基于电机电流的高压断路器弹簧操作机构的LM-BP故障诊断算法

BP(back propagation)神经网络由于具有线性映射能力强及自适应能力强等优点,常被用于高压断路器弹簧操作机构的故障诊断中,但易陷入局部最小点限制了网络的收敛速度和分类精确度。文中提出了一种基于L-M算法优化BP神经网络的高压断路器操作机构故障诊断方法,分析了神经网络的数学模型及映射关系,运用L-M算法对传统BP网络进行优化,解决了传统BP神经网络梯度下降法存在局部最小化、易产生平坦区等问题,有效地提高了算法的训练速度,同时提高了分类的精确度。诊断结果表明:L-M算法优化后的BP神经网络能有效地实现高压断路器操作机构故障诊断。文中研究内容对高压断路器操作机构故障诊断提供了思路与方法,对提高高压断路器安全可靠性具有重要意义。

基于动态灰色关联分析法的高压断路器机械故障诊断

高压断路器机械故障成因复杂,机械故障与分合闸线圈电流之间难以找到解析的映射关系。因此引入灰色关联分析法,建立一种高压断路器机械故障诊断模型,进一步通过计算参考数列与比较数列的距离来选择分辨系数,提出一种基于动态分辨系数的灰色关联分析法。该方法不需要大量样本数据,且算法精度不受信号干扰的影响。研究表明,选取铁心卡涩运动的时间参量相关度作为故障诊断特征量能有效诊断出高压断路器机械故障。

基于角点定位的高压断路器分合闸线圈电流特征提取及状态判别

分合闸线圈的电流特性提取是高压断路器状态监测的重要手段。从高压断路器分合闸线圈电流的波形形态出发,研究了基于CCS(曲率尺度空间)局部阈值的电流波形角点提取方法,进而根据真实角点处的电流特征曲线实现了高压断路器机械状态的精准监测。对某变电站高压断路器实测分合闸线圈电流的计算结果表明,所提CCS局部阈值方法能够精确识别分合闸线圈电流的波形特征。基于分合闸线圈电流特征曲线的高压断路器机械状态监测效果良好,研究结果可为高压断路器的机械状态监测提供重要参考。

高压断路器分合闸故障诊断与分析

针对一起高压断路器分闸异常的典型案例进行故障诊断与分析,通过断路器本体SF6气体压力监测、断路器绝缘性能试验、断路器机械性能试验和返厂解体等多个步骤,寻找事故原因,最终发现分闸故障是由断路器操动机构弹簧功能异常导致。同时,提出断路器分合闸事故的分析方法以及在运行维护中的预防措施。

基于解析法的真空断路器分合闸速度计算

分合闸速度是影响真空断路器性能的关键参数,为了得到合适的分合闸速度,文章详细分析了真空断路器的分合闸动作原理,阐述了合闸速度和分闸速度的计算过程,得出了分合闸速度的变化规律。以活塞推杆质量为例,研究运动机构参数对分合闸速度的影响,建立这些参数与分合闸速度之间的关系,即可通过改变这些参数值得到合适的分合闸速度。

断路器传动系统及运动部件的优化

断路器开断试验受机构的分、合闸速度影响很大。为此,利用断路器触头运动速度公式,计算得出原始结构分、合闸速度。为减少传动环节、能量损耗,重新设计传动系统,并进行减重及机械强度计算。最终理论与试验相结合,验证了优化的可行性和合理性,为后续该类型方案优化提供了技术指导。

新型限流式混合直流断路器拓扑与工作原理研究

相比于交流输电系统,直流输电系统有线损低、效率高的优点。高压直流输电系统中高压直流断路器是关键技术之一。介绍了新型限流式混合直流断路器拓扑,该新型断路器共包括4个部分:机械断路器、固态断路器、缓冲吸收电路以及故障电流限制单路。该断路器集合了机械式断路器可靠性高、通态损耗低等优点,与固态断路器动作迅速的优点,具有成本低、容量大、体积小等优点。还分析新型限流式混合直流断路器的工作原理,合闸过程以及分闸过程。最后在仿真软件PSCAD中搭建了仿真模型。仿真结果表明:新型限流式混合直流断路器拓扑可以在发生直流短路故障时,有效限制故障电流的上升率,降低直流短路故障电流,实现机械断路器零电压软闭合,零电流软断开。该新型断路器可实现降低成本、体积。

一起110kV GIS断路器本体无法正常分合闸故障分析与处理

GIS断路器主要由断路器本体、操动机构和传动连杆组成,操动机构通过传动连杆与断路器本体进行连接,一旦传动连杆脱落或变形,就将直接影响断路器的正常分合闸操作。针对一起110kV GIS断路器传动连杆轴销脱落导致断路器本体无法正常分合闸故障进行了现场检查和原因分析,并根据此次故障提出了对应改进措施。

基于眼动追踪的塑壳断路器运行状态信息优化设计

塑壳断路器是工业用电系统中不可或缺的基础电气设备。为了增强塑壳断路器运行状态信息的视觉识别效率,提出塑壳断路器断合闸符号改进设计方法。通过断合闸符号设计分析,归纳运行状态信息可视化偏低的原因。通过眼动追踪实验,运用首次进入时间、首次注视时长、总注视时长、热点分布、注视进度和主观量表等评估指标综合分析当前塑壳断路器运行状态信息的设计问题。根据实验结论析出了断合闸符号尺寸与颜色的改进设计要点。通过对比分析改进前方案的眼动追踪实验数据,验证改进方案断合闸符号设计的优越性。断合闸符号的改进研究为提高同类电气产品运行状态信息的可视化效果提供参考,眼动追踪实验在评估塑壳断路器运行状态信息可视化设计问题分析与改进方案的研究中,提供了关键技术支撑。

低温环境下高压断路器故障模拟

高压断路器是电力系统中的重要设备,发生故障会对电力系统的安全稳定运行造成影响。低温环境会影响断路器的开断性能,为研究低温下故障对断路器的影响,建立了液压弹簧机构和分合闸线圈模型,仿真分析了低温、分合闸线圈故障对分合闸时间与线圈电流的影响。搭建了低温环境下的故障模拟实验平台,在不同低温等级下进行了大量故障模拟实验。将断路器分合闸时间、分合闸线圈电流和振动信号边际谱能量作为特征量,分析其变化规律。研究发现:低温环境影响断路器的开断性能;断路器的分合闸时间随着温度的降低而增大;温度对线圈电流影响很小;–10℃以下振动信号边际谱能量变化较小。研究结果为低温环境下断路器的故障诊断提供了参考。

基于VMD模态分量的高压断路器分合闸线圈电流特征值提取

高压断路器分合闸线圈电流波形中包含着丰富的断路器操动机构和控制回路的状态信息,分析分合闸线圈电流的特性对断路器的状态监测、故障诊断具有重要意义。文中提出一种基于变分模态分解(VMD)模态分量的高压断路器分合闸线圈电流特征值提取方法;通过变分模态分解算法对分合闸线圈电流进行分解,并确定有效反映线圈电流关键信息的模态分量;随后采用削波方式处理模态分量以提取线圈电流波形关键时间点及对应电流特征值。基于断路器实验平台采集的数据样本的实验验证结果表明,该方法能够准确有效地提取分合闸线圈电流关键特征值。

Hydraulic operating mechanisms for high voltage circuit breakers: Progress evolution and future trends

High voltage circuit breakers are the most important protection and control apparatus in power system. As a core part of circuit breakers, the operating mechanisms have a trend to be hydraulic-style in high voltage power grid. Compared with other hydranlic systems, the hydraulic operating mechanisms have the characteristics of high hydraulic pressure, high speed, high power and long-term waiting etc., and it is because of the characteristics that the hydraulic operating mechanisms become dif- ficult to be developed and have been arousing significant study interest from more and more researchers as well as their promising applications. Therefore, it is significant to summarize the hydraulic operating mechanisms on their development, characteristics, and key technologies etc. In this review, the evolution process and recent studies of hydraulic operating mechanisms at home and abroad are viewed. The review then focuses on the characteristics and key technologies of hydraulic operating mechanisms, especially on time and velocity characteristics, high-speed cylinder cushioning, fast response and great flow rate control valve, temperature compensation, system monitoring and fault diagnosis, intelligent operation, energy storage module, etc. In the end, the future trends of this field are presented.

实现断路器分合闸次数远程自动统计的两种方法

从运行人员遇到的实际问题为出发点,根据现有的计算机监控系统南瑞NC3.0,提出了两种实现断路器分合闸次数远程自动统计的方法;然后,对两种方法的具体实现进行详细介绍,并分析了两种方法的优缺点;通过以上分析给使用类似监控系统的电力企业提供借鉴.

1000kV断路器防跳回路故障分析

对特高压站内一起断路器操作回路故障现象进行了分析,指出防跳继电器故障时,操作回路中的跳闸监视回路与防跳回路存在寄生回路的问题。通过现场问题整改与分析论证,提出了断路器防跳回路验证的办法与建议,为特高压断路器二次操作回路的安全、可靠运行提供依据。

一种40.5 kV高压真空断路器操动机构的设计研究

基于自主研发的VB5(ZN21D)-40.5/T1250-31.5户内高压真空断路器,提出一种弹簧操动机构设计研究方法。通过分析储能传动、合闸传动和分闸脱扣部分阐述弹簧操动机构工作机理,利用力学分析、结构图分析等方式介绍弹簧操动机构各个组成部分的动作过程和设计要点。机械特性测试仪的测试结果验证了该真空断路器操动机构设计的有效性,各项参数均符合出厂试验要求。

简述变电所开关柜控制回路优化的必要性

SF6气体通俗地说二次回路是一种电路,它是由互感器二次绕组的出线以及控制信号回路,根据设计的标准相互连接而成的,也叫做二次接线。二次回路在电网中虽非主体,但它在保证电力生产的安全,向用户提供合格的电能等方面却起着举足轻重的作用,二次回路的故障常会破坏或影响电力生产的正常运行。如若某变电站差动保护的二次回路接线有错误,则当变压器带的负荷较大或发生穿越性相问短路时,就会发生误跳闸。若线路保护接线有错误,一旦电网发生故障,则可能会使断路器该跳闸的不跳闸,不该跳闸的却跳了闸,结果轻者造成设备损坏,重者使电网发生瓦解事故。同样若测量回路有问题,就将影响测量的准确性,结果造成运行调整的盲目并难以判断电能质量是否合格,同时也会因计量的不准,造成对用户的电费少收或多收,直接影响企业的经济效益。

高压断路器液压操动机构特性分析

高压断路器是电力系统的重要控制和保护装置,而液压操动机构是断路器的核心部件之一。液压操动机构具有高压高速大流量性、长期等待性及高可靠性等特点。分析550kVSF6高压断路器液压操动机构的分合闸运动特性,建立电磁铁、高速大流量控制阀和液压缸等仿真模型,对液压机构多级控制阀的响应时间、分合闸速度特性和管路损失等进行仿真分析。讨论管路损失、结构和系统参数等对液压机构特性的影响,并通过试验测试阀腔内油压、液压缸位移速度等特性,证明仿真模型的准确性,为液压操动机构性能的优化提供依据。

基于分合闸线圈电流的断路器缺陷诊断及试验方法研究

分合闸线圈是断路器操作机构的关键部件。笔者通过深入研究断路器分/合闸线圈电流波形与机械缺陷之间的关系,提取线圈电流波形中的关键特征量,建立其与断路器常见典型机械缺陷的诊断判据,并通过实验室断路器缺陷模拟试验平台进行验证。基于研究结果,提出在国内开展断路器"首次分/合闸"时线圈电流检测试验的具体实施方案并进行风险评估,通过试验提前发现断路器机械方面存在的缺陷,有效指导国内电网断路器设备状态检测策略。

基于断路器线圈电流波形的分合闸时间估算方法

文中提出一种基于断路器线圈电流波形的分合闸时间估算方法,先通过设备交接试验或首次例试时测取分合闸时间及线圈电流波形的时间特征参数,然后在运行操作时带电检测分合闸线圈电流波形,再提取线圈电流波形的时间特征参数,最后利用断路器主触头动作时间与辅助开关转换时间的配合关系估算分合闸时间,其计算精度满足工程应用要求,可以在一定程度上代替停电例行试验。

高压断路器操动机构典型故障模拟及其特征参量变化分析

高压断路器是确保电力系统稳定运行的重要设备,其分合闸线圈电流和动触头行程曲线两个参量中包含着线圈回路及其状态、断路器机构动作过程等丰富信息。文中设计并获取了线圈接触不良、操作电压过低、铁心行程变化、铁心卡涩和油压变化等断路器操动机构常见故障的机械特性波形,获得了不同类型、不同程度故障下的上述特征参量随时间的变化趋势及可靠范围,可为断路器操动机构故障精确诊断提供重要依据。