同步真空開關(guān)的相關(guān)理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文在同步真空開關(guān)的相關(guān)理論及其在故障電流同步分?jǐn)嗪筒⒙?lián)電容器組同步投切應(yīng)用方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)深入的研究,推動(dòng)同步真空開關(guān)在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用.本文首先在比較中壓系統(tǒng)傳統(tǒng)的彈簧機(jī)構(gòu)和電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)基于永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和電子控制的真空開關(guān)的控制特性、控制精度和可靠性進(jìn)行了分析.本文對(duì)真空開關(guān)同步開斷特有的短真空間隙的介質(zhì)恢復(fù)進(jìn)行理論分析,應(yīng)用金屬蒸汽密度模型和不同的間隙邊界條件,得到了燃弧時(shí)間和觸頭開距與金屬蒸汽密度和介質(zhì)恢復(fù)時(shí)間

2、的關(guān)系;分析結(jié)果表明短燃弧時(shí)間可以減少燃弧期間輸入觸頭系統(tǒng)的電弧能量,有利于縮短真空間隙的介質(zhì)恢復(fù)時(shí)間,減少開關(guān)觸頭的電磨損.參考國外研究結(jié)果,通過開斷試驗(yàn)得到商用12kV/25kA真空開關(guān)開斷額定短路電流不發(fā)生重燃對(duì)應(yīng)的臨界燃弧時(shí)間為2.5ms,臨界開距為3.2mm,為真空開關(guān)同步分?jǐn)嗟目刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù).在實(shí)現(xiàn)短路電流同步分?jǐn)鄷r(shí),要求控制系統(tǒng)對(duì)故障電流進(jìn)行準(zhǔn)確檢測、對(duì)故障相作出快速判斷、及時(shí)給出分閘觸發(fā)信號(hào).為了保證故障電流下

3、的測量準(zhǔn)確度,本文設(shè)計(jì)了一種新型的印制電路板(PCB)羅哥夫斯基電流傳感器檢測故障電流,并對(duì)傳感器的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性進(jìn)行了測量和仿真分析,結(jié)果表明PCB羅哥夫斯基電流傳感器滿足故障電流快速、準(zhǔn)確檢測的要求.在故障判斷方面,本文采用了基于暫態(tài)分量快速檢測系統(tǒng)故障的方法,并對(duì)設(shè)計(jì)的故障快速檢測單元的暫態(tài)特性進(jìn)行仿真分析,所設(shè)計(jì)的故障檢測單元能夠在故障發(fā)生后1 ms內(nèi)判斷故障的出現(xiàn),滿足故障電流同步分?jǐn)嗟囊?本文分析了電力系統(tǒng)三相電容器組的連

4、接方式和參考信號(hào)的選擇對(duì)電容器組同步投切策略的影響,并給出了相應(yīng)的并聯(lián)電容器組同步關(guān)合和同步切除策略.本文提出了用FIR數(shù)字濾波器提取參考信號(hào)零點(diǎn)的方法,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明參考信號(hào)零點(diǎn)檢測誤差小于0.1 ms.控制電壓、環(huán)境溫度變化和開關(guān)磨損、老化是造成開關(guān)操作時(shí)間變化的主要因素,本文采用自適應(yīng)補(bǔ)償算法減少開關(guān)操作時(shí)間變化產(chǎn)生的同步控制誤差,并實(shí)現(xiàn)開關(guān)實(shí)際操作時(shí)間的預(yù)測.開關(guān)預(yù)擊穿和操作時(shí)間的變化使得電容器的投入并不出現(xiàn)在電壓零點(diǎn)時(shí)刻,