断路器合闸电阻运行可靠性分析及故障诊断技术研究

合闸电阻作为断路器合闸过程中合闸涌流、操作过电压抑制的重要部件,主要应用在 800kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其特殊的应用环境导致其故障率较均压电容、支撑绝缘件等其他电气部件高。然而,在合闸电阻日常运维与故障诊断过程中,无相应的标准与系统的方法对其是否存在缺陷以及故障后的故障原因进行分析。 本文首先对合闸电阻特性参数与工作原理进行介绍,之后对串联结构断路器与并联结构断路器分别进行运行可靠性与故障诊断技术研究。提出了动态电阻拟合、声振信号检测、绝缘性能测试、热容量测试等断路器运行过程中合闸电阻状态监测方法,以及基于 ICP的合闸电阻堆拼接、应力特性分析、电场仿真等合闸电阻故障诊断方法,最后通过设备解体验证了所提方法在合闸电阻运行状态检测过程中的可行性。     

一起800kV断路器合闸后接地故障原因分析

针对S变电站运行过程中发生的一起800 kV SF6断路器接地故障,通过现场二次保护动作、故障录波图中电压与电流变化趋势以及SF6分解产物等分析,确定了故障断路器间隔。通过返厂解体,发现了设备内部放电过程中受损部件以及相应的放电轨迹。基于故障后气室材料特性分析、合闸电阻堆热容量分析、设备放电轨迹分析,确认放电原因为罐体内部异物。通过断路器合闸过程中的粒子飞行轨迹分析、罐体内异物电场仿真、电阻堆气隙内电场仿真,给出了2种异物来源,并提出了相应的异物解决措施,以避免同类接地故障的发生。     

一起换流站直流电压跌落异常分析

针对某换流站直流电压跌落异常事件,分析直流控制系统响应逻辑的正确性及导致电压跌落的直接原因为交流滤波器选相合闸效果欠佳。通过分析断路器选相合闸装置现场实际应用情况及存在的问题及此类投切滤波器组合闸原理及策略,提出优化合闸策略定值的解决措施。应用结果表明:结合一次设备运维状态,动态优化选相合闸装置定值可有效降低直流电压异常跌落的风险。     

一起隐蔽的直流接地故障分析处理

针对某换流站验收过程中出现的直流系统接地事件,分析出故障原因是断路器合闸过程中交直流短时搭接接地。通过分析此次接地可能导致的危害,提出了针对性的解决措施。应用结果表明:提高出口中间继电器动作电压及功率、改善对地分布电容有利于降低直流接地导致保护误动的风险,提高直流系统及二次设备的稳定运行。     

基于涡流驱动的大容量快速开关的研究

为解决采用传统操动机构的断路器分合闸速度和可靠性较低的问题,提出了一种基于涡流驱动的大容量快速开关。该快速开关使用机电一体化的电子机械替代传统机械式传动机构,并且采用涡流驱动技术、快速检测技术、分合闸无反弹技术和过零分合闸技术,显著提高了开关的快速性和可靠性。通过装置性能测试试验表明:基于涡流驱动大容量快速开关在分合闸速度、开关容量、机械寿命以及抑制短路电流等方面均优于传统的断路器。     

银川东换流站滤波器用断路器合闸问题分析及解决方法

由于换流站配置的交流滤波器需要频繁投切,为保证设备安全,换流站的交流滤波器开关会配置选相合闸装置,±660 kV银川东换流站交流滤波器3611、3612等小组断路器选相合闸装置现已不能在电压过零点进行准确的合闸。通过分析选相合闸装置的原理与现场的实际配置,分析了装置无法在过零点合闸的原因,并提出了考虑预击穿时间并定期对全站所有选相合闸装置进行重新整定的方法,解决了现场滤波器选相合闸问题。结果表明:该方法可以有效解决滤波器不能在过零点合闸问题,保证了直流系统可靠运行。     

一起800kV罐式断路器绝缘故障判断分析

针对黄河变电站设备运行过程中发生的一起800 kV罐式断路器绝缘故障,通过现场试验及解体检查等方法进行分析,找出了故障发生的原因。分析结果表明:断路器盆式绝缘子根部存在残留异物或凝露,导致运行中放电击穿,是造成断路器绝缘故障的根本原因。     

LW15A-550Y型断路器试验异常分析

对在停电例行试验过程中发现的一起断路器异常情况,通过解体检查和进行原因分析,找出断路器故障的原因,得出结论并提出防范措施。结果表明:断路器故障原因是装配尺寸公差及连杆受力的设计裕度偏小,连杆销处受力不均匀,轴销断口承受了大于连杆材料有效截面.上所能承受的过载应力,从而导致连杆在轴销处韧性断裂。     

一起330kV变电站363kVGIS断路器故障原因分析

通过对一起330kV变电站363kVGIS断路器故障后的现场检测、开盖及解体检查、诊断性试验等, 分析了363 kV GIS断路器故障的主要原因。为降低该类型故障的发生,提出了相应的防范措施,以进一步提升GIS断路器安全可靠运行水平。     

利用新型快速断路器提升电能质量的研究

随着微电子器件与电力电子技术的飞速发展,用户对电能质量的要求越来越高。和传统的断路器相比,新型快速断路器采用了更高水平的灭弧技术,提升了机械动作性能,动作时间明显缩短,从接受跳闸命令到出口动作切除故障只需要大概 20ms的时间。通过 PSCAD仿真软件,在母线处分别对单相接地故障、两相接地故障等情况进行了仿真分析,验证了采用新型快速断路器技术,能够有效减小故障处电压跌落时间、故障恢复时间、三相电压不平衡等现象, 提升了电力系统的电能质量。     

交流滤波器断路器在线诊断分析系统开发与应用

针对交流滤波器断路器运维工作中存在的问题,通过对断路器运行状态不稳定、人员运维工作量大及技术水平层次不一等原因进行分析,开发了一款“换流站交流滤波器断路器在线诊断分析系统软件”。应用结果表明:由系统软件代替人工检查分析,缩短了人员检查分析波形的时间,提高了人工巡检效率,实现了对交流滤波器断路器深层次隐患问题的在线诊断管理,可为全国各直流换流站交流滤波器断路器运维管理提供参考。     

一起800kV罐式断路器内部故障原因分析

介绍了一起某变电站7530断路器内部闪络故障,结合现场检查、电气试验、故障录波情况确认故障点,通过气体成分及放电产物分析、故障部件电场仿真等手段综合分析800 kV罐式断路器故障原因,并提出了处理措施及建议。     

换流站并联电容器不平衡保护动作分析及其改进

针对银川东换流站在直流升功率操作过程中,SC并联电容器组自动投入后不平衡保护动作跳闸的问题,深入分析不平衡保护动作的正确性及其跳闸原因,提出了对选相分合闸装置的改进措施,使其能够通过检测开关电流通断瞬间来自适应地调整断路器预期操作时间,从而减小或消除投切过程中所产生的涌流和瞬态过电压,保护高压电气设备不受损坏。     

基于CEEMDAN与样本熵的高压断路器机械故障诊断

依据高压断路器振动信号特性,提出一种自适应白噪声完整经验模态分解( complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与样本熵相结合的高压断路器故障特征提取方法。首先利用CEEMDAN将分闸振动信号分解成一系列内禀模态函数(intrinsic mode function,IMF),然后利用相关系数法与归一化能量筛选包含信号主要特征信息的前7阶IMF分量,求取其样本熵作为特征量,最后采用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化支持向量机(support vector machine,SVM)分类器,对断路器不同故障类型进行分类识别。实验结果表明该特征提取方法能准确提取振动信号特征量,输入PSO-SVM诊断高压断路器故障能取得良好的效果。     

专业化管理后变电站检修效率的评价方法

在给出变电站全站检修、主变压器检修、母线检修、断路器检修等检修业务的工作流程基础上,分析了专业化管理前后变电站检修管理模式。在剖析影响变电站检修业务效率主要因素基础上,提出了变电站检修业务的绝对效率指标和相对效率指标。结合一个实例进行计算分析,验证了所提出的变电站检修效率评价指标的有效性和适用性。     

363kV真空断路器支柱绝缘子模态及地震响应谱分析

当地震波的振动频率接近电力设备支柱绝缘子的固有振动频率时,可引发共振现象而导致设备损坏。针对363 kV真空断路器支柱绝缘子建立了有限元模型,对支柱绝缘子进行地震响应谱分析,可为支柱绝缘子结构的设计提供参考。首先对支柱绝缘子进行结构静力学分析,计算支柱绝缘子自身应力分布;其次进行有预应力模态仿真分析,计算出支柱绝缘子1-10阶振型对应的模态频率;最后在计算出各阶模态频率的基础之上,对断路器支柱绝缘子进行了地震响应谱分析,在x +y方向施加EI Centro波加速度频谱,计算出支柱绝缘子的最大应力分布和沿各坐标轴方向的最大形变位移。