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适用于直流断路器的大电流快速开关分闸特性

电力工程技术 2023年第3期42卷 11-18,35页

作者：兰剑冯英王承玉中国电力科学研究院有限公司北京100192

快速开关分闸稳定性是影响直流断路器开断性能的关键要素。文中对大电流快速开关的双弹簧永磁操动和电磁斥力双动机构的分闸过程,用有限元方法进行电磁、热和位移等多物理场耦合计算,分析了永磁操动机构驱动线圈是否有必要投入以及不同... 详细信息

快速开关分闸稳定性是影响直流断路器开断性能的关键要素。文中对大电流快速开关的双弹簧永磁操动和电磁斥力双动机构的分闸过程,用有限元方法进行电磁、热和位移等多物理场耦合计算,分析了永磁操动机构驱动线圈是否有必要投入以及不同驱动线圈电流对双动机构分闸特性的影响。结果表明:在永磁操动机构驱动线圈投入的情况下,可提前将永磁吸力抵消,进而避免电磁斥力因做功时间较短而引起分闸回弹现象;由于分闸初期电磁斥力非常大,永磁操动机构驱动线圈的投入对分闸初期的速度影响较小;在电磁斥力消失后,永磁操动机构驱动线圈电流在一定范围内越大,到达额定开距的速度越大,为避免其造成分闸反弹,应合理选择驱动线圈电流值。将仿真结果与实际样机分闸特性曲线进行对比,二者具有较好的一致性,验证了仿真方法的正确性。

关键词：大电流快速开关直流断路器永磁操动机构电磁斥力机构多场耦合有限元计算

国内10kV在运美式箱变现状调研、技术分析及发展对策

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高压电器 2023年第1期59卷 161-168页

作者：李德阁冯英王承玉兰剑李向阳中国电力科学研究院有限公司北京100192

为进一步分析2017年湖南省美变事故原因,推进设备选型及标准化设计,文中首次在国网系统内调研10 kV美式箱变设备装用情况、运行故障及缺陷数据,掌握了在运美式装用数量、装用容量、应用方案分布情况,故障及缺陷设备的变压器容量、投运... 详细信息

为进一步分析2017年湖南省美变事故原因,推进设备选型及标准化设计,文中首次在国网系统内调研10 kV美式箱变设备装用情况、运行故障及缺陷数据,掌握了在运美式装用数量、装用容量、应用方案分布情况,故障及缺陷设备的变压器容量、投运年限、发生部件及部位规律。研究了美变引入中国后从结构设计、运行参数、关键元件选型、处理工艺等方面的改变及应用,对比分析了美变的技术特点,进一步提出了10 kV国产化美变相对于欧变的技术短板。最终得出了10 kV美变发生故障及缺陷的主要原因,给出了不同隐患排查缺陷的处理方案,并对在运设备的运维策略、后续工程的设备选型及设计给出了建议。

关键词：在运美式箱变装用情况运行故障及缺陷运维策略设备选型

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环网柜中隔离接地三工位开关布置方式

高压电器 2018年第8期54卷 242-245页

作者：王承玉中国电力科学研究院北京100192

针对当前环保型环网柜(包括环保气体绝缘环网柜、固体绝缘环网柜)中主开关(真空断路器、真空负荷开关)与隔离接地三工位开关这2种布置方式的差异和争论,依据相关电力安全工作规程和产品标准论证了2种布置方式的差异和优缺点,得出了2种... 详细信息

针对当前环保型环网柜(包括环保气体绝缘环网柜、固体绝缘环网柜)中主开关(真空断路器、真空负荷开关)与隔离接地三工位开关这2种布置方式的差异和争论,依据相关电力安全工作规程和产品标准论证了2种布置方式的差异和优缺点,得出了2种方式都满足现行规程和标准的要求,给出了明确的结论。

关键词：环网柜隔离接地三工位开关布置方式

1100kV/63kA气体绝缘金属封闭开关设备的研制

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电网技术 2011年第12期35卷 20-25页

作者：郭媛媛崔博源王承玉孙岗中国电力科学研究院北京市海淀区100192 国家电网公司北京市西城区100031

1100kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)是特高压电网中最重要的控制和保护设备,对确保特高压电网的安全稳定运行和可靠供电起着重要作用。特高压交流试验示范工程用1100kV/50 kAGIS设备已不能... 详细信息

1100kV气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)是特高压电网中最重要的控制和保护设备,对确保特高压电网的安全稳定运行和可靠供电起着重要作用。特高压交流试验示范工程用1100kV/50 kAGIS设备已不能达到开断系统短路电流63kA的要求,为满足未来特高压电网建设需求必须研制出1100kV/63 kAGIS设备。分析并研究了国内外已有的特高压输电技术,从电网需求、仿真分析、结构设计、型式试验等多方面,系统论述了1 100 kV/63 kA GIS设备的研制全过程。从理论上计算并分析了GIS核心部件断路器,详细阐述了四断口和两断口断路器设计结构,并进行了仿真模拟验证。经过方案比选提出了1100kV/63kA断路器型式试验解决方案。最终,四断口和两断口设计的断路器均依照国家标准完成了型式试验。结果表明,1100kV/63 kA GIS设备的研制是完全可以实现的。

关键词：特高压输电全封闭式组合电器断路器四断口两断口

应用SF_6气体分解产物的高压开关设备故障诊断

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电网技术 2011年第12期35卷 118-123页

作者：颜湘莲王承玉杨韧季严松苏镇西姚强中国电力科学研究院北京市海淀区100192 陕西电力科学研究院陕西省西安市710054 安徽省电力科学研究院安徽省合肥市230022 重庆市电力科学试验研究院重庆市渝北区401123

全封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)、SF6断路器等高压开关设备广泛应用于110 kV及以上电压等级的电网中,设备故障诊断及状态判断是亟待解决的关键问题。分析SF6开关设备发生放电、过热等故障产生的气体分解产物,提出不同... 详细信息

全封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)、SF6断路器等高压开关设备广泛应用于110 kV及以上电压等级的电网中,设备故障诊断及状态判断是亟待解决的关键问题。分析SF6开关设备发生放电、过热等故障产生的气体分解产物,提出不同故障类型的分解产物特征气体,比较设备故障诊断现有判据,提出开关设备故障现场预判的参考指标及综合诊断依据。给出基于SF6气体分解产物的开关设备故障诊断应用案例,分析悬浮电位放电、零件连接异常和导体异常发热故障等设备潜伏性缺陷诊断和GIS设备故障间隔定位,结果表明SF6气体分解产物的开关设备故障诊断技术具有可行性和广阔的应用前景。

关键词：高压开关故障诊断 SF6气体分解产物设备缺陷潜伏性故障故障定位

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开关设备中SF_6气体分解产物检测的应用

电网技术 2010年第9期34卷 160-165页

作者：颜湘莲王承玉季严松郭媛媛中国电力科学研究院北京市海淀区100192

运行经验表明,通过检测开关设备中SF6气体分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估,具有抗干扰能力强、灵敏度高等优势,被广泛用于设备现场检测分析。通过分析开关设备的SF6气体检测理论,在SF6气体分解产物检测技术的指导下,对运... 详细信息

运行经验表明,通过检测开关设备中SF6气体分解产物对设备内部绝缘进行故障诊断和状态评估,具有抗干扰能力强、灵敏度高等优势,被广泛用于设备现场检测分析。通过分析开关设备的SF6气体检测理论,在SF6气体分解产物检测技术的指导下,对运行中设备、故障设备和型式试验后设备的SF6气体分解产物进行检测和结果分析,确定了设备在不同状态下的SF6气体组分及其含量。基于大量设备的SF6气体分解产物现场检测结果,指出了SF6气体绝缘设备故障的特征气体及其在设备故障诊断中的应用前景。

关键词：开关设备 SF6气体检测分解产物故障诊断特征气体

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长间隙小电流空气电弧动态特性(英文)

电工技术学报 2009年第11期24卷 165-171页

作者：颜湘莲陈维江王承玉中国电力科学研究院北京100192 国家电网公司北京100031

单相接地故障引起的配电网短路电弧和输电网潜供电弧在大气中自由燃炽,电弧的非线性使电弧试验和建模都存在较大的难度。本文对这种长间隙小电流空气电弧的物理特性进行了测试和分析,测量了容性和感性回路产生小电流电弧的电压和电流波... 详细信息

单相接地故障引起的配电网短路电弧和输电网潜供电弧在大气中自由燃炽,电弧的非线性使电弧试验和建模都存在较大的难度。本文对这种长间隙小电流空气电弧的物理特性进行了测试和分析,测量了容性和感性回路产生小电流电弧的电压和电流波形,并拍摄了电弧发展的动态图像,以此分析了电弧特性的时变特征。结合电弧理论和物理学说,详细阐明了电弧电压和电流波形的产生机理及发展轨迹,并给出了电弧的弧道电阻和动态伏安曲线,揭示了电弧各物理参量之间的关系和变化趋势。最后提出了电弧自熄判据,并以此计算了燃弧时间,与实测时间基本吻合。结果表明,长间隙小电流空气电弧特性研究的方法合理、结论可信,对分析电弧自熄特性和建立科学的电弧模型具有参考价值。

关键词：长间隙小电流空气电弧电弧长度弧道电阻动态伏安特性电弧自熄判据

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计及风影响的潜供电弧自熄特性计算研究

中国电机工程学报 2009年第10期29卷 1-6页

作者：颜湘莲陈维江王承玉李志兵中国电力科学研究院北京市海淀区100192 国家电网公司北京市西城区100031

风是影响潜供电弧自熄特性的重要因素,从电弧运动的角度出发,研究了计及风影响的潜供电弧自熄特性。利用链式电弧模型,分析电弧受到的电动力、空气阻力和风载荷,获得电弧运动速度控制方程,建立考虑风载荷的潜供电弧运动模型。利用电弧... 详细信息

风是影响潜供电弧自熄特性的重要因素,从电弧运动的角度出发,研究了计及风影响的潜供电弧自熄特性。利用链式电弧模型,分析电弧受到的电动力、空气阻力和风载荷,获得电弧运动速度控制方程,建立考虑风载荷的潜供电弧运动模型。利用电弧自熄的长度判据,提出了计算电弧自熄特性的仿真流程。通过比较电弧受到的风载荷与电动力,分析了在不同电流下风对电弧运动所起的作用,进一步探讨了风向和风速对燃弧时间及分散性的影响。最后对潜供电弧自熄时间进行了仿真计算,并与试验结果进行了比较分析,结果表明文中建立的电弧运动模型能有效计及风对潜供电弧的运动和自熄特性的影响,燃弧时间计算值与实测时间基本相符,具有实用价值。

关键词：潜供电弧电弧运动模型风载荷电弧长度判据燃弧时间

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输电线路潜供电弧自熄特性仿真

高电压技术 2012年第10期38卷 2735-2741页

作者：颜湘莲陈维江李志兵王承玉贺子鸣中国电力科学研究院北京100192 国家电网公司北京100031

潜供电弧自熄特性影响输电线路的单相重合闸时间,对提高系统的输送容量和可靠性至关重要。基于经典的Mayr电弧模型,采用非线性时变电阻描述弧道特性,建立了弧阻方程,分析潜供电弧的运动特性,获得电弧实时长度以迭代计算弧道电阻,根据能... 详细信息

潜供电弧自熄特性影响输电线路的单相重合闸时间,对提高系统的输送容量和可靠性至关重要。基于经典的Mayr电弧模型,采用非线性时变电阻描述弧道特性,建立了弧阻方程,分析潜供电弧的运动特性,获得电弧实时长度以迭代计算弧道电阻,根据能量守恒原则提出了判断电弧是否自熄的弧阻判据。给出了输电线路潜供电弧的计算电路,进而阐明了计算电弧自熄特性的仿真流程。利用长间隙小电流电弧试验数据,对潜供电弧仿真模型的待求变量进行参数估计,编制了实用仿真程序,计算了电流、电压、弧阻和燃弧时间等电弧特性,与试验结果进行了对比分析。结果表明,潜供电弧电位梯度为1 500～2 000V/m,计算结果与电弧试验波形接近,燃弧时间的计算误差在工程允许误差范围内,提出的潜供电弧仿真模型及计算方法合理可行。

关键词：潜供电弧弧道电阻熄弧判据参数估计燃弧时间长间隙小电流电弧