基于ANSYS模型分析GIS隔离开关内部电场变化

目前GIS设备在电网运行中占据了很大的部分,而隔离开关是GIS设备中的关键结构,其健康状况对于电网的正常运行和对于高电压的隔离具有重要意义。GIS的可靠性虽然高,但仍然存在故障。仅2014年内,云南电网太安变500 k V隔离开关就发生了两起隔离开关击穿故障。由于隔离开关气室的封闭性,目前对于GIS隔离开关内部故障的分析具有一定的局限性。故通过使用ANSYS仿真计算的方法,对高压GIS隔离开关进行模拟计算。通过构建缺陷模型,从电场分布变化的角度对隔离开关故障的分析提供依据。     

220kV GIS隔离开关机械特性的研究与改进

文中以一起220kV GIS隔离开关故障分析处理及其他同类设备的测试数据为基础,对该类型GIS隔离开关的机械特性进行深入研究,提出了GIS隔离开关装用的弹簧机构机械特性不稳定,应更换为电动机构;同时提出66kV及以上GIS隔离开关出厂机械特性测试及现场机械特性测试时,均应将测试仪的脉冲时间设置为120~200 ms,确保测试仪与站内后台设置的分合闸脉冲时间保持一致,以便全面检查机构箱内电气接线的正确性。为检查测试GIS内隔离开关分合闸是否到位提供了一个行之有效的检测方法。     

GIS内隔离开关运行可靠性测量与评估技术研究

文章首先对GIS内隔离开关运行可靠性影响因素进行了分析,进而提出几种有效的测量与评估技术,以期实现对GIS内隔离开关运行可靠性的准确测评,及时发现各类故障问题。     

基于ILPSO-LSSVM的GIS设备隔离开关机械异响振动识别方法研究

隔离开关正常运行对保证气体绝缘开关GIS(gas insulated equipment)设备安全极为重要。文中针对GIS设备隔离开关机械异响振动识别方法开展研究，采用真型GIS设备平台模拟了隔离开关触头接触不良的5个典型状态：正常接触（148μΩ）、轻微接触不良（221、298μΩ）、严重接触不良（433、550μΩ），检测并分析了GIS设备隔离开关机械振动特性，发现GIS设备正常振动的主频率为100 Hz，振动幅值随电流增大而增大；当隔离开关存在接触不良缺陷时，振动频谱100 Hz振动分量幅值增加，同时出现100 Hz的倍频以及更高的频率成分；为实现隔离开关接触不良状态准确识别，文中采用变分模态分解、信号模态间能量分布差异分析和奇异值分解提取了表征隔离开关接触状态的缺陷特征参量，通过将改善线性约束问题的粒子群算法和最小二乘支持向量机算法（ILPSO-LSSVM）融合构建了隔离开关触头接触不良缺陷辨识模型，检验结果表明该模型辨识效果优。     

基于同频同相原理的GIS设备现场交流耐压试验方法研究及应用

GIS设备扩建部分与原有运行部分仅通过母线隔离开关断开,若采用常规调频串联谐振耐压试验方法在原有运行部分带电条件下对扩建部分进行交流耐压试验,由于试验频率在30~100 Hz之间且相位不固定,则必然存在某一时刻使得试验电压和运行电压幅值反向叠加,隔离开关断口电压最大,可能导致断口击穿进而危及GIS运行设备的情况。为解决以上问题,文中通过对试验时隔离开关断口电压进行分析,找到了降低隔离开关断口电压的途径,并依此对常规串联谐振耐压试验方法进行改进,提出了基于同频同相原理的GIS设备现场交流耐压试验方法 ,研制出同频同相交流耐压试验装置,并通过现场试验,验证了试验方法的有效性和装置的可靠性。该方法的提出,使得在原有运行部分带电条件下对扩建部分进行交流耐压试验成为现实,大大提高了供电可靠性,具有十分重大的经济价值和社会效益。     

基于弗雷歇距离的GIS隔离开关卡涩缺陷识别及量化方法

电力工业上GIS(gas insulated switchgear)隔离开关的多种机械故障多是由传动机构及导电部结构应力变化导致,而这种应力变化的早期体现形式主要是卡涩缺陷。对GIS隔离开关卡涩缺陷的识别及量化对避免设备发生严重故障具有重要意义。然而,GIS隔离开关面临因工业现场开关机械状态的离散化导致的难以对卡涩缺陷进行识别和量化的问题,限制了运维人员对GIS隔离开关机械状态的感知能力与故障预警能力。文中以GIS隔离开关正常机械状态下的驱动电机功率曲线作为标准曲线,采用多窗口斜率的特征点识别方法,结合开关运行物理过程分析将电机功率曲线进行分段处理。在开关动作各分段内,采用弗雷歇距离分析对GIS隔离开关的卡涩缺陷进行识别,并相应地以标准曲线与动作曲线的弗雷歇距离作为量化依据。最后,通过ZF12B-126型GIS隔离开关实验,验证了文中所提出技术路线的有效性,实验证明在卡涩缺陷发展初期,文中采取的方法可以灵敏的对卡涩缺陷进行识别。     

一起隔离开关机构失效引起的GIS绝缘故障分析北大核心CSCD

GIS设备由于其封闭性,难以直观的确认其隔离开关和接地开关的位置状态,通常通过操动机构上的指示牌和辅助开关发出的二次分合闸信号来判断其内部刀闸是否分、合闸到位。一旦分合闸指示牌和辅助开关位置信号出现误差,影响对分合闸状态的判断,会引起GIS内部的绝缘故障。文中结合一起220 kV GIS隔离开关因机构位置判断失效引起的内部闪络击穿故障,分析故障的根本原因,并提出了解决和预防方案,提高了该型GIS设备的运行可靠性。     

800kV GIS隔离开关磁场-温度场计算与分析

800kV GIS隔离开关在实际运行中由于电阻损耗发热而温度升高,甚至超过允许温升,从而影响其工作性能,为了保证其工作的安全性和可靠性,建立了三维有限元分析模型对800kV GIS隔离开关的工频磁场进行分析。首先计算出隔离开关上的磁感应强度分布及涡流损耗,然后将涡流损耗值作为体积热源计算800kVGIS隔离开关的温度场,得出各部分具体温升值。结果表明:在环境温度为27.3°C的工作条件下,隔离开关主导体上的温升约为26.3K,外壳温升约为13.3K。计算结果和试验测试数据的对比验证了方法的准确性,进而为产品设计提供参考,为提高GIS隔离开关运行可靠性提供理论依据。     

GIS中隔离开关运动可靠性的装配质量控制措施

正隔离开关作为GIS中重要的设备元件,其可靠性直接影响电网运行稳定性。针对一种常见的GIS某型隔离开关传动系统的结构及机构驱动方式,分析了关乎某型隔离开关机械性能安全可靠性的装配要点,为某型隔离开关的可靠运行提供了坚实保障。气体绝缘金属封闭开关设备以其可靠性高、空间结构紧凑等优势,     

基于有限元方法的GIS隔离开关绝缘垫受力分析

深入开展GIS绝缘垫片结构受力分析研究,对防止GIS隔离开关气室漏气和提高GIS设备运行安全可靠性具有重要意义,为此本文基于有限元方法开展了GIS隔离开关绝缘垫片结构受力分析研究,通过研究发现:GIS隔离开关绝缘垫悬置结构导致GIS隔离开关绝缘垫应力分布不均匀,且随着绝缘垫下面金属垫片的厚度增加,绝缘绝缘垫下表面受力逐渐趋向均匀,当精神垫片厚度达到5 mm时,基本接近于不悬置的情况。     

S3C型隔离开关联锁缺陷分析及改进方案

隔离开关在电力系统中有着至关重要的作用,其性能的好坏直接关系到整个系统能否安全稳定的运行。而国网安徽省电力公司铜陵供电公司所投运的S3C型隔离开关经常因联锁无法解除而导致无法进行分、合闸操作,甚至将联锁部件挤变形,为降低该类故障概率,提高电网、设备安全运行可靠性,笔者就S3C型隔离开关的主、地刀间机械联锁的结构、原理及操作过程中的联锁部件受力情况进行了分析,并对联锁盘结构提出了改进方案。     

10 kV户外柱上开关存在的问题及对策

针对10 kV户外柱上开关在交接试验和生产运行时,出现的隔离开关合不到位、分不开,隔离触头发热严重,断路器与隔离开关机械连锁不可靠,零件锈蚀,合分指示不准确,电流互感器变比转换开关不能带电灵活切换等问题,笔者进行分析研究并提出了具体的改进措施和试验方法。经试验和运行证明:问题分析到位,对策正确,保证了柱上开关的质量和运行可靠性及寿命。     

750kV GW27-800DW隔离开关合闸位置指示的探讨与改进

隔离开关是变电站的重要一次设备,合闸后必须保证其合闸到位.现宁夏电力公司超高压分公司黄河750kV变电站使用的隔离开关均为平高生产的水平旋转式750kV GW27-800DW隔离开关,其动静触头距地面达13.74米,造成观察困难,白天观测准确率低,晚上几乎无法观察.因设备检修、新设备接入以及其家族性缺陷使得隔离开关的操作频繁,若隔离开关合闸不到位,会导致触头发热,损坏设备,造成设备非计划停运,影响电网正常稳定运行.就此问题从隔离开关机械结构本身上加以分析探讨,采取为设备粘贴反光标示的改进措施,能有效改善对750kV隔离开关合闸位置指示的观察能力,提高了750kV隔离开关运行的可靠性.     

GIS内隔离开关机械故障检测方法研究

针对252 kV GIS内隔离开关在实际运行中出现的销钉脱落、机械卡涩和分合闸不到位等问题,文中提出基于外拐臂旋转角位移与驱动电机绕组电流的机械故障检测方法.通过对变电站实测GIS内隔离开关外拐臂角位移曲线采用DTW(动态时间规整)算法进行可视化处理,使用3次样条插值对GIS内隔离开关驱动电机标准出厂电流进行拟合形成上...     

GIS隔离开关温度分布特性的试验研究

气体绝缘组合电器(GIS)为全封闭紧密结构,其内部的隔离开关易于产生机械接触缺陷,在运行电流作用下,一旦隔离开关出现接触不良,将引起温度异常升高,通过温度检测可对GIS隔离开关机械连接状态进行判断。为了获取隔离开关内部动触头温度与设备外壳温度之间的关系,本文基于550 kV GIS开展温升试验,在GIS隔离开关周围布置温度传感器测量温度分布,同时在GIS外壳上进行外部温度的测量,试验研究了不同电流、不同接触电阻下的GIS内部及外部温升规律,结果表明GIS外壳与隔离开关触头的温升存在线性关系,正常情况下顶部外壳温升每上升1 K,对应触头温升提高1.924 K,而故障情况下,对应的触头温升提高2.85 K,并且顶部外壳温度变化范围大,对设备内部温度变化敏感,具有较好的温度辨识性,能更灵敏准确地反映内部触头的温升情况。试验结果分析阐明了GIS内部热源、热量传导路径及温度分布特点,为通过GIS外部温度检测进行内部温度的反演提供了试验基础。     

基于电流峰面积及时间特性的隔离开关故障诊断系统设计

为了实现高压隔离开关机械故障诊断,设计了电机电流检测系统并实时采集了GW4B-252 DW型隔离开关分合闸过程中的电流信号,分析了隔离开关分合闸不到位、运动部件卡涩等机械故障情况下的电机电流信号特征,提出了基于电流峰面积分析和时间特性对比的隔离开关机械故障诊断流程。研究结果表明,当隔离开关发生机械故障时,驱动电机电流波形发生畸变,对应的电流峰面积和时间特性发生明显改变,由此可判断出相应的故障类型。该方法具有广泛适用性,从而可提高设备运行的可靠性。     

基于同步挤压变换和深度迁移学习的GIS隔离开关故障诊断

为实现气体绝缘组合电器(GIS)隔离开关机械故障的智能诊断,基于GIS隔离开关分合闸过程中的振动信号,提出了基于深度迁移学习的GIS隔离开关机械故障诊断方法。首先应用二阶同步挤压傅里叶变换(FSST2)获取GIS隔离开关振动信号的时频分布,然后基于深度迁移学习的思想构建预训练模型并进行优化,建立了GIS隔离开关机械故障智能诊断模型。对某GR角型GIS隔离开关正常和典型机械故障状态下的振动信号的分析结果表明,基于FSST2得到的GIS隔离开关振动信号时频表示具有较好的能量聚集性,所建立的GIS隔离开关机械故障智能诊断模型识别准确率高且模型复杂度低,可用于GIS隔离开关机械故障的高效诊断。     

一起变电站110kV隔离开关无法电动分闸的分析与处理

本文通过对110kV电动隔离开关运行中出现无法电动操作的故障原因分析,着重从220kV变电站某110kV隔离开关无法电动分闸的实践案例分析,结合隔离开关开关说明书和图纸资料,根据隔离开关实际运行情况,探讨隔离开关在运行过程中,当出现此类故障时,如何能快速、安全查找此类故障的方法.并分析了运行过程中存在的问题并给出了管理提升措施.     

基于电机电流特征量的隔离开关机械缺陷诊断方法研究

通过理论推导和试验测试,研究了隔离开关分/合闸操作过程中电机电流与转轴转矩之间的对应关系。搭建试验平台,模拟隔离开关常见机械缺陷,对比分析不同缺陷情况下隔离开关电机电流与转轴转矩曲线的变化特征。通过提取电机电流信号关键特征量,提出基于电机电流特征量的隔离开关机械缺陷诊断判据和方法,为今后实现隔离开关机械状态在线监测及诊断预警等提供了理论基础,有助于进一步提升隔离开关状态检修水平和运行可靠性。     

GIS设备机械缺陷的振动检测技术研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在运行过程中除了电气缺陷外,还会产生机械缺陷。GIS机械缺陷的产生主要是由于其导电回路存在接触不良所导致,运行过程中GIS的机械缺陷会导致设备产生机械振动,长期的机械振动会导致设备漏气、抗震性能下降甚至导致电气缺陷的产生,影响设备的安全运行。文中针对GIS设备机械缺陷的振动法检测,分析了运行过程中GIS振动信号的来源。在实验室构建了隔离开关接触不良缺陷,研究了其在大电流作用下的振动信号特征,结果表明,GIS振动信号的基频为100 Hz,当存在隔离开关接触不良等机械缺陷时,会导致其外壳振动信号幅值增加,其中200 Hz及300 Hz分量会显著增加。利用GIS外壳振动检测可有效实现GIS设备机械状态的带电检测。