10kV高速組合式開關(guān)設(shè)計與優(yōu)化分析.pdf

1、近些年來，伴隨我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶對電能質(zhì)量的要求也越發(fā)嚴格。斷路器作為電網(wǎng)中的最重要的保護和控制裝置，其動作時間、可靠性等要求也變得越來越高。電力系統(tǒng)中高速斥力開關(guān)由于其開關(guān)動作速度快、高通流等特點逐漸成為研究熱點。
　　斥力機構(gòu)的特點是勵磁時間短，起動速度快，而出力持續(xù)時間較短，且隨著行程增大，輸出功明顯降低。永磁機構(gòu)的特點是在機構(gòu)的合/分閘位置有很好的保持特性，但反應(yīng)速度較慢?；谶@兩種機構(gòu)各自的優(yōu)缺點，本文研究的是

2、一種組合式操動機構(gòu)，其中斥力機構(gòu)用于驅(qū)動快速分閘，永磁機構(gòu)用于合閘以及機構(gòu)合/分閘位置的保持。
　　在以往研究中，快速開關(guān)機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計主要集中在斥力機構(gòu)線圈盤及外電路優(yōu)化設(shè)計上，主要包括線圈尺寸、線圈盤距離、外電路電壓、電容等。在本文研究中，筆者通過Ansoft電磁場分析軟件，建立了斥力永磁組合型機構(gòu)的靜、動態(tài)仿真模型。仿真發(fā)現(xiàn)斥力盤線圈骨架材料、結(jié)構(gòu)形式以及斥力機構(gòu)外殼等設(shè)計因素對斥力機構(gòu)的效率同樣具有很大的影響。在斥力部分優(yōu)

3、化分析中，設(shè)計了一種效率更高的線圈-線圈式斥力結(jié)構(gòu)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線圈-銅盤式結(jié)構(gòu)，同時提出一種純鐵和環(huán)氧樹脂混合結(jié)構(gòu)形式的線圈骨架，這些設(shè)計能夠有效地提高機構(gòu)分閘效率，更有利于快速分閘。在永磁部分優(yōu)化分析中，發(fā)現(xiàn)永磁機構(gòu)合/分閘位保持力的大小對合/分閘彈跳意義重大，不能以犧牲分閘位保持力的大小來縮短合閘時間，可以通過增大合閘線圈線徑、減少匝數(shù)等縮短勵磁時間的方法提高合閘速度。
　　本文在仿真分析的基礎(chǔ)上，研制出一種應(yīng)用于10kV真空