72.5 kV快速真空断路器技术研究及开发

短路故障的快速切除对提高电网输电线路的输电能力和提高电力系统暂态稳定性至关重要。快速真空断路器是实现短路故障快速切除的理想选择。文中目标是设计一款新型单断口72.5 kV快速真空断路器并对其短路电流开断性能进行验证。采用具有多重悬浮屏蔽罩与轻量化技术的72.5 kV真空灭弧室用作灭弧器件,电磁斥力机构用作操动机构,一款特殊设计的油阻尼器用作速度调节器。为满足短路电流开断要求,依据阳极放电模式将分闸速度特性定量化调控为:前15 mm行程内平均分闸速度v1为5 m/s,满开距30 mm内平均分闸速度v2为1.59 m/s。经测试,开发的72.5 kV快速真空断路器的分合时间分别为(1.2±0.04)ms和(18±0.20)ms;进行了T100s(b)方式下的40 kA(rms)和80 kA(rms)的短路开断性能验证。开断结果显示,研制的72.5 kV单断口快速真空断路器满足了国标GB 1984—2014全燃弧时间窗口开断要求。

低压断路器特性试验台设计

根据大容量断路器的工作特性,针对其特性试验设备,探讨了大电流发生方案、选相合闸、多磁路变压器、交直流特性试验方案、信号采集系统、工控机与PLC通信等试验台设计的技术问题。

基于磁通实时跟踪的单相四柱式变压器典型工况剩磁特性

变压器铁芯在直阻测量、断路器分闸等操作时会产生剩磁,其根本原因是由于铁芯铁磁材料磁滞特性。首先研究了基于带基线修正积分算法的铁芯磁通计算方法,提出了基于磁通实时跟踪的变压器剩磁测量方法。测试结果表明,正弦电压积分的趋势项会使得磁通波形偏离正常值,采用带基线修正积分算法能够有效消除正弦波形积分的趋势项,得到准确的磁通测量结果。然后,参照特高压变压器主体变的铁芯结构型式,等效设计了单相四柱式变压器模型,并在实验室搭建剩磁模拟试验回路,开展了直流电流激励、断路器分闸2种工况的变压器剩磁特性研究。直流激励试验结果表明,变压器铁芯零初始剩磁时直流电流激励与剩磁之间呈现先增大后减小的规律,在磁化膝点处剩磁值最大,约占饱和值的52.63%。当铁芯存在初始剩磁时,由于剩磁的牵制作用,同向直流注入后剩磁几乎不随着直流电流激励的变化而变化。断路器分闸试验结果表明,分闸后铁芯剩磁与分闸角度呈现近似余弦统计分布规律,0°和180°分闸铁芯剩磁最大,约占饱和值的58.2%;90°和270°分闸铁芯剩磁值最小,约占饱和值的4.14%。

基于LabVIEW的断路器脱扣特性检测技术

为了保证断路器脱扣特性试验的输出电流为正弦电流,对该试验方法进行了研究,并提出了一种基于Lab VIEW的虚拟检测技术,以PIC18F4620单片机为核心的选相装置的设计思路。给出了软硬件设计过程,将设计出的装置应用于断路器的脱扣极限和特性试验,较好地消除了电流中的非周期分量,且实现了具有控制、数据采集、数据处理、波形显示等功能的脱扣特性检测。

发电机保护断路器三相对称短路暂态电磁分析

对我国首次设计的ＳＦ＿６中等容量发电机保护断路器三相短路条件下瞬态电磁特性进行了研究，分析了此条件下的封闭式中等容量发电机保护断路器邻相电流产生的剩余磁场强度和断路器导电部分电动力、应力，外壳电动力及外壳应力。

液压阻尼电磁断路器安/秒特性脱扣曲线的合理分段与应用

研究了液压阻尼电磁断路器脱扣器的结构功能、工作原理及动作特性。构建了函数曲线模型,结合了断路器应用过程故障模式,得到了安/秒特性脱扣曲线的合理分段依据。通过理论设计、工艺实施、测试验证、选型应用,验证了曲线合理分段的合理性及必要性。提升了液压阻尼电磁断路器的使用合格率及对设备的匹配性。