基于电磁斥力机构的直流真空断路器模块

基于换流技术的机械式高压直流断路器是目前110 kV以上直流线路控制和保护断路器的解决方案之一,其研发对发展直流电力系统的意义重大。目前此类直流短路开断的技术瓶颈在于基础模块设计与各模块运动特性的调控。该文提出一种基于换流技术的60 kV机械式直流真空断路器模块,该断路器模块由主开关、换流开关及换流回路三部分组成。主开关和换流开关均采用双断口串联形式,分别由4套联动的电磁斥力机构独立控制。根据两种机构的不同参数,运用ANSOFT仿真软件对机构斥力驱动力进行仿真,并选取不同的驱动电路实测了各开关的运动特性,给出了各机构的储能电容参数,该直流真空断路器模块能够满足在4 ms内达到对60 kV/16 kA故障电流成功开断的条件,可作为110 kV以上高压直流断路器的基础模块。     

新型机电混合断路器及其电流转移过程分析

为降低传统机械式断路器动作过程产生的触头烧蚀、暂态恢复电压与介质恢复过程的竞争、关合涌流等暂态过程的影响,该文提出一种用于配电系统的新型机电混合断路器拓扑结构：双断口真空灭弧室负责通载额定电流,动作时电流转移到与其并联的背靠背大功率整流二极管,由二极管完成开关的零区过程。该拓扑结构可以消除上述合分操作可能产生的暂态过程,且能保持机电开关各自的优势。首先分析新型机电混合断路器的动作过程和原理并进行仿真;然后搭建实验样机,进行机电部分的电流转移特性实验。仿真及实验的结果表明：电流转移的时间受二极管的特性参数影响,存在饱和效应;在本实验条件下的转移电流峰值达到二极管额定电流3倍时电流转移率开始减小,达到5倍时电流转移趋向于饱和;该文给出的拓扑结构在典型参数下能够实现10kA短路电流的微弧甚至无弧分断,断路器的机电混合模式对电力开关的发展具有重要意义。     

基于多场耦合的电磁斥力机构运动参数研究

为深入研究电磁斥力机构的多物理场耦合及其在产品设计中的影响,采用理论建模和仿真实验的方式,以温度场为媒介对典型电磁斥力机构运动参数进行多物理场耦合建模,统筹分析电场、磁场、温度场、应力场等多物理场的耦合效应.首先,通过实验验证仿真模型的准确性;其次,对比分析顺序耦合与直接耦合之间的差异,归纳出单次动作时多场耦合对电磁斥...     

微电网直流真空断路器的研究

智能开关为电力系统高效安全利用提供了调控和故障保护功能。直流微电网相对交流线路能够提高分布式电源的有效接入,直流故障无自然过零点和电弧熄灭困难成为技术发展瓶颈之一。在输配电系统的关键节点采用直流真空断路器提供电力故障保护,设计自充电直流真空断路器结构,PSCAD电磁暂态仿真直流断路器中频换流开断过程的有效性,合成试验回路验证直流真空断路器开断能力,分析简易开断失败原因和自充电结构优势,直流真空断路器适合微电网线路及其关键节点的故障保护。