快速分相式真空斷路器產品研制.pdf

1、隨著我國智能電網的高速發(fā)展，對電力系統(tǒng)中電器設備的智能化的要求逐漸提高。斷路器作為電力系統(tǒng)最主要的保護設備，其智能化、高速化和可靠性等因素都直接影響著智能電網的正常運行。傳統(tǒng)的的斷路器已經不能滿足電力系統(tǒng)智能開斷的需求，一種基于渦流原理的快速斥力斷路器應運而生。這種斷路器有著較快的分/合閘速度。其不但可以迅速的切斷故障線路從而大大提高了電力系統(tǒng)的可靠性，還可以實現選相操作來降低系統(tǒng)的操作過電壓和涌流。
　　本文利用永磁機構可靠性高

2、、可控性強和電磁斥力機構動作速度快、觸動時間小等特點，設計了一種基于單穩(wěn)態(tài)永磁機構和雙線圈盤斥力機構的10/35kV分相式快速斷路器。本文通過理論分析給出了快速機構的數學模型，在此基礎上，利用Ansys Maxwell電磁場仿真軟件建立了快速機構的有限元模型并進行了靜態(tài)和動態(tài)的仿真分析。為了既能保證機構符合工業(yè)產品的設計標準和機械強度又能提高電磁力的出力效率，本文利用Ansys仿真對整體機構作出了一系列的優(yōu)化。對斥力機構仿真發(fā)現:采用純

3、鐵的斥力外罩和純鐵-環(huán)氧樹脂混合材料的斥力線圈框架不僅可以增加其機械強度，還能起到磁場耦合的作用大大增加了電磁斥力的出力效率。對永磁機構的仿真發(fā)現:通過對銜鐵形狀和結構的重新優(yōu)化設計，可以在保證機構體積不變的情況下顯著的提高合閘位保持力并且大大減小了在合閘過程中銜鐵對機構的沖擊。還總結出了影響合閘運動的主要因素就是合閘線圈的電氣參數，通過增加線圈的線徑和減小線圈匝數可以有效的減小合閘時間。
　　本文針對快速斷路器合閘彈跳時間長的問

4、題做了深入的研究。首先對合閘彈跳進行了理論分析，總結出了影響合閘彈跳的主要因素。之后利用Adams運動學仿真軟件建立了合閘彈跳運動的碰撞模型，對其進行了仿真分析和驗證。在理論分析和仿真的基礎上設計了雙端彈簧緩沖系統(tǒng)和油壓合閘緩沖裝置用于抑制快速斷路器的合閘彈跳。
　　最后本文以仿真為基礎，制造出了10kV分相斷路器的工業(yè)試驗樣機，驗證了仿真的正確性。實驗對比了雙端彈簧緩沖裝置和油壓合閘緩沖裝置，本文最后選用油壓合閘緩沖裝置成功的抑