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SF6断路器三相联动分闸时间特性剖析

    摘要 运用统计学原理统计剖析LW6—110 SF6断路器三相联动分闸时间的大量测试数据后给出了该种断路器单相及三相整体分闸时间的置信区间。假定检验三相联动操作时各相分闸时间不同期性的结果标明:三相分闸时间无显著性差别,同期性良好。最后给出了基于概率散布肯定断路器额定分闸时间参数的一种办法。

    0 引言
    发作短路毛病后请求断路器疾速分闸,缩短短路毛病时间、减小短路电流对电气设备的危害 ,增加电力系统的稳定性,保证输电线路的保送容量[1],故分闸时间是权衡高压断路器开断性能的重要参数,特别是三相联动操作各相分闸时间的不同期性(差别性)要小。本文调查和推断126 kV SF6断路器三相联动分闸时间特性的优劣及其牢靠性。

    1 数据采集

    三相联动操作时同时测试LW6—110 SF6断路器各相分闸时间[2],随机抽样100台产品采集数据(摘取局部)


    2 统计剖析
    2.1 各相分闸时间的区间估量

    由表1数据算出三相分闸时间的样本均值和样本规范差S(即样本方差S2的正平方根)分别为
  

    由于nA=nB=nC=100,属于大样本,故不论总体能否属于正态散布,均可用Z统计量停止区间估量。取显著性程度α=1%,查表[3]得Zα/2=2.576,于是由区间估量公式[3]得出A、B 、C相分闸时间置信度为99%的置信区间分别为[25406,26 374],[25 384,26320],[25 528,26488]。

    2.2 三相整体分闸时间的区间估量

    三相联动整体分闸时间为断路器从分闸线圈接到分闸指令通电起至断路器三相弧触头均别离霎时止的时间距离,其样本应选取A、B、C相中分闸时间最大值(见表1中第5列)。计算得出三相整体分闸时间的样本均值和样本规范差


 由于n=100,属于大样本,故不论总体能否属于正态散布,均可用Z统计量停止区间估量,取显著性程度α=1%,查表[3]可得Zα/2=2.576于是由区间估量公式[3]得出三相整体分闸时间置信度为99%的置信区间为[25807,26749],即有99%的把握判定断路器三相整体均匀分闸时间为25.807~26.748ms。

    2.3 三相分闸时间的差别剖析(假定检验)

    根据假定检验原理[3]分别调查三相分闸时间两两之间的差别,设μA,μB,μC分别为A、B、C三相分闸时间均值,给定显著性程度α=1%。

 (1)A、B两相之间

    树立假定H0:μA=μB,由于nA=nB=100,属于大样本,故可选择Z检验统计量。由式(1)算得:


    查表[3]得Zα/2=2.576>0.145,故Z落入承受域中,A、B两相分闸时间无明显差别。

    (2)A、C两相之间

同理假定H0:μA=μC,算得Z=-0.446,由于|Z|=0.446<Zα/2=2.576,落入承受域中 ,故A、C两相分闸时间无明显差别。

    (3)B、C两相之间

    同理假定H0:μB=μC算得Z=-0.599,由于|z|=0.599<Zα/2=2.576,落入承受域中,故B、C两相分闸时间无明显差别。

    由于A、B、C分闸时间无明显差别,阐明断路器三相联动分闸同期性良好。
 
    2.4 分闸不同期性的时间差别区间估量

    分闸不同期性为A、B、C三相中最大与最小分闸时间之差,其值越小同期性越好,越利于快速开断。

    由表1数据算得三相分闸不同期性时间差别样本均值和样本规范差S分别显0.743和0.339。因n=100,属于大样本,故不论总体能否属于正态散布,均可用Z统计量停止区间估量。取显著性程度α=1%,查表可得Za/2=2.576,由区间估量公式得出分闸不同期性的时间差别置信度为99%的置信区间为[0.656,0.830]。即有99%的把握判定断路器三相分闸时间之间的均匀差别为0.656~0.830ms,即分闸操作不同期性差别很小。
2.5 整体分闸时间额定合格参数确实定
分闸时间是断路器技术性能指示的重要参数,如何选取适宜的额定分闸时间参数,使型式实验不合格率控制在较小范围(比方3%),又不影响断路器技术指示整体的先进性,并以此为规范来控制产品装配的质量和牢靠性,需谨慎思索。下面给出应用概率散布来肯定额定分闸时间参数的一种办法。


    由表1数据得出的整体分闸时间次数分配见表2,它服从正态散布,即N~(μ ,σ2)。设断路器的额定分闸时间为t0,请求成批消费的断路器分闸时间t>t0的≤3%,用概率散布函数表示即p(T>t0)=3%,故p(T<t0)=1-P(T>t0)=97%

    由于 T~N(μ ,σ2),


    令Z=(T-μ)/σ(此时Z~N(0,1)),则

    故 P(T<t0)=F(t0)=φ((t-μ)/σ)=0.97用式(2)中X,S的值分别替代上式中μ和σ,于是φ((t0-μ)/σ)=φ((t0-26.278)/1.827-1.88,推出t0=29.713。因而,取t0=30ms 可合格证断路器整体分闸时间>30 ms 的概率<3%,即断路器整体分闸时间一次性经过型式实验的牢靠性>97%。
    3 结论
    统计剖析LW6—110 SF6断路器三相联动分闸时间的大量测试数据和假定检验各相分闸时间不同期性的结果标明,三相联动分闸同期性良好。由概率散布肯定断路器额定分闸时间参数的办法得出牢靠性>97%的断路器额定分闸时间为30 ms。

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