LW□—40.5户外高压SF6断路器的研制

本文对４０．５ｋＶ级户外高压ＳＦ６断路器的设计、试制、试验全过程进行了较全面的论述。     

电磁式换向转换开关的研制

针对电轮自卸车和工矿电力机车的特殊工况,文章介绍了一种由电磁/永磁复合驱动主轴转动和复合开关触头组件的接触系统组成的电磁式换向转换开关的设计方案。试验表明该设计启动转矩大,响应迅速可靠,满足大型矿用自卸车和工矿电力机车电传动系统中电空类牵引电器无气化改造的设计要求。     

自动转换开关电器用三稳态永磁操动机构设计

在分析PC及CB级自动转换开关电器(ATSE)结构的基础上,提出了一种可以简化转换开关结构,提高转换开关可靠性的三稳态永磁操动机构。以永磁操动机构模型及相关理论为基础进行设计,基于有限元分析软件Ansoft 12对所设计结构进行静态特性及动态特性的仿真分析,并根据得到的动态特性曲线与运动参数,验证了所设计结构的可行性。     

磁力操动机构与真空断路器

文章就真空断路器磁力操动机构原理、性能与电动或弹簧操动机构相比较。就其实际使用，对各大公司产品作了较详尽的介绍，并对在国内推广前景和目前应用提出看法。     

配用电磁操作机构和液压操动机构的高压断路器的特性调整

针对高压断路器速度，时间不符合要求的各种情况，根据现场调整经验，介绍了配用电磁操动机构和液压操动机构的高压断路器的特性调整方法。     

LW17A—126／T户外高压SF6断路器（配CT6—XG弹簧操动机构）的研制与开发

本文对配优化改进的ＣＴ６－ＸＧ弹簧机构的１２６ｋＶ级户外庙坟ＳＦ６断路器的设计原则，结合简介，型式试验等全过程作了较为详细的阐述。     

混合式高压直流断路器中的快速机械开关研究

针对能够应用于±160 kV南澳多端柔性直流工程的混合式高压直流断路器中的关键部件——快速机械开关进行了仿真试验研究。研究了快速机械开关采用两个80 kV的SF6断口串联方案,利用Ansoft Maxwell有限元软件对断口进行了电场仿真,结果表明断口动、静触头开距为15 mm时能够满足耐受80 kV直流电压的要求;研究了采用电磁斥力机构作为断口的快速操动机构的可行性,设计了电磁斥力操动机构样机,试验论证了快速机械开关可以在3 ms左右分闸到位。     

电磁推力机构的一种分析方法

基于平行排列的同轴双圆形线圈模型,导出了计算电磁推力的基本分析公式。计算指出:两个单匝线圈的互感、互感对位移的导数在其半径相等时取得极大值。针对一具体算例,通过改变感应线圈的半径,计算了通电线圈的电流、感应线圈的涡流和电磁推力的变化情况。分析结果表明,在线圈电流衰减到零之前,电磁推力会变为电磁吸力,从而引起开关触头合分时的反弹现象。最后给出一种新的电磁推力机构动态分析的方法,藉此可以方便地实现电磁推力机构的综合优化设计。     

对操动机构选型规定的理解

问《高压断路器运行规程》第1．3．1规定,根据发电厂、变电所的操作能源性质,各种断路器（油、空气、SF。和真空）的操动机构可选用下列形式之一：电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、气动操动机构。凡新建和扩建的变电所不应采用手力操动机构。请问：     

断路器用大功率液压操动机构的设计

介绍了800 kV GIS和双断口罐式断路器用CY15型大功率液压弹簧操动机构的产品结构、工作原理、主要技术参数、贮能碟簧特点,研究了缓冲特性对可靠性的影响,并进行了试验。试验结果表明,计算值能满足工程实用需要,和试验实测值基本吻合,综合技术性能达到了设计时的预想要求。     

高压开关管使用可靠性技术研究

高压开关管是脉冲功率装置中的关键元件 ,在使用过程中主要存在触发失败和触发管自击穿 2种失效模式 ,若不妥善地解决高压开关管存在的上述技术问题 ,将严重影响脉冲功率装置的正常工作。笔者主要讨论解决上述问题的技术途径与措施 ,以提高高压开关管的使用可靠性     

快速后备保护研究

电力系统继电保护中后备保护按阶梯形配置整定，必然带来主干电网和发电厂后备保护动作时间太长、影响电网安全的问题。提出建立一种新的快速后备保护系统的思想，描述了变电站快速后备保护系统的结构和运行原理，建立了动作逻辑方程式。采用文中所述方法，变电站后备保护动作时间将小于1s，从而可大大缩短整个电网的后备保护动作时间。     

高压直流断路器用快速机械开关电磁缓冲研究

基于电磁斥力机构的快速机械开关是混合式高压直流断路器的核心设备之一,其几毫秒内分闸到位的速动性对直流断路器至关重要,然而其速动性对开关的缓冲提出了更高要求。文中提出了一种适用于电磁斥力机构分闸过程的电磁缓冲方法,介绍了电磁斥力机构和电磁缓冲的基本工作原理,并建立电磁斥力机构电磁缓冲装置的有限元模型,结合其原理仿真分析了缓冲储能电容容量、初始电压和缓冲触发时间对电磁缓冲性能的影响规律。最后对舟山示范工程200 kV直流断路器用快速机械开关进行了电磁缓冲试验,验证了仿真分析的正确性。文中对电磁缓冲的设计和控制提供了一定的指导。     

混合型限流器高压转换开关电动斥力简化计算

混合型限流器的关键部件电动斥力机构目前主要采用有限元软件仿真分析,为了能使用简单可行的解析手段分析电动斥力机构,提出了按其能量平衡方程推导出的斥力表达式,即斥力等于驱动电流的平方与等值电感对动盘位移微分的乘积,且后者在动盘运动初瞬为常数。利用加速度传感器间接测量电动斥力,结果表明等值电感与动盘位移间有线性关系。实测加速度滞后驱动电流约100μs,原因是斥力从动盘传至加速度传感器过程的机械传输时间。试验结果与理论分析一致,证明电动斥力在动盘运动初瞬全部用于产生加速度,而后随动盘速度和位移增大加速度逐渐减小。     

基于电磁斥力机构的快速接地开关的仿真与设计

快速接地开关通过装置的快速动作形成的金属性短路熄灭故障电弧,从而保障设备以及人身安全。通过理论分析以及有限元仿真软件（ansoft）研究了快速接地开关最重要的两部分：电磁斥力机构以及永磁保持机构。通过改变电磁斥力机构的结构和电气参数获得了这些参数之间的关系并且设计了新型快速接地开关。仿真结果表明,样机的反应以及合闸时间都与设计相符,达到了快速接地开关的设计要求。     

HT-7U托卡马克高功率双向直流快速晶闸管开关的研制

针对HT-7U超导托卡马克极向场电源系统要求设计了一种新型高功率双向直流快速晶闸管开关，通过原理分析得到了可靠关断条件，给出了新型晶闸管开关的设计方案，并对方案进行了试验和仿真，结果均验证了原理分析和方案设计的正确性，且消除了强迫关断时过高的反向电压。     

适用于直流断路器的大电流快速开关分闸特性

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。     

Opening characteristics of high current fast switch for DC circuit breaker北大核心

The stability of opening process of fast mechanical switch is the key factor affecting the breaking performance of DC circuit breaker. Based on the finite element method, the multi-field coupling calculation of electromagnetic, thermal and momentum is carried out for the opening process of high current fast switch with permanent magnet operating mechanism and electromagnetic repulsion mechanism. The influence of the driving coil input for the permanent magnet operating mechanism and different driving coil currents on the opening process of double-action mechanism are analyzed. The calculation results show that the permanent magnet suction force can be cancelled in advance when the driving coil of the permanent magnet operating mechanism is put in, thereby avoiding the opening spring back phenomenon caused by the electromagnetic repulsion force due to the short working time. Because the electromagnetic repulsion force is very large at the initial stage of opening,the driving coil input of the permanent maanet operating mechanism has little influence on the initial speed of opening. After the electromagnetic repulsion disappears, the greater the driving coil current of the permanent magnet operating mechanism is, the greater the speed to reach the rated opening distance after the electromagnetic repulsion force disappearing. In order to avoid opening rebound phenomenon, the current value of the driving coil should be selected reasonably. The comparison between the simulation results and the opening process characteristic curves of the actual prototype shows that two curves are in good agreement, which verifies the correctness of the simulation method. © 2023, Editorial Department of Electric Power Engineering Technology. All rights reserved.     

混合式直流断路器快速机械开关特性研究及应用

国家大型风电、光伏等“绿色、低碳”新型清洁能源的并网消纳,迫切需要柔性直流输电新技术及新设备的开发研究。依托张北柔性直流电网试验示范工程,系统研究了混合式直流断路器的核心设备——快速机械开关。基于混合式直流断路器的工作原理及快速机械开关的性能要求,提出了多断口真空开关串联均压的高电压大电流快速机械开关实现方案;通过对快速机械开关分闸动态特性的有限元仿真计算,表明快速机械开关能够在2 ms内运动到耐受暂态开断电压绝缘距离;并通过电气性能试验对仿真计算结果进行了验证。研制成功的高电压大电流快速机械开关已投入张北柔性直流电网试验示范工程实际应用。