电路以及超声波法研制了一套开关柜局部放电检测装置，并运用该装置对多个变电站进行了实测。结果表明：TEV原始信号幅值低于100mV，能量分布在3～200MHz之间；所设计的放大检波电路提高了原始TEV信号的信噪比，降低了采集难度，试验研究和现场测试验证了该套检测装置的有效性。

高压开关设备触头温度监测技术研究进展

高压开关设备触头温度监测一直是电力设备故障诊断的重大课题之一,为了准确把握高压开关设备触头温度监测技术的研究现状及未来研究方向,文中将现有的高压开关设备触头温度监测方法进行了归纳分类——超温监测技术、电子式测温技术、红外辐射测温技术、红外热诊断技术、光纤光栅测温技术、光纤半导体测温技术及分布式光纤测温技术,并分别介绍了这些方法的基本原理和特点,梳理了各方法在高压开关设备触头温度诊断中的研究进展,指出了现有各测温技术优点与不足。最后,对高压开关设备触头温度监测还需解决的几个关键问题进行总结,提出了未来高压开关设备温度监测技术研究的关键点和研究方向。

高压断路器永磁操动机构的研究

从研制及应用的角度出发 ,对高压断路器永磁操动机构进行了理论研究 ,介绍了永磁机构的基本结构及工作原理 ,给出了用于分析和计算的耦合磁场模型 ,研究了磁场模型的动静态特性以及动铁芯的机械运动方程。还对永磁操动机构进行了实验研究 ,给出了部分实验结果及性能曲线 ,证明了该文中的理论分析和计算。最后将永磁操动机构和其它机构进行了比较 ,给出了永磁机构的主要优越性 ,并对其在国内的应用前景进行了分析。

广东电力系统高压开关设备运行状况分析

对1990～2002年广东电力系统高压开关设备运行情况进行了统计,并从电压等级、事故类型、事故责任、设备类型等方面,重点对1997～2002年高压开关设备运行故障进行了分析,介绍了六氟化硫(SF6)和真空开关设备的故障特点。最后指出,对无油化开关设备仍需注意检测和维护,以降低事故率。

光纤传感器在高压设备在线测温系统中的应用

电气设备在高电压、大电流的状态下运行时,其工作可靠性与热密切相关即发热温升是关键问题之一。为实时监测开关柜及接头在运行时的温度状态,针对其高压、强磁场工作环境提出了基于分布式光纤传感器的开关柜接点温度在线监测系统设计方案,方案采用了空分和波分复用的光路系统,并运用一种新的解调方法即利用瑞利散射信号来解调反斯托克斯信号,大大提高了信噪比。此外,该系统中光纤同时被用作传感器和信号通道以使终端机远离测量现场,从而彻底避免了强电磁场的干扰。由于光纤本身不带电,抗射频和电磁干扰,防燃、抗腐蚀、耐高压、耐辐射,能在各种恶劣环境中工作,对提高高压开关柜等高压电气设备运行的可靠性乃至电力系统运行的可靠性具有相当的实用价值。

改进速率自适应算法的高压开关柜母线温度监测系统

针对目前市场上高压开关柜远程监控相关参数的安全监测困难,设计了基于改进速率自适应算法的高压开关柜母线温度监测系统。为了保证高压开关柜监测的安全性和实时性,系统采用Lo Ra低能耗收发模块对高压开关柜母线触头温度终端数据进行传输,设计了系统的硬件、软件以及抗干扰措施。为了在低功耗条件下快速传输高质量数据,提出了一种改进速率自适应算法,算法以统计为基础、综合分析节点无线接收信号的质量和传输信道情况,对传输节点数据进行速率自适应调整,得到较高的吞吐量。仿真结果表明:优化算法在快速调节传输速率和提高吞吐率方面均有很大提升。基于改进算法的系统在KYN28—12型高压开关柜远程监控实际运行中取得了良好的效果。

高压防爆开关微机综合保护装置的研究与开发

煤矿井下6kV电网防爆开关是矿井供电系统中的关键设备,开关的性能直接影响矿井供电的可靠性、安全性和连续性。运用单片机技术和现场总线技术对开关的保护系统进行改进,不但使系统的可靠性有所增强,而且更易于用户操作和维护,同时也满足了矿井自动化系统升级的需要。

微环境对高压开关柜电场分布及绝缘净距离的影响研究

潮湿污秽等微环境极易引发高压开关柜放电或绝缘击穿故障。为提高开关柜设计及运行水平,本研究对高压开关柜微环境下的内部电场分布特性及绝缘净距离进行仿真计算研究。首先基于COMSOL仿真软件建立40.5 kV高压开关柜母线室多物理场有限元仿真模型,获得开关柜母线室中温度、湿度分布。利用数值分析方法研究有无微环境下的电场分布特性,基于空气流注放电起始判据,利用COMSOL与MATLAB软件计算微环境下的绝缘净距离。最后研究微环境下不同绝缘隔板布置参数(厚度和位置)对电场分布和绝缘净距离的影响。结果表明:在高温高湿的环境下,母线室最高温度可达347.15 K,整体温度呈现上高下低的梯度分布;绝缘隔板处于低温高湿度区域,容易积聚湿污;微环境下母排尖端电场和绝缘净距离降低,但绝缘隔板表面电场增大,沿面闪络概率增大。

基于高压开关设备的光纤在线测温仪

该仪表将光电传感技术、电子处理技术及高压电磁场处理技术融为一体,解决了高压开关设备(10kV)带电节点的在线温度实时测量问题。

SF_6气体在高压开关设备中的应用

介绍了SF_6气体在高压开关设备中的应用情况,着重阐述了在全球减排温室气体的前提下,高压开关设备中对SF_6气体应用的新趋势(如使用混合气体、研制SF_6代用品等),并指出合理使用SF_6气体和管理是减少SF_6气体排放的关键。

高压开关产品3D零部件库系统的设计与开发

为了有效快捷地管理、重用零部件,并进行相应的信息集成和变形设计,笔者以GW-126型户外高压隔离开关为例,针对企业设计部门,研究并开发了基于C/S架构的多属性映射的零部件库系统,实现对零部件的有效分类、动态管理、信息集成及重用和变形设计。同时结合二次开发技术实现该系统与Inventor2008设计软件的无缝集成,提高系统的运行效率,大大提高了设计效率,缩短了产品开发周期。

高压防爆电机局部放电在线监测技术

由于对工作在易燃易爆等危险环境下的高压电机进行在线局部放电测量存在很多困难,因而对该类高压电力设备局部放电在线检测进行了理论及试验研究。通过为电动机供电的电力电缆在位于远处的电动机的开关柜处对其局放活动进行远距离在线测量,解决了在特殊环境下对电力设备局部放电活动在线检测的问题。同时在理论分析的基础上研究了局部放电远距离检测的工程方法应用技术,给出了衰减系数的测定方法,并进行了相应的试验对比研究。结果表明,衰减系数的大小影响测量误差,通过衰减系数以及在开关柜测得的局放活动,可以得到工作现场的电动机的局放值,为后续的判断和保护提供测量依据。

高压开关设备电力行业标准的现状与发展趋势

介绍了高压开关设备IEC标准、国家标准和电力行业标准近十多年来的变化、现状和存在问题,提出了高压开关设备电力行业标准的发展趋势及应注意问题。

高压开关在线监测手机终端系统

高压开关在线监测技术在智能化变电站已经得到了广泛的应用,可以监测高压开关SF6气体信息,避雷器信息、断路器机械特性信息和局部放电信息等。但是,现阶段该技术只能在变电站就地查看高压开关的监测信息,不能把信息进行远传共享。文中所描述的系统,以智能手机终端为载体,以Android系统为基础,使用VPN技、WEB服务器技术、4G/3G无线网络和数据库技术实现了高压开关监测信息的手机监测。文中主要完成了系统结构设计、Android版手机终端设计、服务器的设计工作,并把该系统应用于三峡工程向家坝左岸水电站工程,对系统进行了功能验证。