Islanding detection based on asymmetric tripping of feeder circuit breaker in ungrounded power distribution system

An islanding detection method in ungrounded power distribution system based on single-phase operating mechanisms of the circuit breaker(CB)is proposed in this paper.When CB opens three phase circuits to form an island,one phase circuit is opened firstly and the other two phase circuits are opened secondly after certain duration.During the period when only one phase circuit is opened,negative sequence voltage with certain duration is obtained at DG side because of the asymmetric operation of the system.After all three phase circuits are opened,the voltage variation direction of the two phases that are secondly disconnected from the grid follows the voltage variation direction of the firstly disconnected phase.Based on the above voltage characteristics,an islanding detection scheme is proposed to identify genuine islanding from system disturbances.The performance of the proposed scheme is tested in PSCAD/EMTDC using a 10 kV distribution network with synchronous DG interconnection.Simulation results demonstrate the proposed method is effective and reliable to detect islanding formation.

冲击振动激励下GIS内自由金属微粒运动及其诱发间隙击穿特性

大量GIS故障案例表明,断路器带电操作后的一段时间内,气室中常突发由金属微粒引起的间隙击穿故障。断路器操作产生的冲击振动可以有效地激励GIS中多个潜伏性微粒的起跳,但多个微粒起跳后在运动过程中诱发间隙击穿的过程尚不明确。针对于此,本研究在252kV真型GIS实验平台上进行了多微粒共存时的断路器带电操作实验,以复现GIS运行过程中微粒在冲击振动激励下的运动过程,并探究多微粒被激励起跳后诱发GIS放电故障的机理。研究表明,在带电实验中未操作断路器时,耐压期间自由金属微粒存在较大的概率可运动至气室的末端,并保持静止,形成了多微粒的聚集;在带电操作断路器后,多微粒受到壳体冲击振动的激励而起跳,并在起跳后的运动过程中于气隙间形成了多微粒串联击穿现象,而且断路器带电操作时多微粒引起的击穿电压总是低于耐压期间的击穿电压。基于流注放电理论,研究认为相较于耐压期间分散性的多微粒,带电操作前已形成聚集的多微粒彼此靠近,在操作后的运动过程中对电场的畸变能力更强,因此形成多微粒的串联击穿电压更低。

基于改进Canny算子的断路器操动机构中接线端子松动故障预警研究

断路器操动机构是电力系统的关键设备,接线端子作为断路器操动机构中的核心元器件之一,常常服役于振动的极端运行环境下,长期的振动往往会引起接线端子的性能降低,致使其连接线束脱落而接触不良,严重影响操动机构的分合闸过程。以某型接线端子的间隙距离退化量作为性能参数指标,在图像处理的基础上结合边缘轮廓提取技术,提出了基于改进Canny算子的像素级尺寸测量手段,并对端子松动故障老化时长进行预测。结果表明,通过图像识别出的间隙距离较实际测量值相差0.115 mm,误差在4.1%,图像识别具有较高的准确辨别度;Logistic模型可获得与实际有效值误差不超过1.55 h的松动故障时长预测值,能够及时发现接线端子连接线束松动,实现故障的早期预警。

高压断路器在线状态检测与诊断技术研究

电力技术不断发展创新,人工智能、计算机技术及传感技术的日趋完善和应用,极大地提升了电气设备的运行稳定性。高压断路器作为电力系统中的重要组成部分,为了保障高压断路器设备安全稳定运行,避免设备故障带来损失,加强设备运行状态的在线监测成为必然选择,有助于及时发现和解决设备故障隐患,减少设备维修工作量和成本,对于提升电力系统运行可靠性具有重要意义。文章主要围绕高压断路器在线状态检测与诊断技术相关内容进行分析,以期为后续相关工作展开提供参考和支持。

基于电流—振动信号联合分析的高压断路器操动机构故障诊断方法

高压断路器分合闸操作伴随的电流、振动信号特征与电气和机械状态息息相关。提出一种线圈电流和振动信号联合分析的断路器操动机构故障诊断方法,针对线圈电流“双峰状”特点,提取关键时序特征和刻画波形畸变的波形特征。为捕捉振动信号细节变化,对振动信号进行自适应噪声集合经验模态分解CEEMDAN后,进一步计算各分量的时频分布,得到时间、频率边缘特征。将电流和振动特征组成的高维特征由因子分析进行降维处理,作为支持向量机SVM的输入进行故障诊断。实验表明,该方法能够有效提升断路器典型故障诊断准确率,且时间开销较少,为断路器机械故障诊断提供了新思路。

高压断路器的操作振动现象

高压断路器操作过程伴随着一系列冲击振动,对应着内部构件的冲击或运动变化,利用这一点可以作内部状态、故障的外部监测诊断。实测了样品支架上的振动,加速度的幅值可达100g,信噪比高。监测时传感器位置与方位的选择要合适。

基于EMD方法的高压断路器液压机构振动信号分析

针对高压断路器液压操动机构,分析了振动产生的原因,提出采用EMD(经验模态分解)方法对振动信号进行分解,利用包络谱分析方法提取信号的时域参量,作为反映液压机构操动特性的依据。实验分析表明,该方法能有效地提取液压操动机构运动过程的时域特征。

利用SF_6气体分解物对断路器运行状况进行诊断的方法探讨

个别SF6柱式断路器在运行中曾发出断续的声响,解体后发现声响原因为绝缘拉杆金属接头的轴销与轴孔产生悬浮电位,产生间歇放电并发出声响,导致轴销和轴孔腐蚀严重,甚至被腐蚀断裂。针对该类缺陷,曾利用特高频、声波、人工耳听等方法对在运设备进行诊断,但收效甚微,人工耳听还容易误判或漏判。笔者通过对一起SF6断路器拉杆轴销断裂故障原因及后续治理方法的分析,提出通过对SF6气体分解物进行检测分析来判断断路器运行状态的方法,早期发现断路器内部轴销及轴孔腐蚀隐患,同时通过实际案例验证了该方法的有效性和实际意义。

基于分形理论的高压断路器机械振动信号处理

提出了基于分形理论的处理高压断路器机械振动信号的新方法,它研究小波变换提取的机械振动信号具有分形特征的参数用来评估高压断路器机械操动机构的性能及其工作状态。通过与人为机械故障下的分形特征参数对比论证了该法的有效性。数据处理结果表明该方法具有应用前景。

高压断路器机械状态监测的研究

本文应用带通滤波作信号予处理，以线圈电流、振动事件起始时间、位移、速度、加速度和振动信号能量作为特征量，得出一种高压断路器机械状态的人工神经网络监测方法。文中以CT-l弹簧操动机构的三种机械状态为研究对象，辨识结果准确灵敏。

一种新型混合式断路器装置

将机械开关的静态特性和固态开关的快速性相结合研制了一种新型混合式断路器装置。该装置的动作机构由绝缘栅双极晶体管IGBT固态开关和机械断路器组成,采用新型的基于自然换流和IGBT软关断技术的混合式拓扑结构,IGBT由EXB 841提供驱动和保护。试验表明,该混合式断路器装置在分合闸过程中具有动作速度快,动作一致性高,限压限弧能力强等特点。装置的测控部分采用数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD相结合,提高了控制的实时性和灵活性。

基于振动信号的高压断路器合闸特性参数在线检测方法研究

机械特性参数是评价断路器动作性能的有效依据,传统测试方法不能在线测试,且传感器安装复杂。提出了一种利用振动信号提取断路器合闸过程中运动时间参数的方法。首先根据断路器弹簧操作机构的工作原理,分析了断路器在合闸运动过程中各个部件之间的冲击引发的对应的振动;然后对采集到的存在噪声的干扰振动信号采用变分模态分解对其进行分解,选择与原始信号波形变化相一致的分量进行重构;最后采用基于短时能熵比的双门限法实现了振动信号时域内关键时刻点的时间参数的检测,完成了断路器合闸过程中时间参数的提取。通过振动信号的理论提取的时间参数和传统的动触头行程曲线提取的时间参数进行对比分析,验证了所提方法的正确性。

基于能量轨迹熵的高压断路器操动机构状态特征提取方法

断路器操动过程伴生的振动信号在能量释放促使动静触头强烈冲击下呈现非平稳的震荡衰减过程。提出一种基于能量轨迹熵的高压断路器操动机构状态特征提取方法。首先,利用谱形态变分模态分解联合快速奇异值分解方法对振动信号降噪处理,并进行小波分解与重构。然后,将重构信号的“簇状”瞬时、瞬频能量波形由旋转因子在极坐标子网格区域进行发散处理,定义能量轨迹熵用于挖掘断路器操动过程能量释放过程的细微变化。通过瞬时、瞬频能量轨迹熵特征,精准捕捉振动信号的瞬态能量特性。最后,通过采用不同识别模型的对比分析,试验表明基于能量轨迹熵特征的支持向量机模型具有较高的识别准确率,达到98.33%,为断路器操动机构状态特征提取提供了一种新方法。

高压断路器动作时间的体外检测

介绍了一套便携式的高压断路器动作参数的体外检测装置,以ZN4—10型真空断路器为对象进行了试验,提出了一种提取动作时间的方法——幅值法,并说明了关键在于检测点的选取及对试品动作特性的先验知识。

断路器操动机构振动信号的分析

以CT1型弹簧操动机构为研究对象,通过实验研究得出利用振动信号来区分不同振动事件的方法,并分析了振动信号出现时间与操动机构机械状态的关系。

短路电流快速检测电路及其Pspice仿真研究

高压智能操作断路器要求断路器本身能根据电网状态实时地调整断路器的分闸特性 ,所以快速地检测出电网的短路信号是实现智能操作的一个重要功能要求。采用Delyiannis二阶有源带通滤波器设计了一个短路电流快速检测电路 ,并采用Pspice对其进行仿真。仿真结果表明在各种不同的短路相位角和故障状态下 ,该电路均能在5ms内迅速检测出电网的短路信号。它对断路器的快速获取短路信号具有重要的意义。

框架式断路器关键附件电气参数检测与试验技术研究

框架式断路器关键附件的质量好坏直接关系到断路器本体的可靠性,为了准确检测附件的电气特性,提高产品的可靠性,以电动操作、欠压脱扣附件为主要研究对象,确定所需检测的附件电气参数以及附件失效判据;在此基础上,给出了附件试验与检测系统的总体设计方案,对其软硬件设计进行了阐述。断路器附件试验结果表明,检测系统能准确检测附件的电气参数,为提高产品质量和可靠性提供了参数依据。

基于深度学习断路器储能机构故障诊断方法研究

断路器正常分、合闸动作直接影响电力系统控制的可靠性,储能环节一旦出现问题将直接影响断路器正常工作。提出了一种基于深度学习的断路器振动信号辨识储能过程故障类型新方法。首先,将加速传感器采集到的时域振动信号进行数据扩充,再将扩充后振动信号二次采样作为训练样本,采用改进后的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与长短时记忆网络(long-short term memory,LSTM)并行结构,将卷积神经网络的第1层大卷积核和多层小卷积核,均进行批量归一化(batch normalized,BN),以提高网络训练效率。实验结果表明:基于CNN与LSTM并行的网络结构不需要人工提取特征,具有较好的分类性,为高压断路器弹簧操作机构故障诊断提供一种通用方法。

SF_6断路器不拆卸检测技术

介绍了SF_6断路器不拆卸检测技术中的动态电阻,机械振动,合分电磁铁线圈电流及合分速度曲线等四种检测方法。

断路器操动机构音频在线监测方法的可行性研究

在断路器操动机构内安装声压传感器、振动加速计等装置,提取断路器动作时的信号波形,利用专用软件获取断路器在不同状态下声学、振动波形特征和变化规律。总结操动机构异常状态时的波形特征,验证了对断路器操动机构运行状态进行在线监测的可行性。随着试验次数和使用年限的增加,断路器操动机构产生零件磨损、紧固件松动、传动件润滑油减少等缺陷的概率增加,须采集大量试验数据,总结出音频波形与故障件之间关联性的规律。当数据积累到一定程度,可在“音频在线监测”的基础上,建立“音频在线监测与预警”系统,实时反应断路器运行状态,预知故障发生概率,对设备和电网安全具有较大意义。