基于电流转移方式的真空断路器并联开断控制方法研究

发布时间：2017-09-08 16:15

  本文关键词：基于电流转移方式的真空断路器并联开断控制方法研究

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【摘要】：随着电网容量的增大,电网运行过程中,正常负荷下通过的电流随之增大,同时短路故障发生的频率和短路故障电流数值也随之提升,因此大容量真空开关的研究受到国内外学者的高度关注。由于真空断路器的触头材料和触头结构方面的瓶颈问题很难突破,单断口真空断路器的额定通流能力和故障电流开断能力难以满足日益增加的大额定电流下的短路故障电流的开断要求,因此,学者们提出真空断路器并联共同承担短路电流的新思路。本文深入探讨了电流转移过程和相控技术的基本原理,并研究了基于电流转移方式的并联真空断路器的相控开断方案。首先,利用Ansoft Maxwell和ANSYS仿真软件建立单相上并联真空灭弧室的对称和非对称结构,分别进行电流密度、电动力和温度仿真。根据仿真结果,选取稳定性较好的结构作为实际实验平台搭建的参考。其次,搭建单相并联真空断路器实验结构,在大连理工大学高压实验室完成电流转移实验。然后,利用MATLAB软件对电流转移过程进行仿真,总结阻抗参数、固有时间参数以及开断时刻等对电流转移过程的影响,对比分析实验和仿真结果,修正电流转移模型,为相控方案的研究提供依据。最后,探讨并联真空断路器结构的相控开断方案并验证其可行性。本文探讨电流转移的基本过程和以此为基础的并联结构的相控开断方案,旨在提出相应的控制理论以解决单断口真空断路器额定通流和开断能力不足的问题,完成断路器及时准确切除电网中短路故障的任务。本课题以国家自然科学基金项目(No.51277019):真空中电流转移开断策略及其调控机理研究为依托,完成电流转移实验、电流转移模型的建立和修正,并结合相控技术制定并联真空断路器的相控开断方案。
【关键词】：真空开关 真空灭弧室 并联结构 电流转移 相控技术
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM561.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 真空开关的发展及现状9-11
• 1.2 大容量真空开关的应用及发展趋势11-12
• 1.3 并联相控断路器的关键技术12-13
• 1.4 课题来源及本文研究主要内容13-14
• 第二章 并联多断.真空断路器结构分析14-24
• 2.1 并联多断.真空开关基本结构14-18
• 2.1.1 双灭弧室并联结构15-16
• 2.1.2 三灭弧室并联结构16-18
• 2.2 动热稳定性分析18-23
• 2.2.1 双断.结构仿真计算及结果分析18-20
• 2.2.2 三断.结构仿真计算及结果分析20-23
• 2.3 结构布局对电流转移过程的影响23
• 本章小结23-24
• 第三章 实验测试与分析24-39
• 3.1 实验平台搭建24-28
• 3.1.1 实验系统合成回路24-25
• 3.1.2 实验结构25-28
• 3.2 电流测试实验28-30
• 3.2.1 罗氏线圈工作原理28-29
• 3.2.2 积分测量电路29-30
• 3.2.3 罗氏线圈校正30
• 3.3 分合闸时间测试实验30-33
• 3.3.1 分合闸实验原理30-32
• 3.3.2 分合闸时间测试结果32-33
• 3.4 电流转移实验33-38
• 3.4.1 电流转移实验原理33-34
• 3.4.2 电流转移实验结果34-38
• 本章小结38-39
• 第四章 电流转移过程及影响因素分析39-57
• 4.1 异步开断的电流转移变化模型39-43
• 4.1.1 并联双断.电路模型分析39-40
• 4.1.2 并联三断.电路模型分析40-43
• 4.2 无穷大系统故障源的电流转移数学模型43-45
• 4.2.1 并联双断.结构电流转移方程43
• 4.2.2 并联三断.结构电流转移方程43-45
• 4.3 电流转移时间仿真45-53
• 4.3.1 调试界面45-47
• 4.3.2 不同结构对电流转移时间的影响47-48
• 4.3.3 并联双断.结构电流转移仿真结果48-50
• 4.3.4 并联三断.结构电流转移仿真结果50-51
• 4.3.5 电流转移时间影响因素分析51-53
• 4.4 电流转移模型优化53-56
• 4.4.1 真空电弧电阻数学建模53-55
• 4.4.2 电流转移模型修正55-56
• 本章小结56-57
• 第五章 相控方案设计57-67
• 5.1 相控开断的工作原理和基本要求57-59
• 5.1.1 相控技术的基本原理57-58
• 5.1.2 相控分闸的基本要求58-59
• 5.2 并联双断.结构相控方案设计59-63
• 5.2.1 相控开断方案59-62
• 5.2.2 控制流程图62-63
• 5.3 并联三断.结构相控方案设计63-64
• 5.4 并联双断.结构相控方案试验验证64-66
• 本章小节66-67
• 结论67-68
• 参考文献68-70
• 附录A BD-12/1250-20断路器用玻璃真空灭弧室参数70-71
• 附录B 实验系统71-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文72-73
• 致谢73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 袁召;尹小根;潘垣;何俊佳;;采用高耦合度分裂电抗器的并联型断路器均流过程研究[J];高电压技术;2012年08期

2 郑祥;邹积岩;程卓;;并联型真空发电机断路器的电流转移过程[J];高电压技术;2009年11期

3 潘垣;何俊佳;袁召;;一种能自动均流/限流的并联型断路器[J];高科技与产业化;2009年05期

4 陈辉;陈卫;李伟;;基于Rogowski线圈的数字积分器仿真及研究[J];电力系统保护与控制;2009年02期

5 李建基;;电力开关设备的发展与进步[J];农村电气化;2007年08期

6 段雄英;廖敏夫;丁富华;邹积岩;;相控开关在电网中的应用及关键技术分析[J];高压电器;2007年02期

7 王季梅;;国内外真空断路器高电压等级开发动态[J];华通技术;2005年04期

8 丁富华;邹积岩;段雄英;;相控开关的最佳投切相位研究[J];高压电器;2005年06期

9 段雄英,邹积岩,方春恩,丛吉远;相控真空开关同步关合电容器组控制策略及其实现[J];大连理工大学学报;2003年04期

10 廖敏夫,邹积岩,段雄英;双断口真空断路器开断能力的探讨[J];高压电器;2002年03期

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本文编号：815008