快速分相式真空斷路器產(chǎn)品研制.pdf

1、隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的高速發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)中電器設(shè)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(hù)設(shè)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(wǎng)的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的的斷路器已經(jīng)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(yīng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)選相操作來(lái)降低系統(tǒng)的操作過(guò)電壓和涌流。
　　本文利用永磁機(jī)構(gòu)可靠性高

2、、可控性強(qiáng)和電磁斥力機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度快、觸動(dòng)時(shí)間小等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)和雙線圈盤斥力機(jī)構(gòu)的10/35kV分相式快速斷路器。本文通過(guò)理論分析給出了快速機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，利用Ansys Maxwell電磁場(chǎng)仿真軟件建立了快速機(jī)構(gòu)的有限元模型并進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的仿真分析。為了既能保證機(jī)構(gòu)符合工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械強(qiáng)度又能提高電磁力的出力效率，本文利用Ansys仿真對(duì)整體機(jī)構(gòu)作出了一系列的優(yōu)化。對(duì)斥力機(jī)構(gòu)仿真發(fā)現(xiàn):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(jī)械強(qiáng)度，還能起到磁場(chǎng)耦合的作用大大增加了電磁斥力的出力效率。對(duì)永磁機(jī)構(gòu)的仿真發(fā)現(xiàn):通過(guò)對(duì)銜鐵形狀和結(jié)構(gòu)的重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以在保證機(jī)構(gòu)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(guò)程中銜鐵對(duì)機(jī)構(gòu)的沖擊。還總結(jié)出了影響合閘運(yùn)動(dòng)的主要因素就是合閘線圈的電氣參數(shù)，通過(guò)增加線圈的線徑和減小線圈匝數(shù)可以有效的減小合閘時(shí)間。
　　本文針對(duì)快速斷路器合閘彈跳時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)

4、題做了深入的研究。首先對(duì)合閘彈跳進(jìn)行了理論分析，總結(jié)出了影響合閘彈跳的主要因素。之后利用Adams運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件建立了合閘彈跳運(yùn)動(dòng)的碰撞模型，對(duì)其進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(chǔ)，制造出了10kV分相斷路器的工業(yè)試驗(yàn)樣機(jī)，驗(yàn)證了仿真的正確性。實(shí)驗(yàn)對(duì)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