基于光控真空断路器模块串联的126kV三断口真空断路器设计与试验

为将真空断路器应用于更高电压等级,多断口真空断路器的研究成为行业内的热点问题。在分析总结此前研究成果的基础上,设计了一种由3个光控真空断路器模块(FCVIM)串联组成的126 k V真空断路器。断路器按照U形方式串联光控真空断路器模块,光控真空断路器模块主要由外绝缘部件、真空灭弧室、均压电容、永磁操动机构及其控制器和操动电源等部分组成,在低电位通过光纤控制技术对工作于高电位的永磁操动机构进行控制。对三断口真空断路器和单断口真空断路器模块分别施加雷电冲击电压,结果显示三断口真空断路器相对单断口真空断路器的击穿电压增益倍数为1.59;在并联不同均压电容和人为制造三断口不同步分断情况下研究三断口真空断路器暂态电压分布特性,发现低分散性操动机构和均压电容的应用可以有效提高其开断能力。三断口真空断路器在额定电压下成功开断40 k A短路电流,在不同试验方式下完成重合闸操作,并已顺利通过挂网试运行。

光控真空断路器模块低功耗自具电源设计

光控真空断路器模块应用于多断口真空断路器对电源可靠性和低功耗提出了更高的要求,为此进行了光控真空断路器模块低功耗自具电源模块设计。分析了自具电源的工作原理,优化设计了其取电电磁感应线圈(取电CT)的结构。电容器充电模块从电路结构,器件选型,转变工作方式等降低其工作时损耗。建立了永磁机构操动电容充放电特性模型,分析得到低损耗的最佳间歇控制策略。进行了智能控制器低功耗设计,实现了在线低功耗控制策略和离线休眠工作方式。最后通过试验验证,优化后的取电CT工作范围在200 A～3 000 A,满足在线自具电源模块工作,整体自具电源正常工作时损耗做到了300 mW,满足电网停电3周,自具电源系统仍能驱动光控真空断路器动作。设计的自具电源满足系统对断路器的可靠性和智能性的要求。

具有串并联结构的模块化多断口真空断路器静动态电压分布特性

为向基于光控模块的多断口真空断路器的静态、动态绝缘特性设计提供参考,建立三维有限元分析模型,计算126 kV U型布置的三断口真空断路器的静态电位分布和真空灭弧室内部的电场分布。利用110 kV振荡型合成试验回路,进行低电压、小电流三断口串联断路器样机的开断试验,测量三断口的瞬态恢复电压分布。计算和试验结果表明:三断口真空断路器的静态和动态电压分布不均匀,高压端断口的静态分压超过65%,串联样机进行试验时底部可以不安装支架;高压端断口的动态分压(瞬态恢复电压峰值)超过60%,1 000 pF均压电容可以满足低电压、小电流开断均压要求,高电压、大电流开断情况需进一步验证。

模块化多断口真空断路器电位和电场分布研究

为分析基于光控模块的三断口真空断路器的静态电位分布和真空灭弧室的电场分布,建立了模块化真空断路器的三维有限元分析模型。计算了竖直型和U型布置时的三断口真空断路器电位分布,采用子模型法分析了真空灭弧室内部的电场分布,同时进行了三断口真空断路器工频分压特性试验。计算与试验结果对比表明:两种布置方式下,高压端断口的试验与计算结果的相对误差<4.5%,三断口真空断路器的电压分布不均匀,高压端断口的分压超过60%,需配置合适的均压措施。计算和试验结果可为模块化多断口真空断路器的静态、动态绝缘特性设计,真空灭弧室的优化设计,多断口布置方式提供参考。

串并联模块化断路器技术研究

笔者提出一种基于模块化真空断路器串并联结构的大容量高压断路器,该断路器通过均压组件将3个40.5 kV断路器模块串联成126 kV高压断路器,同时通过紧耦合空心电抗器对断路器模块并联,实现自动均流和限流功能。并对串并联模块化断路器设计的可行性进行研究试验,主要包括对设备的绝缘试验、均流和限流试验、开断试验、机械操作试验进行考核验证。对试验数据进行分析和整理,验证了串并联模块化断路器设计的可行性与合理性。

126kV模块化三断口真空断路器静、动态均压设计

选择合适的均压电容值是多断口真空断路器开断能力的重要保证。针对126 kV模块化三断口真空断路器,根据电位分布计算结果,分析确定采用U型布置方式。采用有限元法计算了U型三断口真空断路器的分布电容参数,并通过工频分压特性试验验证了计算的准确性,根据静态分压比计算结果选择了合适的静态均压电容值。建立了双断口真空断路器动态仿真模型,仿真结果表明:动态均压设计应该考虑残余电荷(residual charge,RC)的影响,其影响程度与各断口RC参数的差异特性有关。根据暂态恢复电压分配比计算结果选择了合适的动态均压电容值。综合考虑静、动态均压要求和其他相关因素,三断口真空断路器均压电容值选取为1000pF,并通过合成开断试验验证了均压的有效性。

模块化三断口真空断路器分布电容计算和均压电容分析

为了研究三断口真空断路器的电压分布特性,建立了基于光控模块式真空断路器的三断口真空断路器三维有限元分析模型,计算得到了竖直型和U型布置方式下三断口真空断路器的分布电容参数。进行了模块化三断口真空断路器工频分压特性试验,测量了2种布置方式下的电压分布。引入电容等值模型以实现对计算结果准确性的验证。试验与计算结果对比表明,电压分布相对误差<4%,2种布置方式下,高压端断口的分压均超过60%,需配置合适的均压措施。并基于分布电容参数,分析了不同均压电容值下三断口真空断路器的静态分压特性。

高压交流智能型模块化光控真空断路器的研究与试验

提出一种基于模块化真空断路器串并联结构的光控真空断路器,该断路器通过均压组件将3个40.5kV断路器模块串联成126kV高压断路器,同时通过紧耦合空心电抗器对断路器模块并联,实现自动均流和限流功能,并通过光纤接收发送控制信号。对高压交流智能型模块化光控真空断路器的整机结构进行设计,对整机和组部件进行试验考核,主要包括对设备的绝缘试验、均压试验、均流与限流试验、开断试验、机械操作试验等进行验证,并对试验数据进行分析。

模块化串联多断口真空断路器有限异步开断策略研究

多断口真空断路器的各个串联断口存在非同期现象,为此需要探明非同期的影响,进而得到在不降低其开断能力的情况下的有限异步分断方法。文中以永磁操动的模块化真空断路器为研究对象,分析了影响永磁操动精度的因素,理论分析了非同期对多断口真空断路器开断能力的影响,综合杂散电容和弧后不平衡电荷的影响,提出了三断口真空断路器的有限异步开断方法。搭建了模块化串联多断口真空断路器试验平台,试验研究了有限异步开断方法对开断成功率的影响。试验结果表明:高压侧提前动作1.7 ms,可将开断成功率提高16%,初步验证了有限异步开断的有效性,为其工程应用奠定了基础。

轻量化126 kV GIS设备的研发设计

确保126 kV GIS设备技术性能前提下,为满足电力用户轻量化和紧凑化需求,通过改善产品结构从而实现减轻产品重量和外形尺寸的目的,增加其设计灵活性,同时减小间隔的重量,降低了对基建的载荷要求。文中介绍了一种轻量化126 kV GIS设备的结构特点及性能参数,采用仿真分析软件对断路器灭弧室单元进行气流场仿真优化及各种工况下断路器模块和三工位模块电场进行仿真,并对断路器和三工位罐体进行强度校核,满足轻量化126 kV GIS设备机械性能需求。计算结果表明:轻量化126 kV GIS设备灭弧室、三工位和总体结构设计合理,确保了各项型式试验的顺利通过,为后续GIS轻量化设计奠定了理论基础。

创新永无止境 访法泰电器股份有限公司研发部经理薛涵

法泰电器股份有限公司是一家专业生产各种断路器以及高低压电器成套设备的知名企业，并提供智能电网用户端系统集成解决方案。公司产品广泛应用于电力、机械、冶金、石化、建筑及航空等领域。法泰电器坚持“科技为依托、质量为保证、市场为导向”的发展战略，不断加强科技创新，先后与西安交通大学、河北工业大学及上海电器科学研究所等单位进行全面产学研合作，并形成了长期战略合作伙伴关系。

采用DBC模块的西门子GIS开关设备产生拒动的原因及改进措施

西门子GIS开关设备采用数字式断路器控制和监测模块(DBC)来控制和监测开关的分合闸,如该模块故障,将导致开关拒动或误动,文章对由此模块故障引起的开关拒动情况进行分析,并提出相应的改进措施。

浅谈液磁装置在沈阳地铁九号线的应用及改进

文章介绍了液磁装置在沈阳地铁9号线的应用,通过对使用过程中的问题分析,提出了整改建议及措施。经过改进,液磁装置能稳定、安全、可靠的起到远程控制列车广播及车门系统的作用。