40.5 kV真空断路器分闸并联电抗器重燃过电压及抑制方法

40.5 kV真空断路器分闸并联电抗器时,极易出现截流和电弧复燃,由此产生的重燃过电压会危害系统设备绝缘,危及电网安全稳定运行。为分析重燃过电压的特性及危害,文中考虑分闸过程中真空断路器触头之间的燃弧特性,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC构建了准确的真空断路器的三相分闸重燃模型及开断并联电抗器的220 kV变电站系统仿真模型,分析了真空断路器分闸初相角和介质绝缘恢复速度对重燃过电压的影响。文中提出了避雷器和阻容吸收器、以及避雷器和铁氧体磁环两种过电压协同防护方案,与避雷器、阻容吸收器和铁氧体磁环单独使用时对重燃过电压的抑制效果进行了对比,并分析了不同安装位置下的抑制效果,验证了文中所提出的避雷器和阻容吸收器以及避雷器和铁氧体磁环两种协同防护重燃过电压方案的有效性。文中的研究成果为并联电抗器的投切和抑制方面的实际应用提供了理论支撑。

40.5kV真空断路器开断并联电抗器的现场试验

针对国内40.5kV真空断路器开断并联电抗器绝缘事故多发的情况,进行了一系列现场试验,并对该工况下开断操作的暂态过程及过电压的机理进行分析。结果表明:截流不会产生危险的过电压;而首开相的多次复燃和电压级升,以及相间高频耦合造成多次后开两相的等效截流值很高的电流截断(不同于通常所说的工频电流零点前截流)是该真空断路器开断并联电抗器频繁出现高过电压的主要原因。研究还发现,虽然后开相触头间隙的介质多次击穿大大限制了过电压,但负载侧电压特别是相间过电压仍可能明显超过允许值。

10 kV真空断路器的使用和维护及故障处理研究

真空断路器是在绝缘技术、气体保护以及灭弧技术基础上发展而来的,其最大的特点就是体积小、自重轻、结构紧凑,并且能够有效降低灭弧过程中的气体压力,从而减少电弧能量的损耗。真空断路器在正常运行时能承受很高的操作电压,且不会出现火花、电弧和爆炸等情况,所以真空断路器具有很高的使用价值。文章对10 kV真空断路器使用和维护过程中出现的问题进行分析与探讨,并提出有效对策。

1.5 kV低频真空断路器开断能力的研究与验证

风能是可再生新能源的重要组成部分,风力发电在全球的建设和应用呈现快速发展趋势。相比陆上风电,海上风电具备风速和风向平稳、单机装机容量大、不占用土地、适合大规模开发等优势,然而随着海上风电深远、大容量化,在远距离情况下,现有的交流工频输电损耗大、电压偏差大,电缆线路电容升压效应明显,此情况影响风电产业的发展,通过采用交流低频输电技术可解决上述中远海大容量风电输电并网问题,而低频输电主要造成断路器开断短路电流时燃弧时间长,降低断路器的开断能力,尤其是空气绝缘型断路器,燃弧时间长将对产品造成严重破坏。对1.5 kV真空断路器在20 Hz频率下对断路器开断能力的影响进行研究,设计了一款工频下分断能力100kA断路器,采用真空灭弧方式,横向磁场触头直径为100mm,通过Slade研究的有关计算公式,计算出在20Hz下断路器开断能力为63kA,再通过试验进行了验证。结果证明,新设计的1.5kV真空断路器实际开断能力可达70kA以上,高于计算的63 kA,为以后真空低频断路器设计提供参考。

ZW7-40.5型真空断路器典型绝缘故障分析及隐患治理

本文以一起ZW7-40.5型户外高压交流真空断路器运行中因异地线路单相接地,非接地相电压升高导致断路器绝缘薄弱点击穿的案例为楔子.围绕ZW7-40.5型断路器结构、电气试验数据以及断路器解体检查情况对该起故障进行分析,查找出故障原因的同时对该型断路器绝缘隐患治理提出若干建议.

10 kV真空断路器的合闸过量分析

10 kV真空断路器广泛应用于电力系统中,当设备运行超过一定年限时,其缺陷故障将明显增多。现选取在系统中运行若干年限且出现合闸过量缺陷的10 kV真空断路器(VS1型)为研究对象,根据缺陷情况,对该真空断路器的开距及超程进行测量。对测量的数据及设备图纸进行分析,研究10 kV真空断路器合闸过量的原因及处理方法。

10kV真空断路器机械特性及故障诊断方法

故障诊断过程中,针对部分断路器故障不易察觉且难以根据装置显示的参数有效判定的问题,提出10 kV真空断路器机械特性及故障诊断方法。将STC8A8K64D4单片机作为采集装置,借助高速模数转换器,按照1.0 MHz的频率,采集高精度的真空断路器机械信号数据信息,并根据机械状态参数与运行状态参数的关系,计算得到真空断路器的机械特性。在故障诊断阶段,根据机械特性参数的变化情况判断设备是否处于故障状态,并根据机械状态参数与机械特性参数的关系确定故障类型。测试结果表明,设计方法对于不同类型和不同程度的故障诊断十分有效。

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。

40．5kV真空断路器运行分析

近年来,40.5kV断路器的故障率较高,如2005年国家电网公司系统40.5kV断路器发生故障146台.次,故障率为0.304(台.次)/(100台.a),是所有电压等级断路器故障率上升最高、最快的,比2004年上升176.3%,其中早期常用型断路器,如户外ZW7、户内ZN12,故障率最高,故障类型又以绝缘故障为主。虽然近年来电力系统设备量增长较快,使故障率有所增长,但设备本身的质量问题也较多,不容忽视。仅就40.5kV电压等级的真空断路器运行中存在的问题进行分析,以便引起同行的关注。

我国开发126kV真空断路器的必要性及其初步研究

报导了真空断路器在我国电网上的使用情况,分析了一些发达国家今后发展真空断路器的趋势。论证了在我国开发126kV等级真空断路器的现实意义,介绍了将在我国建立制造高压真空断路器基地及其操动机构的准备工作等。

126kV双断口真空断路器的理论分析

在分析国内外高电压等级真空开关研究的基础上,提出了研发126 kV双断口真空断路器的必要性和可行性,并针对双断口真空开关存在的缺陷提出了解决措施。在双断口均压问题上,笔者给出一种新型126 kV双断口真空断路器,通过理论分析,表明这种设计具有较好的断口均压特性,避免了采用断口并联电容均压方式带来的不利影响。利用永磁机构传动精度高的特点,将其应用在双断口真空断路器中,保证了双断口合分动作的同步性。

126kV真空断路器永磁摆角电机操动机构的设计与动态特性分析

为提高断路器的可靠性并结合高压开关设备的智能化发展方向,针对126 kV真空断路器设计了一种新型永磁摆角电机驱动操动机构。根据126 kV真空灭弧室的性能要求对该操动机构进行了运动学分析,提出驱动电机的设计参数,采用场-路-运动耦合法对驱动电机的动态性能进行了有限元分析,在此基础上建立了断路器的虚拟样机模型并对其动力学特性进行仿真研究。基于仿真结果制成了永磁摆角电机操动机构样机并与真空断路器进行了联机分合阐操作试验。试验结果表明,永磁摆角电机操动机构能可靠实现126 kV真空断路器的分合闸操作并能满足断路器灭弧室的速度特性要求,验证了操动机构设计的合理性。此外,仿真计算与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的正确性。

126kV真空断路器电机操动机构动态仿真与试验研究

为了简化高压真空断路器操动机构的结构并提高其工作可靠性,笔者对不同转子结构的真空断路器电机操动机构的动态特性进行了研究。建立了126 kV真空断路器操动机构的动态仿真模型,推导了驱动电机主轴侧的等效转动惯量、动态反力以及动触头行程与驱动电机转角的关系。依据上述分析并综合考虑绕组端部效应对电机启动过程的影响,采用场—路—运动耦合法对驱动电机在断路器分、合闸操作过程中的瞬态磁场和动态机械特性参数进行了仿真计算。结合仿真结果制成了永磁驱动电机样机,进行了操动机构与断路器联机试验试验。试验结果表明:电机操动机构能实现断路器的可靠分、合闸操作,平均合闸速度达到2.51 m/s,平均分闸速度达到3.35 m/s,满足断路器的要求。动态性能仿真结果与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的有效性。

126kV真空断路器过电压仿真和保护技术研究

为保证126 kV单断口真空断路器挂网运行和操作过电压测试的安全,进行了断路器的操作过电压仿真计算和过电压保护研究。首先,确定断路器运行方式和建模数据;然后,EMTP建模仿真计算切合变压器和空载线路的操作过电压,并与变压器操作过电压的实际测试结果对比分析;最后,根据仿真计算提出过电压保护方案。结果表明,126 kV真空断路器的操作过电压较高,切空载变压器的过电压值低,不需要采取过电压保护措施,切负载变压器的过电压程度较高,应采取过电压保护措施,与现场测试结果一致;空载线路中由于110 kV母线安装有避雷器保护,过电压损坏架空线路程度低;金属氧化物避雷器可有效限制126 kV真空断路器的操作过电压。

126kV单断口真空断路器全电压关合试验研究

笔者旨在通过试验研究126kV单断口真空断路器在全电压关合过程中出现的一种新现象．即关合过程中自电压跌落至大电流引入期间，出现预击穿电弧自熄灭、触头间隙多次击穿且电流引入时间呈波动性大现象。采用合成试验方法与直接试验方法分别对126kV真空断路器进行全电压关合试验．OP2（a）和T100（a）。采用合成回路试验方法进行试验时，采用了两种关合装置。试验结果表明：采用合成试验回路进行全电压关合试验时。关合装置的时延远远大于300μs．不能满足IEC62271—100—2008标准对高压合成关合试验的要求，且关合过程中触头间隙发生多次预击穿现象；采用直接试验回路进行全电压关合试验时．触头间隙同样会发生多次预击穿现象，且电流引入时间具有不稳定性（200～800μs），这是高压真空断路器本身特性决定的．

126kV真空断路器的改进与提高

介绍新开发的126kV单断口真空断路器产品,分别阐述了提高额定电流的参数;改进SF6气体为高阻燃点的β液;改革分合闸操动机构;改善开断性能;降低涌流电流以及抑制了过电压等技术措施。

10kV户外真空断路器电场数值分析

采用有限元法对 10kV真空断路器灭弧室内部电场进行计算分析 ,得出不同外绝缘情况下的电场分析情况。通过对真空灭弧室在不同外绝缘尺寸、厚度等条件下悬浮电位的计算及灭弧室内部电场进行的一系列仿真分析 。

论开发750 kV超高压真空断路器的必要性

简述了真空断路器的发展概况,对真空断路器与SF6断路器进行了对比分析。同时对真空断路器向750kV超高压等级发展的途径进行论述。

10kV真空断路器的使用和维护

目前在10KV及以下电压等级配电网络中,真空断路器已逐步取代油断路器,在无油化改造过程发挥了积极作用.但在使用维护中应注意几个问题.

一起35kV高压开关柜真空断路器故障分析及建议

介绍了一起因真空泡密封失效而引起的35kV高压开关柜损坏的故障。通过解体设备,确定设备受损情况。通过查阅交接试验报告和出厂试验报告,结合故障线路站端及负荷侧情况,经分析确定了故障是因真空泡内波纹管动密封失效,真空度降低,断口间绝缘丧失,动静触头在分开过程中发生熔焊、桥接,最终损坏。最后,提出高压开关柜真空断路器在交接试验和投运后的例行试验中需关注的事项。