126kV高壓真空斷路器的機械特性及同步控制研究.pdf

1、真空斷路器作為輸配電系統(tǒng)中極其重要的電力設備，以其不可比擬的優(yōu)勢得到廣泛的應用，國內大多數(shù)的電網(wǎng)直接采用126kV電壓等級電網(wǎng)進城，開發(fā)126kV高壓真空斷路器已迫在眉睫，其開發(fā)成功將具有十分重要的應用價值。
　　真空斷路器是具有電氣性能的機械設備產品，其電氣性能的實現(xiàn)依賴于其機械特性。文中在對其電氣性能參數(shù)進行分析的基礎上，對其機械特性參數(shù)及其影響因素進行了分析。基于126kV高壓真空斷路器的使用環(huán)境和技術參數(shù)，結合多斷口串聯(lián)理

2、論，認為該真空斷路器由兩個72.5kV真空滅弧室串聯(lián)組成更為合理?；谡婵諟缁∈医Y構的多間隙理論，對高壓真空斷路器的關鍵組成部分真空滅弧室進行了設計：采用虛擬樣機技術，確定了導電桿直徑；通過對真空擊穿過程的電弧進行模擬，得出了易發(fā)生真空擊穿的觸頭間距離；通過對均壓屏蔽罩進行設計及合理布置，使內部電場均勻分布。對真空斷路器雙斷口的均壓特性進行了探討，提出▽新型雙斷口串聯(lián)布置結構，有效避免了并聯(lián)均壓電容帶來的絕緣隱患。
　　對▽新型串

3、聯(lián)結構高壓真空斷路器的操動系統(tǒng)進行了分析和設計。操動機構選擇單穩(wěn)態(tài)永磁結構；對傳動機構進行了探討，采用受拉桿傳遞動力，為提高真空斷路器的分閘速度以更有利于開斷，機構中增加了分閘彈簧，并利用機械結構的“死點”原理降低了永磁機構的合閘保持力。在對真空斷路器進行運動學和動力學分析的基礎上，采用改進的遺傳算法對操動系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其機械特性達到最優(yōu)。
　　結合虛擬樣機技術對真空斷路器的操動系統(tǒng)進行仿真及優(yōu)化，建立三維模型并對模型進行簡化后

4、，根據(jù)實際運行狀態(tài)設置邊界條件，對其分、合閘過程進行仿真分析并逐步優(yōu)化模型，使分、合閘速度滿足設計要求。該設計方法縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，也為其他類型斷路器的設計提供了新思路。
　　實現(xiàn)真空斷路器的同步控制是其性能得以實現(xiàn)的基礎，文中對斷路器的同步控制器進行了設計。通過設計FIR濾波器有效消除噪聲，采用線性插值法對濾波后的信號提取過零點；采用L-M算法對預測真空斷路器分、合閘時間的BP神經網(wǎng)絡模型進行訓練，通過快速傅里葉變

5、換確定信號頻率和相位。對其硬件電路中的CPU模塊、電源模塊、控制電路、模擬信號采集和自檢電路、環(huán)境溫度測量電路、通信接口電路以及抗干擾等進行設計。
　　依據(jù)GB1984-2014要求，搭建了實驗平臺及威爾合成回路，對126kV高壓真空斷路器進行了機械性能、載流性能、絕緣性能及開斷能力等試驗。所有試驗結果證明，該126kV高壓真空斷路器滿足國家型式試驗標準，具備掛網(wǎng)條件和產業(yè)化條件，具有現(xiàn)實的意義。同時，充分證明了多斷口真空斷路器向