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《大连理工大学》 2006年
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全电压合成关合试验快速关合开关的研究

陈跃  
【摘要】:合成试验方法在断路器开断能力考核中得到了广泛应用,但就额定电压下的合成关合来说其研究和应用相对较少。除了经济性方面的原因外,更重要的是合成关合试验的有效性对电流源的合闸设备、时间控制精度等提出了更高的要求。为了满足与直接试验的等价性,国际IEC标准和我国国家标准推荐,由电压源到电流源在试品断路器上的转换时间应小于300微秒。所以合成关合试验回路的关键设备是断口静态耐压高并且适合于关合短路大电流的电流源快速关合开关。 本文首先概述了国内外合成关合试验的研究和应用状况,并对国外用于电流源快速关合开关进行简要介绍。根据各大电力试验站的现有试验条件,提出了一种基于真空触发开关(TVS)的电流源快速关合开关系统。该系统以相同电压等级的TVS和快速真空断路器(FVCB)并联构成基本模块,由若干基本模块串联满足所需电压等级的要求。TVS用于快速精确控制电流源的投入时刻,其导通时延在微秒量级。FVCB用作并联辅助保护开关,其关合指令与TVS的关合指令同时由控制系统发出,在其关合后,短路关合电流转移到该支路,减少对TVS触头的烧蚀,延长TVS的使用寿命。对模块单元的工作过程进行数学建模,分析了短路关合电流由TVS支路到FVCB支路的电流转移过程,并用电力系统仿真软件EMTDC/PSCAD对该过程进行了仿真分析。结果显示,短路关合电流能够成功的从TVS支路转移到FVCB支路,满足本文的设计初衷。 本文的重点研究对象是电流源快速关合装置模块单元的基本构成部件TVS和FVCB。首先对主控元件TVS的触发特性和控制系统进行研究,实验测得从关合信号到TVS主间隙导通的时间间隔约为86微秒。其次对真空断路器所采用的永磁操动机构进行改进设计,实验测得其实际合闸时间约为8毫秒,并采用ANSYS和MATLAB对其动态过程进行仿真,仿真结果与试验结果能够较好的吻合。 最后,本文介绍了TVS和FVCB的光纤控制电路。实际操作证明,该电路完成了预期的控制功能,并利用光纤解决了电磁干扰和高压实验回路和低压控制电路的隔离的问题。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM564

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1 陈跃;全电压合成关合试验快速关合开关的研究[D];大连理工大学;2006年
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