Study on the instantaneous protection reliability of low voltage circuit breakers

This paper outlines the significance of enhancing the instantaneous protection reliability of low voltage circuit breakers and describes their main failure modes. The instantaneous failure mechanism of low voltage circuit breakers was analyzed so that measures to improve instantaneous protection reliability can be determined. Furthermore, the theory of the instantaneous characteristics calibration device for low voltage circuit breakers and the method of eliminating the non-periodic component of test current are given in detail. Finally, the test results are presented.

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。

柔性限流控制技术研究与现场应用

针对电网短路电流超标的问题,结合天一变220 kV正母分段改造的工程实际提出了一种柔性限流控制技术。该技术主要基于高速开断技术,实现动态调整系统拓扑,达到降低短路电流的目的。阐述了构成柔性限流控制技术的快速保护装置和快速开关的原理,给出了工程现场的应用及组网方式,并通过两次人工短路试验测试快速开关与常规开关动作的时序和对短路电流的抑制效果,论证了柔性限流控制技术在工程上应用的可行性。

并联逆变器的短路保护策略

常用的短路保护方案是正常下的恒压模式和异常下的恒流模式相结合的方案。因并联逆变器各模块参数的差异性,短路消除后退出恒流模式的时间不一致产生较大的环流,尤其在轻载情况下易引起功率倒灌,严重时导致直流电压过电压保护停机。针对该问题,提出利用均值电压和瞬时电流值相结合改进策略,且多台并联逆变器同时在同步信号的上升沿(或下降沿)退出恒流模式进入恒压模式,并抬高起始电压得到快速恢复额定电压。两台400kVA/50Hz的逆变器对比实验结果证明了改进策略的有效性。

组合式三相逆变器软硬件限流保护策略

针对中低压大电流应用场合,提出了组合式三相逆变器的拓扑结构,并建立了旋转坐标系(简称dq坐标系)下的模型。对常用几种限制电流方法进行了对比分析,提出了一种基于电流瞬时值的硬件电路封锁和基于电流平均值的软件限流相结合的限流策略。利用硬件电路动作快,迅速将电流降到一定的范围,再在TMS320LF2407控制芯片上实现软件限流。由于软件限流中前后几个基波周期的电流误差大小不同,采用分段调节,更好地保证其快速性。考虑在过载的极端即短路情况下,在400kVA/50Hz的样机上进行了实验。实验结果表明该方法保证安全运行的同时,又改善了波形动态性能和减小了波形的畸变。

短路电流仿真值与录波值的比对分析

对电网某短路故障进行仿真计算,再与实际录波比对,结果基本吻合,存在少量误差。误差由录波取值误差和仿真计算误差共同组成,录波取值的误差包括电流互感器误差、保护(故障录波仪)录波误差、有效值计算误差,仿真计算误差包括不能完全真实再现电网运行方式以及电网元件仿真参数误差。因此,在短路电流计算中,选择好基于潮流还是不基于潮流,并且控制好诸如零序互感、低压小机组、负荷模型等短路计算的影响因素,可以将短路电流计算值与实测值的误差控制在5%以内,说明目前采用的常规短路电流计算方法是可取的。

高速直流断路器用磁脱扣器调节特性研究

可调节式脱扣器是断路器系列化产品的重要组成部分,调节特性是评价断路器调节能力的主要依据,也是设计可调节式脱扣器的关键因素。为此以高速直流断路器用磁脱扣器为例,首先计算脱扣器的静态特性和动态特性,获得脱扣器的调节特性曲线,并引入Pearson相关系数定量计算调节特性曲线的线性度。最后从脱扣器的调节范围、调节线性度、调节分度值、易操作性和调节方法复杂度,多个角度评估脱扣器的调节特性,为选择和优化脱扣器的调节方案提供基础依据。结果表明:预设铁核位移(dc),继而连续调节弹簧预压缩量(L0)的调节方案具有方法简单、调节范围大、线性度高的特点,适用于大范围调节脱扣电流的场合;预设L0,继而连续调节dc的方案具有调节分度值低、调节反力小的特点,通过搭配非线性刻度,减小调节误差,可用于微型电机自动调节或调节精度要求较高的场合。

基于采样值相关原理的变压器保护方案

为提高变压器微机保护性能,提出一种基于采样值相关度的变压器差动保护新方案,利用变压器两侧电流的采样值波形的相关度来有效识别变压器内部故障和外部故障,利用相关原理提取等效瞬时电感变化规律来区分励磁涌流和匝间短路故障。动模实验表明新判据能够快速、可靠地判别变压器内外部故障和励磁涌流。由于借鉴了常规比率差动的定值整定思想,使得新判据定值的整定简单易行,同时基于这种方法的判据对频率偏移和谐波的影响也有一定的抵御能力,在工程中具有良好的实际应用价值。

自适应电流速断保护分析

介绍了自适应电流速断保护的原理,短路故障类型的识别方法,系统阻抗的在线实时计算方法,电流突变量的提取方法及自适应电流速断保护的保护范围.自适应电流速断保护区大于常规电流速断保护区,是一种电流速断保护区始终处于最佳状态的保护措施.

小型交流断路器在直流电路中的应用

讨论了小型交流断路器在直流电路中的灭弧原理。由于直流熄弧电流不存在自然的过零点 ,因此必须强制过零才能熄灭直流电弧。分析了直流电路中电感和时间常数对直流电弧熄灭的影响。在分析交、直流瞬时脱扣整定电流的差别的基础上 ,给出了选择断路器的要点。最后 ,介绍了小型交流断路器在直流电路中的实际应用。

万能式断路器保护动作值的计算分析

介绍了低压万能式断路器过载长延时、短路短延时、短路瞬时、接地故障保护动作的特性和动作设定的阀值,并对某实际工程中变压器低压侧的断路器跳闸动作的原因进行了线路系统分析和数据的推导计算。结果表明,断路器保护动作值的合理设定,能有效避免事故的扩大,并能有选择地进行级联保护,有利于电网安全、稳定、可靠地运行。

地铁主所35 kV避雷器故障分析

主要结合地铁主所母线35 kV避雷器发生的故障情况,对故障经过、原因等进行分析和总结,并建议在设备制造和现场施工安装中,严格按照相关规章规范进行生产、安装,以降低设备故障。

电动机起动引起的断路器故障分析

为了揭示某船舵机电动机起动过程中断路器跳闸和烧损的故障机理,分析和比较了断路器瞬时保护电磁脱扣器在单相电流和两相电流下的动作关系,给出了断路器烧损的原因为起动电流大于触头斥开电流。针对具有高倍数瞬时保护电流的断路器,提出了断路器单相电流下电磁脱扣器动作电流须小于触头斥开电流。

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取与故障判别方法研究

高压断路器分合闸线圈电流信号特征提取在故障识别、检测及诊断方面都有重要的意义。文中提出采用小波分析与时域求极值点相结合的方法来获取高压断路器分合闸线圈电流信号特征值,并根据该特征值对断路器的故障判别方法做了探索性研究。实验结果表明,电流信号特征值提取方法是有效的,故障识别方法正确。

孪生式可调倍数瞬动脱扣器的设计

孪生式可调倍数瞬动脱扣器是塑壳断路器的一种脱扣器。受电流和电磁力的关系影响,瞬动脱扣器无法设计成大范围倍数可调,但使用孪生式方法可以解决问题。介绍了孪生式可调倍数瞬动脱扣器的设计,提出孪生式瞬动脱扣器中高倍数瞬动脱扣器可以使用传统的设计,低倍数瞬动脱扣器需重新调低瞬动倍数。孪生式可调倍数瞬动脱扣器已通过全部试验,可投入实际应用。

低压断路器额定电流参数分析

通过应用举例,介绍了不同设计型式的低压断路器额定电流的相关概念,指出就额定电流及过电流脱扣器整定值选择这一问题在设计阶段存在的误区,以及设计者应注意的问题。

基于本地电压比瞬量的直流短路故障检测与定位方法研究

文章通过分析与模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)相连的直流线路的短路故障特性,提出了一种基于故障限流电抗器两端电压比瞬时值的故障检测与定位方法,利用故障限流电抗器稳态与故障时两端电压比值的不同,可以迅速地对短路故障进行判断与定位。由于所提方法仅依赖于各换流站本地的电压测量值而无需通信,因此相比于行波定位法与纵联保护法,可靠性与经济性更高、技术难度更低。同时,由于故障判据仅依赖于电压比在故障瞬间的值,而与故障后的变化特性无关,所提方法对故障的检测与定位更加快速,且可以较好地消除故障过渡电阻对定位精度的影响。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真模型,验证了所提方法的正确性与有效性。

可调式瞬时脱扣器在低压断路器中的设计与应用

在低压配电网络中,断路器的瞬动保护是相当重要的,它性能的好坏、动作灵敏度的大小是整个用电系统安全运行的关键,而实现这一保护功能的部件就是瞬时脱扣器。以CM2-225塑壳断路器为例介绍可调式瞬时脱扣器,通过改变瞬时脱扣器弹簧的拉伸长度来调节其动作电流整定值。

融入电流品质因子的断路器瞬断检测理论

根据在实际过程中所遇到的问题,分析实际测试中电流品质对瞬断试验的影响,尝试着改进现有检测理论,通过数学的手段,在传统的抽样测试理论中引入了电流品质因子这一影响因素,并将这一因素造成的影响量化,将其体现到了断路器测试的合格率中,使得测试的合格率更加精确,从而获得更加客观的检测结果。

低压直流断路器在光伏系统的应用分析

从光伏逆变器设备及并网连接方案、不同接地系统的接线方式、时间常数、额定电流与瞬动整定电流等方面详细介绍了低压直流断路器在光伏直流侧的应用。针对光伏电源的非线性问题、多断点直流断路器应用在高直流电压系统问题,提出方案,并建议开发光伏专用直流低压电器产品。