文档介绍：英文翻译:高压断路器的延时性摘要断路器的操作影响着一个电力系统的可靠性。断路器状态的一个良好指标是它的开关时间。基于此,一些断路器的违规操作可在发生故障前被探测出来并移除。在本文中,针对弹簧传动和液压传动两种不同的断路器,提出在不同的故障情况下的时间测量评估。此外,断路器开关的时间与故障类型位置之间的关系也将推论出来。因此,故障趋势的影响也将予以考虑。关键词:断路器;保养;时机;条件评估;可靠性1引言如今,一个电力系统的可靠性非常重要,断路器作为电力系统中最重要的组成部分之一,其可靠性至关重要。因此,使用特殊的线路和离线测量系统来评估断路器的状态。它们的任务是报告断路器操作过程中的各种变化。然而,断路器是运行在各种不同的状态下的设备,像额定/短路电流或高/低环境温度。它的操作时间并不能等同于所有情况。因此,故障状态必须与正常运行状态区别开。然而,似乎并不是一项微不足道的任务。本文所考虑的检测技术是开关切换时间的测量,即所谓的延时性质。为检测出故障,在不正常情况下测量的时间要与参考时间相比较。虽然这种检测方法非常老,用这种方法却很少能检测出故障,造成这种情况主要是因为故障率非常小,相当于每100个断路器每年发生6次故障。由于如此小的故障率,关于这方面的知识获得也就大大减慢了。为了加快学****的进程,就要做一些像本文中一样的理论思考工作。在这里,不正常操作过程中的时间测量并非在真正的断路器上进行,而是利用数字模型来模拟。为达到这个目的,必须制造两种不同的110kV断路器的数字模型,一个是弹簧驱动,另一个是液压驱动。为考虑发生在现实中的情况,将模拟故障从TU-Darmstadt电力系统研究所的故障数据库中选出。6SF2传感器与延时性的定义时间测量可以通过各种方式来实现,最简单的方法就是测量每个断路器都拥有的辅助接触信号之间的测量时间的差异。然而,这种接触并不直接针对这种测量,它们的任务是确定断路器实际位置或存储能量的多少。因此,测量的结果可以换算成故障。另一种可能性是用传感器的位置(线性的或角度的)来确定时间特性(图1)。tO——断开时间——从信号发出到断路器连接处分离的时间tOFF——断路器断开的动作时间——所选定曲线上99%到1%两点之间的时间间隔tC——关闭时间——从发出关闭信号到断路器连接处机械连接所用的时间tON——闭合时间——与tOFF相似,只是曲线的方向改变。然后读出开关切换时间,因为断路器元件在开关切换时发生弯曲,故指定的传感器的位置也有一定含义。正常情况下,传感器(电感/电容式传感器)被安装在断路器的低压侧。然而,准确的链接位置的测量只有在传感器安装在它们的邻近区域内才能够进行。这就要求运行昂贵的光学位置传感器。各种传感器已经被更加准确的描述过,因此,数字模型允许任何可移动元件产生特性曲线和准确的时间。为避免计量不足,得到明确的启动和停止测量点,必须确定两个辅助值:曲线的99%和1%。由于最终连接处的震荡,它们不应等同于端位置而应尽可能地靠近它们,设置测量点太宽会导致重要信息丢失,如阻尼效率。3断路器的数字模型和参考时间故障的影响将分别在弹簧驱动和液压驱动的110KV高压断路器数字模型中予以考虑。这两种数字模型都在MATLAB/SIMULINK程序中建立。机械环境可利用SimMechanics工具箱模拟出来。断路器其它部分像电动机、控制线圈、释放线圈和油也都可利用标准的工具箱建立。重要要提及的是本文的意图不是比较断路器运行方式,而是分析故障的影响。此外,这里提及的延时性不包括开关电弧的影响。已经假定断路器只在额定电流下开断,延时只在定期离线维修时发生。模拟的确切描述与本文所考虑的问题并不相关,所以被忽略。这个论题的附加数据可在【5】和【6】中找到。。闭合开关所需的能量储存在位于驱动中的一个弹簧器之中。这个弹簧被电动机拉紧。在一次闭合开关的过程中,螺旋弹簧驱动一个可以带动拉杆系统的离心杠杆,使发生接触运动,拉紧存储着断开开关所需能量的弹簧。在高传动力的影响下,拉杆在操作过程中发生弯曲,这个拉杆的性质用弹簧来模拟。重点要注意的是开关所需的能量从两个不同的部位传送(断开开关的弹簧---极3,闭合开关的弹簧—驱动)。延时性这一事实的相关性将在下章予以解释。图3显示了断路器开关连接的时间和位于开—关顺序驱动中的离心杠杆的角度之间的特性。可以注意到,在最后位置曲线震荡超过了离心杠杆的角度。另外,在闭合开关的过程中,曲线上的值要比平衡位置的值高(在图3上是135ms)。这是由于杠杆的弹力和离心杠杆的过度离心造成的。根据表1,弹簧驱动断路器的开关时间已经从仿真曲线上读出。高电流的曲线在每一极发生接触。离心杠杆的角度也已单独获得。