超高壓斷路器液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)裝置，在電網(wǎng)的正常運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用。液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)是斷路器的核心部件之一，具有響應(yīng)快、瞬時(shí)爆發(fā)大功率以及長(zhǎng)期等待性等特點(diǎn)。針對(duì)目前產(chǎn)品中存在的可靠性低、沖擊壓力高等問題，對(duì)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 本學(xué)位論文以550kV超高壓斷路器液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其分合閘性能及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。全面分析了斷路器液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)、滅弧室和連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性及其之間的耦合關(guān)系

2、，建立了斷路器整機(jī)聯(lián)合仿真模型，試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的精確性。完成了大流量/快動(dòng)閥的研制、測(cè)試及分析工作，總結(jié)得出了兩種不同控制閥系統(tǒng)下斷路器分合閘性能差異的原因。仿真優(yōu)化了高速液壓缸臺(tái)階型內(nèi)緩沖結(jié)構(gòu)，大幅降低了系統(tǒng)的峰值壓力。試驗(yàn)研究了系統(tǒng)壓力對(duì)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)重合閘與分合閘特性的影響。對(duì)50MPa壓力等級(jí)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論計(jì)算與仿真優(yōu)化，獲得了機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足550kV超斷路器分合閘性能

3、要求。
　　 論文的主要結(jié)構(gòu)如下：
　　 第一章，闡述了超高壓斷路器液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了當(dāng)前液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了本論文的研究?jī)?nèi)容。
　　 第二章，建立斷路器整機(jī)聯(lián)合仿真模型。對(duì)斷路器滅弧室的工作原理進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模。引入滅弧室負(fù)載反力模型和連桿機(jī)構(gòu)變傳動(dòng)比因素，聯(lián)合液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的液壓傳動(dòng)模型，建立了斷路器整機(jī)聯(lián)合仿真模型，試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的精確性，為下一步液壓操動(dòng)機(jī)

4、構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。對(duì)液壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵密封件進(jìn)行仿真研究，總結(jié)得出了密封件在工作過程中的應(yīng)力分布及其密封機(jī)理。
　　 第三章，論述仿真模型在實(shí)際中的應(yīng)用案例。對(duì)比試驗(yàn)與仿真結(jié)果，分析兩種不同控制閥系統(tǒng)所組成的液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘運(yùn)動(dòng)特性的差異。對(duì)比電磁鐵、控制閥以及液壓缸的特性曲線，總結(jié)得出了主閥閥口開度與異形閥口結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同是造成斷路器合閘性能差異的原因。仿真優(yōu)化了高速液壓缸臺(tái)階型內(nèi)緩沖的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提出了一組比較理想的臺(tái)階間

5、隙和長(zhǎng)度尺寸，大幅降低了系統(tǒng)的峰值壓力。試驗(yàn)研究了系統(tǒng)壓力對(duì)斷路器重合閘與分合閘特性的影響，揭示了分合閘時(shí)間及速度隨系統(tǒng)壓力而變化的規(guī)律。
　　 第四章，50MPa壓力等級(jí)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。闡述了開發(fā)高壓力等級(jí)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的必要性和可行性。確立了液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)原理，對(duì)50MPa壓力等級(jí)液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析，搭建系統(tǒng)仿真模型，優(yōu)化并提出了操動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成式模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的操動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足5