新型大電流開關的設計理論與應用研究.pdf

1、隨著電能消費的不斷增加和能量利用形態(tài)的高功能化，大電流技術成為在電能的生產(chǎn)、傳輸、變換、控制等方面正在迅速崛起的領域。本文以兩個大電流電力開關的工程項目為背景，研究了新型并聯(lián)雙斷口型真空發(fā)電機斷路器和特大電流電解鋁有載專用投切開關的設計理論與應用。
　　 本文設計了一種基于電流轉移原理并結合相控技術的并聯(lián)雙斷口型真空發(fā)電機斷路器(Vacuum Generator Circuit Breaker，VGCB)。區(qū)別于傳統(tǒng)的設計方式，

2、本文通過采用雙滅弧室異步動作的開斷方式，可選擇不同參數(shù)的真空滅弧室進行并聯(lián)。主滅弧室( Main Vacuum Interrupter，MVI)主要承擔額定電流，而輔助滅弧室(Auxilary VacuumInterrupter，AVI)主要承擔開斷故障電流的任務。通過適當?shù)幕芈方Y構布置可以實現(xiàn)兩滅弧室支路的電流分配值符合VGCB的設計要求。根據(jù)開斷電流性質的不同，設定了VGCB在開斷負荷電流和故障電流時相應的動作流程以減輕觸頭燒蝕。通

3、過實驗得到的額定短時耐受電流情況下電流分配，并以此為依據(jù)計算出VGCB各部分的受力情況。通過力效應和熱效應的綜合分析，VGCB可以實現(xiàn)在關合狀態(tài)下長期穩(wěn)定工作。
　　 通過對系統(tǒng)源、發(fā)電機源以及失步故障電流的電流變化方程分析，并結合電流轉移過程的數(shù)學模型，得到三種故障源的動態(tài)電流轉移過程變化公式，并根據(jù)仿真結果得到電流轉移過程的變化趨勢及影響因素，進而確定MVI和AVI分閘時刻配合方式。通過電流仿真分析，新型VGCB可以實現(xiàn)在額

4、定短路開斷電流的條件下的電流轉移并且電流轉移過程與故障電流源的類型、初始電流相角、系統(tǒng)設備參數(shù)、主滅弧室觸頭分離時刻等多種因素有關，突破了一些學者僅對單一電流、固定分閘時刻的電流轉移分析的局限。
　　 結合應用研究，本文制作出并聯(lián)雙斷口型真空發(fā)電機斷路器樣機。通過測試永磁機構分閘線圈激磁時間，提出進一步縮短激磁時間的要求。通過電流分配實驗，證明所設計的開關回路結構能夠實現(xiàn)電流的合理分配。通過電流轉移試驗和仿真分析進行對比，確定出