基于ILPSO-LSSVM的GIS设备隔离开关机械异响振动识别方法研究

隔离开关正常运行对保证气体绝缘开关GIS(gas insulated equipment)设备安全极为重要。文中针对GIS设备隔离开关机械异响振动识别方法开展研究,采用真型GIS设备平台模拟了隔离开关触头接触不良的5个典型状态:正常接触(148μΩ)、轻微接触不良(221、298μΩ)、严重接触不良(433、550μΩ),检测并分析了GIS设备隔离开关机械振动特性,发现GIS设备正常振动的主频率为100 Hz,振动幅值随电流增大而增大;当隔离开关存在接触不良缺陷时,振动频谱100 Hz振动分量幅值增加,同时出现100 Hz的倍频以及更高的频率成分;为实现隔离开关接触不良状态准确识别,文中采用变分模态分解、信号模态间能量分布差异分析和奇异值分解提取了表征隔离开关接触状态的缺陷特征参量,通过将改善线性约束问题的粒子群算法和最小二乘支持向量机算法(ILPSO-LSSVM)融合构建了隔离开关触头接触不良缺陷辨识模型,检验结果表明该模型辨识效果优。

基于振动原理的GIS隔离开关触头接触状态检测技术

机械性缺陷是导致气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备故障的主要原因之一,然而目前还未见现场可用的GIS机械故障检测装置及机械缺陷评估方法。为此,首先对GIS机械振动机理及检测方法进行了研究,采用振动加速度传感器作为传感器件,研制了GIS振动信号检测装置;在此基础上,在实验室搭建了550 kV GIS机械振动检测实验平台,构建了GIS隔离开关触头接触不良缺陷,并辅以回路电阻测试仪量化触头的接触状态,采用自主研发的振动信号检测装置对不同接触程度的GIS进行振动检测;最后对异常振动信号特征量提取方法及触头接触状态评估技术进行了研究。研究结果表明:正常运行时,GIS外壳存在频率为100 Hz的机械振动信号,且水平方向的振动幅值稍大于竖直方向;隔离开关触头接触不良时,振动信号频域谱(FDS)在50 Hz与200 Hz频率点出现明显的振动信号,可将100 Hz频率对应的幅值作为基频幅值,50 Hz和200 Hz频率点处的幅值与基频幅值的比值k50和k200作为特征量,表征隔离开关的接触状态。当k200>0.2且0.1<k50<0.3时,可认为离开关触头接触不良;当k200>0.5且k50>0.2时,可认为触头存在严重机械缺陷。

GIS隔离开关不同接触状态下的温升特性研究

GIS因具有通流能力强、输送容量大、结构紧凑和使用寿命长等优点被广泛地应用于高压输电领域,而GIS隔离开关由于其封闭性和结构的紧凑性导致内部热故障不易被发现。因此,文中利用有限元多物理场分析方法建立仿真模型,分析了GIS隔离开关导体和外壳在同一负荷电流、不同接触状态下以及同一接触状态、不同负荷电流下的温升,得到GIS内部的温度场及流场分布情况,并搭建了GIS隔离开关温升实验平台进行实验验证。结果表明:通过对比多物理场耦合计算结果与实验结果证明了该模型的正确性以及有效性;触指是温升最高的地方,触头上方的位置为外壳上的最佳温度监测点;触头接触不良时的温升值和温升速率明显增大。文中的研究可以为GIS隔离开关的状态监测提供参考。

某252 kV HGIS母线隔离开关故障的原因分析

为了确定某252 kV HGIS母联三工位隔离开关动触头卡滞故障的原因,避免类似事件再次发生,文中通过现场检测、返厂解体与试验和理论计算等手段,对造成该事故的原因进行了详细分析。分析表明:动触头及静触座尺寸超差使动触头导体卡滞,无法操作,最终导致齿轮轴与齿轮咬合的平键处承受的力矩大于许用剪切力,最后被切断。

220kV GIS设备故障消缺探讨

为查找运行中的发电变压器组甩负荷跳闸停机及GIS设备外壳被烧穿故障原因。通过查看监控系统信息、故障录波图及保护动作报文,并结合现场被烧穿GIS设备的解体检查。发现本次事故是由于GIS隔离开关动触头齿条设计不合理,隔离开关动触头转动体轴承破碎,钢珠掉落引起静触头均压环对其放电引起。针对事故原因,制定改进措施,对隔离开关动触头齿条进行设计优化改造,并提出加强对该批隔离开关运行监控的建议,将同类事故防范于未然。

220kV GIS隔离开关触头烧坏故障分析与对策

探讨220kV振林变电站GIS隔离开关动触头对外壳内壁放电导致绝缘击穿的原因。对20546隔离开关故障相气室进行解体检查,并采用X光透射技术对站内其它同批次的220k V隔离开关动触头分闸位置进行检测。根据检测结果分析,20546隔离开关气室故障原因为隔离开关动触头分闸不到位,造成电场畸变,从而导致动触头绝缘击穿。对20546隔离开关驱动轴进行调整后,故障相动触头分闸不到位问题得到解决。针对该变电站隔离开关动触头分闸不到位问题提出了控制措施。

GW5-126型隔离开关触头烧损故障分析及对策

针对GW5-126型母线隔离开关在倒母线操作时经常出现触头烧损的故障,介绍了隔离开关开合母线转换电流的原理,并以某变电站为例进行了实例计算。随后,分析了母线隔离开关触头烧损的原因,给出了GW5-126型隔离开关引弧装置的加装方案以及一些其他提高隔离开关开合母线转换电流能力的措施。

新型高压绝缘短接装置研制

电力设备不停电检修是提高供电可靠性的重要条件。在充分考虑安全经济和方便快捷等性能要求的基础上研制开发的新型短接装置,解决了高压隔离开关动静触头异常发热进行带电检修时需要改变运行方式的倒闸操作问题,保证了系统的可靠运行,其创新性和实用性,亦可产生较大的社会效益和经济效益。

GW16(17)型隔离开关防水方法研究与实践

GW16(17)型隔离开关上导电管普遍存在着进水问题,导致其内部元件腐蚀,影响安全运行。对于这一问题,目前仍没有得到很好的解决。分析了进水的主要原因和目前主要采取的防范措施以及存在的主要问题,提出了改进动触头触指及防雨罩的局部结构,采用热缩材料技术,从源头上解决该型号隔离开关关键进水部位的问题,并对使用效果进行了分析。通过严峻的试验方法,进一步证明了该方法的实际效果。

敞开式SF_6断路器弹簧操作机构的缺陷整改

敞开式SF6断路器因其结构简单,操作能耗小、安装容易等特点被广泛采用。应用结果表明:SF6断路器关键部件如内动锄头导向环用材不当,二次控制回路设计不合理,为设备重大缺陷,应引起重视。

角型隔离开关触头接触程度对其导通特性的影响

为了研究角型隔离开关触头在不同插接情况下的导通特性,对操动机构的调整标准进行指导,文中利用线性回归、汤逊理论等建立了隔离断口电场击穿模型,并结合Ansys有限元方法计算了隔离断口在不同插入深度下的电场强度,分析了隔离开关在此情况下的导通特性。最后,根据隔离开关操动机构原理,提出了机构的调整建议。研究结果表明:在设计插入深度为32 mm的情况下,动触头插入深度b0≥23 mm时,触头可正常导通;当8 mm≤b0≤22 mm时为电弧导通,对触头电寿命危害极大;当b0<8 mm时为断路状态。因此,合闸时机构的调整误差应欠位在4.5 mm以内。

关于单柱单臂垂直伸缩式隔离开关动触头钳夹装置的研究

单柱单臂垂直伸缩式隔离开关是近年来国内厂家在参照国外相关产品的基础上研制开发的隔离开关,其设计先进、结构合理,具有外观简洁、性能优良、占地面积小、维修周期长等优点,对于丰富隔离开关品种,满足用户的不同需要具有重要作用。此种形式的隔离开关在研制试验过程中出现了动触片张开角度过小、触头接触压力过大、操作杆上的滚轮易损等现象,为了探究出现问题的原因并找到解决办法,笔者通过理论计算与实际结果对照,对这些现象进行了研究,并针对性地提出了在安装调试过程中应注意的问题,其中理论计算的结果希望对有关的设计者也能提供一些参考或帮助。