相控重合闸断路器的控制策略及操动机构设计

发布时间：2020-11-12 20:48

　　 电力系统中的断路器广泛采用重合闸技术以提高供电可靠性。但是,如果线路发生永久性故障,断路器会重合闸于永久性故障,重合闸瞬间电流大、能量高,会对线路上的设备产生较大冲击,降低电能质量,影响用户。本文针对这一问题,研究相控重合闸的控制策略和操动机构设计,具有一定的理论意义和工程应用价值。本文设计了一种试探性相控重合闸操作方法,通过控制断路器重合于恰当的相位时间,并控制断路器在短时间内完成合闸、分闸两个动作,实现短时闭合,来判断线路状态。本文依据实际配网参数,搭建配电网模型,随后对无故障、永久性故障状态进行仿真分析,找出能够判别永久故障与瞬时故障的电气信号量,并且通过仿真找到最佳的合闸时刻与分闸时刻。随后对线路含分布式负载、线路发生断线故障以及过渡电阻过大三种情况分别进行仿真分析。最后对所设计的控制策略进行优化,得到最终的新型相控重合闸断路器控制策略。本文设计了一种双单稳态永磁操动机构和一种斥力驱动式永磁操动机构,并提供合闸、分闸、短时闭合三种命令模式。仿真分析了这两种操动机构的静态、动态特性仿真,以及短时闭合动态特性,并比较了两种机构的优缺点。研究结果表明,新型相控断路器控制策略既可以判断故障是否是永久性,也能有效减少重合闸对电力系统的冲击,所设计的两种新机构也满足新型控制策略的短时闭合要求。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM561
【部分图文】：

施恩禧公司智能脉冲重合器

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东南大学硕士学位论文 平。沈阳工业大学的林莘教授课题组，从最简单的传统单稳态操动机构和双稳态操动机构的理论分析，到实际的产品研制，再到高压真空断路器永磁机构的研究，都硕果累累，对国内断路器操动机构的研究贡献极大。林莘教授的课题组对永磁操动机构涉及到的电磁场理论也进行了大量分析和研究，建立了不同类型的数学模型，并且分析了求解方法，最后提出分形有限元分析方法。此后，林莘教授又针对双稳态永磁机构的电磁特性，在磁网络的基础上建立等效磁路，提出一种基于空间磁通管的磁导计算方法。另外林莘教授课题组设计了磁短路环装置，通过仿真分析，验证了此装置可以大大减小双稳态永磁机构的分闸阶段的启动电流，并且可以使得机构在小的启动电流基础上提高分闸速度。这一装置适合用于大电流驱动的操动机构上，如电压高、开距大的断路器操动机构上。林莘教授的课题组随后针对高电压、长行程单稳态的永磁操动机构的合闸问题，进行了建模与联合仿真。后来设计了一种新型单稳态样机，证明了该机构可以正常工作，并且增强了永磁操动机构的合闸能力[33-39]。
【参考文献】

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本文编号：2881222