剪刀式高压隔离开关传动系统参数化设计

为解决剪刀式高压隔离开关模型传动系统参数不易修改的问题,论文围绕参数化问题展开。首先利用解析法建立剪刀式高压隔离开关传动系统的二维数学模型,获得从动构件与主动构件之间位移、速度、加速度的关系表达式。然后利用MATLAB软件数值解析高压隔离开关传动系统的数学模型,并进行求解,获得不同杆件及其相互间角度的变化规律,并设计GUI图形用户界面进行显示。最后将剪刀式高压隔离开关三维模型导入软件ADAMS中进行运动学仿真分析,比较仿真分析与数值解析结果,验证数值解析结果的合理性,对比结果显示:基于MATLAB的数值分析结果和ADAMS的运动学仿真结果趋势一致,且可以清晰地反应剪刀式高压隔离开关的运动状态,修改方便快捷,适合剪刀式高压隔离开关的初期设计和优化。

直流快速开关高速斥力机构运动特性分析

高速斥力机构是混合式直流断路器快速开关的核心部件,对于混合式直流断路器的故障分断时间和分断性能有重要影响。为此,针对直流快速开关运动特性开展研究,基于有限元分析方法建立了高速斥力机构的场路耦合瞬态动力学数学模型,计算了基本参数包括驱动回路参数、斥力盘结构参数、外壳参数等因素对其运动特性的影响规律。仿真结果表明：增加驱动回路电容和电容预充电压可以有效地增加电磁斥力和分闸速度;线路电感增加会造成电磁斥力峰值时间推迟,进而导致电磁斥力和分闸速度减小;斥力盘厚度小于4 mm时,分闸速度随着斥力盘厚度增加而增加,斥力盘厚度超过4 mm时,增加趋势趋于平缓;斥力盘半径在65-85 mm时,分闸速度随着斥力盘半径增加而增加,斥力盘半径超过85 mm时,增加趋势趋于平缓;相比于铝制外壳,采用钢制外壳,分闸速度更快;钢制外壳下运动特性对外壳距离不敏感,铝制外壳下分闸速度随着外壳距离增加而增加。基于仿真结果,搭建了直流快速开关运动特性测试平台,通过对比仿真和实验结果,验证了方案和模型的可行性。

基于分合闸线圈电流信号的高压断路器在线监测系统

引发高压断路器的故障的原因主要集中在其机械特性方面,而断路器的分合闸线圈及储能电机的电流波形可以反应卡滞等机械特性方面的异常。基于分合闸线圈电流信号的高压断路器在线监测系统,实时监测断路器分合闸线圈及储能电机的电流波形,分析计算出断路器的机械特性参数,显示高压断路器操动系统的性能状态,从而诊断出断路器潜伏性机械故障,为实现高压断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段。通过功能测试、可靠性测试和现场对比试验,结果表明该系统各项性能均达到设计要求。系统被装备在平高集团公司生产的252 k V智能GIS上,有效地提高了该产品的智能化技术水平。

PTFE掺杂浓度对高温CO2气体物性参数的影响

由于SF6气体温室效应显著,CO_2气体作为目前具有潜力环保型SF6替代气体之一,以CO_2气体作为绝缘和灭弧介质的断路器已经得到应用。实际上,喷口材料烧蚀将导致PTFE蒸汽作为杂质影响电弧等离子体的物性参数从而影响断路器的开断性能。为了建立物理模型研究和优化断路器开断性能,必须首先确定电弧等离子体物性参数。因此文中研究了0.6 MPa下温度区间为300～30 000 K时的CO_2-PTFE电弧等离子体物性参数。首先基于最小Gibbs自由能法确定了电弧等弧等离子体粒子组分,其次利用标准热力学公式计算了电弧等离子体热力学参数,最后基于Chapman-Enskog理论计算了电弧等离子体输运系数(电导率、热导率和粘滞系数),讨论了PTFE浓度对物性参数的影响。结果表明:添加PTFE对电弧等离子体物性参数产生影响,其中,对粘滞系数,热导率和低温时电导率影响显著,少量的PTFE(少于25%)对电弧等离子体电导率影响很小。

直流叠加冲击电压时GIS母线闪络特性

GIS母线残余电压和合闸的操作冲击电压共同作用可能会造成GIS母线发生闪络,开展GIS母线有直流电压情况下叠加冲击电压试验,是研究提高GIS母线绝缘水平的必要方法。文中通过搭建直流叠加冲击电压试验回路,研制1100 kV串联550 kV GIS母线试验平台,开展直流叠加雷电或操作冲击电压试验,结果表明:单独±2400 kV雷电冲击电压或单独±1800 kV操作冲击电压作用时,母线均未发生闪络;负极性直流叠加负极性冲击电压作用时,550 kV GIS母线段多次发生闪络,负—负极性叠加比单独冲击电压作用时闪络电压更低,负—负极性叠加的闪络电压比其他极性组合叠加的闪络电压更低,其中-450 kV直流叠加-2400 kV雷电冲击电压时,与单独-2400 kV雷电冲击电压作用时比较,叠加的雷电冲击闪络电压幅值大约下降28.5%。

一种伺服电机驱动的断路器操动机构

介绍了高压断路器驱动技术与智能化技术的发展现状,提出了一种由伺服电机驱动高压断路器的操动机构型式,其具有传动部件少、结构简单可靠、可以预先设置动触头行程-时间曲线等优点,满足真正意义上的智能化断路器的需求。

气体绝缘输电线路用C3F7CN/CO2混合气体与环氧树脂相容性试验

气体绝缘输电线路(GIL)中气体与固体绝缘材料的相容性表现为:两种材料长期接触后导致的绝缘性能变化以及气体成分和固体材料的改变。作为目前有潜力替代SF6的环保绝缘气体,C3F7CN/CO2混合气体与GIL内使用的环氧树脂材料之间的相容性亟待研究,因相容性不良可能引发设备的绝缘故障。该文提出C3F7CN/CO2气体与环氧树脂相容性的评价方法,搭建气固相容性试验平台,在不同温度下进行C3F7CN/CO2与环氧树脂的热加速试验,并设置惰性气体He和SF6作为对照试验组。比较试验前后环氧树脂的介质损耗、沿面闪络电压、表面形貌与气体成分,发现不同试验组中的环氧树脂沿面绝缘性能均未下降;仅当试验温度为160℃时,C3F7CN/CO2中检测出少量的C3F6和C3F7CN三聚体,推测此条件下环氧树脂与C3F7CN发生了化学反应,但并未对环氧树脂的绝缘性能产生影响。试验结果表明,在GIL正常运行条件下,C3F7CN/CO2与环氧树脂具有较好相容性,与SF6与环氧树脂的相容性相当。

铜蒸气对CO2电弧等离子体物性参数的影响

CO2气体因其全球变暖潜能值低和低温导热性好等优点而逐渐作为一种SF6替代气体应用于断路器中以充当灭弧介质,触头烧蚀产生的铜蒸气会改变电弧基本特性,影响断路器开断性能。为此,利用最小Gibbs自由能法和Chapman-Enskog理论计算了气压为0.5 MPa、热力学温度区间为2 000-30 000 K时的CO2-Cu混合气体电弧等离子体的物性参数,分析了铜蒸气质量分数对电弧等离子体粒子组分、热力学参数以及输运系数的作用规律。研究结果表明：触头烧蚀引入的铜蒸气会比电弧中的其他非金属粒子更早电离,即使是少量的铜蒸气（质量分数为5%）也会使低温时电弧等离子体的电子数密度增大,进而显著提高电弧等离子体在低温区（热力学温度低于8 000 K）的电导率,最大约提升1个数量级;增大铜蒸气质量分数会在整个热力学温度区间增大电弧等离子体质量密度并减小比定压热容、黏滞系数以及热导率,但对于比焓则在低温区和高温区呈现出相反的作用规律;少量的铜蒸气（质量分数为5%）对热力学参数和除电导率之外的输运系数的改变极其微小,但是大量铜蒸气（质量分数高于25%）会明显改变各个物性参数。这些电弧等离子体物性参数的计算结果对于探究铜蒸气对电弧基本物理性质的影响具有参考价值,并可以为建立考虑触头烧蚀下的电弧磁流体（MHD）模型提供输入参数。

选相关合技术抑制空载变压器励磁涌流的实验研究

针对随机关合空载变压器产生励磁涌流的问题,采用选相关合技术来抑制励磁涌流。在分析选相关合空载变压器原理的基础上,研究了同时合闸策略、快速合闸策略和延时合闸策略下铁芯磁通的变化规律,并对比分析三种合闸策略的适用条件。最后搭建选相投切10 kV空载变压器实验平台,对有无剩磁时不同关合相位下的励磁涌流进行分析。实验结果表明:变压器铁芯无剩磁时,在电压峰值处合闸可以有效抑制励磁涌流;铁芯存在剩磁时,在电压峰值处合闸仍会产生励磁涌流。因此,有必要预测铁芯剩磁以确定最佳合闸相位,实现空投变压器的无冲击平滑过渡。

区域综合能源系统供需预测及优化运行技术

以区域综合能源系统供需预测为基础,对区域综合能源系统优化运行技术的运用进行深入的分析。旨在使区域综合能源系统供需的效益得到最大化,深化对区域综合能源系统规划和运行合理性优化。以求在满足人们对能源需求的基础上,最大程度减少对生态环境的破坏和最大限度保护生态环境。

户外柱上开关密封问题及改进措施

目前，10kV配网线路特别是农网线路中，广泛使用高压柱上开关产品（包括柱上断路器和柱上负荷开关），对线路进行分段和保护。柱上开关的质量直接影响配网供电可靠性。通过分析柱上开关产品故障原因，发现有很大一部分是由于产品密封不良而造成的。

多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究

随着我国经济发展水平的不断提高,科技的不断进步,电力系统的建设取得了显著的成果。文中针对分布式光伏发电系统与配电网之间的关系进行分析,分析了分布式光伏发电系统在接入到配电网之后的谐波、电波的波动变化,以及二者之间的相互影响。