基于机-电-磁-流整体耦合的油阻尼断路器保护特性的容差设计

油阻尼断路器的主要特点是在电路发生短路、过载等情况时能够自动脱扣,断开电路,从而保护人员和设备的安全,常用于变电站等场所。文章在以往对油阻尼断路器油阻尼力、电磁铁静态特性、操作机构性能等研究的基础上,构建一个基于机-电-磁-流多体多自由度多场耦合的一体化虚拟样机整体耦合模型;接着对该整体耦合模型的保护特性进行了仿真与分析,通过仿真得到了不同电流倍数下动触头的分断特性,并通过实验验证了整体耦合模型和仿真结果的正确性;最后,为减小产品保护特性的分散程度,提高油阻尼断路器的稳定性,文中结合稳健容差设计技术,选取不同电流倍数下触头的断开时间作为目标函数,以极靴半径、细铁芯半径、粗铁芯半径、粗铁芯高度作为关键设计参数,通过正交试验和贡献率分析法对目标函数进行容差分配,使得触头断开时间的分散度比原来减少39.165%。研究成果将会对电器产品的研发提供理论指导。

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。

大型油浸式电力变压器断线故障判别技术优化研究

当主接线采用一个半断路器接线方式时,现有保护对低负荷状态下发生的大型油浸式电力变压器断线故障反应不够灵敏。分析了该情况下变压器断线故障发生后保护的动作情况,对大型油浸式电力变压器断线故障判别技术进行了优化,并给出了相应的断线故障处置措施,以实现大型油浸式电力变压器断线故障的快速判别与处置。

500 kV高压断路器打压频繁问题分析

液压机构因其具备的众多优点被广泛应用于高压断路器中,断路器频繁打压是液压机构断路器中常见的一种故障。文章针对一起500 kV断路器频繁打压故障,分析故障成因并提出相应的解决办法,同时简要分析其他几种致使断路器频繁打压的可能原因。

某电厂500 kV断路器操作机构渗油检查及处理

针对某电厂500 kV断路器操作机构渗油异常现象,通过图纸结构和设备拆解进行了分析,找出了渗油原因并提出了针对性措施。对其它电厂类似设备故障处理提供了经验,具有显著的借鉴和指导意义。

故障树分析法在油断路器故障预测中的应用

通过对故障树分析法的研究,给出故障树数学模型、顶事件故障率算法和底事件重要度算法,并应用于油断路器故障预测,结果表明用故障树方法对系统进行故障分析,能够清晰发现对顶事件发生影响最大的因素,为农网故障提前预测和故障预防工作提供依据。

500kV断路器用均压电容器渗漏油故障分析及改进措施

为了查明500 kV断路器用均压电容器渗漏油故障的原因,对故障均压电容器进行了连接部位电位差计算、密封圈性能检测、均压电容器电场仿真计算、密封端板材质检测等研究。结果表明:均压电容器端板连接部位电位差约为13.78 V,均压电容器端板故障处附近区域最大场强为2.74 kV/cm,均压电容器渗漏油的根本原因为密封端板密封面出现电化学腐蚀现象。针对故障原因提出有效整改措施:端板密封槽由台阶式改为U型槽,端板材质从LY12铝棒改为6061铝棒,阳极氧化膜厚提高到AA15等级。经整改优化后的均压电容器投运1年来未再出现漏油现象。

事件树与故障树相结合的系统可靠性分析法

事件树分析（ＥＴＡ─ＥｖｅｎｔＴｒｅｅＡｎａｌｙｓｉｓ）和故障树分析（ＦＴＡ─ＦａｕｌｔＴｒｅｅＡｎａｌｙｓｉｓ）都是系统可靠性分析方法。各有长短，相辅相成，互相结合可以取长补短和提高可靠性分析质量。本文提出了ＥＴＡ与ＦＴＡ结合的依据、方法、步骤与应用范围，并分析了ＳＮ＿（１０）─１０型断路器操作过程的可靠性，作为这种结合的示例。

油阻尼断路器触头系统电动斥力仿真及优化

在ANSYS中建立了油阻尼断路器触头系统的三维有限元模型,对其触头间的霍尔姆力和导体臂之间的洛伦兹力进行了仿真分析,得到其电流密度分布,磁感应强度分布,触头和触头臂的受力情况。通过理论值与仿真结果的对比验证了利用ANSYS求解电动斥力的可行性,并分析了影响霍尔姆力的主要因素,得到了霍尔姆力随表面接触系数、接触压力和材料硬度变化的规律。利用ANSYS对触头系统的结构进行了优化,可以在短路条件下得到更大的电动斥力,辅助油阻尼断路器的机构进行分断。

开关带隐患操作造成事故

发现运行中的油断路器拉杆瓷瓶有故障时,不能急于操作该断路器,应首先分上一级断路器,使其不带电,再处理该断路器。

液压弹簧机构漏油及频繁打压故障分析与处理

为了避免液压弹簧操动机构的漏油及频繁打压故障状态不断发展,恶性循环导致开关设备的分合能力被影响。根据近期发现的该类型故障,梳理了风险隐患与频繁打压的判据,并结合多项可能导致漏油及频繁打压故障的原因,按照由易到难的处理方式,制定了消缺工作的处理流程图,作为故障分析的参考,并为现场的故障处理方式、方法以及步骤提供经验依据。

油阻尼断路器整体耦合模型特性分析及优化

改进了以往采用分离模型研究油阻尼断路器的方法,建立了油阻尼断路器的机—电—磁—流整体耦合模型,利用ADAMS分析了油阻尼断路器在不同电流条件下的动态特性,并通过实验验证了仿真模型的有效性。在此基础上以增大油阻尼断路器平均分断速度为目标,对模型进行参数化建模,对静触头的X、Y坐标,动触头臂处的扭簧刚度和初始力4个变量进行设计分析,得到每个变量单独变化时的断路器平均分断速度以及每个变量对分断速度的敏感度,然后利用优化分析功能对断路器分断速度影响较大的3个变量进行优化,计算3个变量在取值范围内不同数值时的分断速度,最后得到能达到的最大分断速度以及此时的变量值,从而提高了断路器的分断平均速度,优化了机构的分断能力。

液压机构油泵频繁启动原因分析及对策

断路器液压机构频繁启动是常见的一种缺陷,其原因之一是低压油回路中有空气,影响油泵建压效率。以往的处理方法是通过油泵低压侧排气来恢复正常打压,而这种方法并没有从根本上解决问题,仍会周期性地重复发生。针对这一问题,笔者对空气产生原因、对油泵效率的影响进行了分析,继而提出了制作自动排气装置来针对性的解决办法,并取得了实际成果。

基于整体模型的油阻尼断路器性能分析

利用三维建模软件Pro/ENGINEER建立油阻尼断路器整体模型;将模型导入到多体动力学仿真软件ADAMS中,修改各个零件的属性,对各个零件添加相应的运动副约束,对模型添加碰撞接触力、合闸力、油阻尼力、弹簧力、电磁吸力、柔性连接力等载荷,分析了在不同倍数电流情况下的铁心速度、铁心受力以及动作时间等多种动态特性;此外,还对分离模型中不能解决的铁心位置问题进行了分析,得到了不同电流下断路器分断时的铁心位置;通过将整体模型仿真结果、分离模型的仿真结果和实验结果进行对比,证明了整体模型比分离模型仿真结果更接近实际情况,减小了仿真的误差,而且整体模型的仿真能够提供分离模型不能提供的数据。这为油阻尼断路器的研究开发提供了新的设计手段。

应用有限元法分析电磁式油阻尼脱扣器的动静特性

运用三维有限元分析方法,以塑壳断路器电磁式油阻尼脱扣器为研究对象,采用Ansys分析软件计算电磁铁的静态特性,再以静态特性分析为基础,利用多体动力学软件Adams对油阻尼脱扣器进行建模,并对其动态特性进行仿真计算。最后,分析了粘滞流体阻尼系数、铁心弹簧刚度、衔铁扭簧初始反力矩对脱扣器保护特性的影响。

油阻尼断路器触头间电动斥力分析

描述了利用三维有限元软件对油阻尼断路器触头系统的分析方法。利用电-磁耦合分析,对触头间的霍姆力和导体臂间的洛伦兹力分别进行了仿真分析,得到触头系统的电流密度分布、磁感应强度分布、触头和触头臂的受力情况。通过理论值与仿真结果的对比,验证了利用Ansys求解电动力的可行性,并分析了影响霍姆力的主要因素。通过仿真得到了霍姆力随表面接触系数、接触压力和材料硬度变化的规律,最后分析了霍姆力对接触电阻的影响情况。能为油阻尼断路器的优化设计提供依据。

油断路器的常见故障及处理方法

分析了油断路器的常见故障及形成原因和排除方法。包括油断路器油位的异常、油断路器发生爆炸的原因及预防措施,油断路器操作机构的故障原因及排除等。

油断路器火灾分析

本文分析了油断路器的常见故障、处理方法,油断路器产生火灾及爆炸的原因。主要包括油断路器油位异常现象,试验及调整方面的原因,运行方面的原因等。

基于快速开关的故障限流器在海洋石油工程中的应用研究

针对海上油气田开发过程中出现的短路电流过大问题及高爆型快速限流器不可重复动作、运维成本较高问题,本文研究了基于快速开关的故障限流器的开断特性对系统运行的影响,提出了基于快速开关的故障限流器在海洋工程中的几种应用方案,并阐述了各个方案的优缺点及适用范围,最后结合实际工程项目进行了仿真分析,论证了其替代高爆型快速限流器的可行性,基于快速开关的故障限流器在减少设备及运维成本、保证系统的安全稳定运行方面具有较大优势,在大型海上电力系统及电力系统扩容工程中有广阔的应用前景。

一起气体绝缘金属封闭开关设备断路器操作机构渗油的分析

针对某变电站线路备用间隔投产前220kV气体绝缘金属封闭开关设备断路器操作机构渗油的问题,在介绍断路器操作机构的结构和工作原理的基础上,结合漏油位置的检查分析,认为主要原因是操作机构液压工作缸密封面的密封圈质量有问题,为此,提出了合理的处理措施,以防止漏油缺陷的进一步发展和扩大。