3KV/200A真空直流断路器的优化设计

针对直流电力系统中额定电流的分断问题,本文提出一种真空直流断路器的拓扑结构,采用自然换流原理实现电网侧额定电流的分断。同时对断路器的结构组成进行优化设计,分析自然换流关断过程,通过计算得到关断参数。通过EMTP仿真软件对关断过程进行仿真,得到仿真波形,并在实验室搭建了300V/200A小比例试验平台,成功实现了200A电流的关断。最后实验结果与仿真拟合分析,结果证明,所提出的方案有效、可行,可用于断路器的参数的设计。     

新型强迫换流型真空直流限流断路器研究

研究了基于强迫换流原理的真空直流限流断路器,利用与真空灭弧室反并二极管的续流作用使真空灭弧室电流过零后得到零电压介质恢复时间.真空灭弧室由高速电磁斥力机构驱动,反向强迫关断电流由预充电的LC回路产生,采用氧化锌压敏电阻限制关断过程出现的过电压.建了断路器的EMTP仿真模型,对短路和额定关断过程进行仿真分析,比较了仿真与试验结果的电流、电压波形,两者具有很高的一致性.     

一种混合型直流断路器中晶闸管关断过电压抑制方法研究

混合型直流断路器由高速斥力开关和固态开关并联组成。本文对一种混合型直流断路器中晶闸管关断时过电压抑制问题开展了研究,对影响晶闸管关断过电压的因素进行了分析,提出了在电感两端并联续流二极管和在晶闸管两端并联缓冲电路的解决方案。开展了有无缓冲电路和续流二极管、不同缓冲电路方案的对比试验,从而确定了缓冲电路的结构和参数,并进行了优化设计后的直流断路器样机短路分断试验,验证了所提过电压抑制方案的有效性。     

高速电磁斥力机构的基本原理与仿真分析

混合型限流断路器是现代直流电力系统有效的短路保护设备,其中用于驱动高速限流断路器机械触头高速分闸的电磁斥力机构性能决定了混合型限流断路器的限流水平及分断的可靠性。分析了电磁斥力机构的工作原理,通过理论推导得到了电磁斥力的解析表达式,在此基础上得到其运动方程。介绍了电磁斥力机构的瞬态场有限元仿真方法,建立了1000 V/400 A样机的仿真模型,样机试验结果验证了理论分析与仿真计算的正确性,为电磁斥力机构的进一步优化设计打下坚实基础。     

一种混合式直流断路器设计方法

针对一种典型的混合式直流断路器,本文提出了优先进行"零电流换流过程设计",随后进行"零电压换流过程设计"的设计方法。以8 k V/4k A的混合式直流断路器为例,针对预期短路电流160 k A且短路时间常数为7 ms的工况,基于该方法成功实现了短路分断时间不超过1.8 ms且分断峰值电流不超过40 k A的设计指标。该方法对混合式直流断路器的设计具有一定的指导意义。     

一种改进型真空直流限流断路器研究

分析了强迫关断型真空直流断路器的工作原理,采用在真空灭弧室两端反并续流二极管的方法,推迟了真空灭弧室电流过零后两端反向电压出现的时间,提高了真空灭弧室电流的过零关断的可靠性。对该直流限流断路器系统进行理论分析仿真,最后进行实验,实验结果与理论分析一致,说明该限流断路器方案准确、可行。     

一种混合直流真空断路器参数设计方法

为合理设计混合直流真空断路器各支路器件参数,以提升开断故障电流速动性及可靠性.本文首先针对自然换流阶段支路杂散参数及主回路电流上升率对转移速度的影响进行研究,确立了半导体开关型号及连接方式;随后通过LC单频振荡回路使半导体开关电流过零,为确保该强迫换流阶段半导体开关两端反向承压时间大于其固有关断时间使其够可靠关断,对换流电容和换流电感参数进行了优化;最后从吸能角度出发确立了压敏电阻特性参数.基于该设计方法进行了20kA电流等级试验并取得高效分断性能.     

基于晶闸管的混合式断路器关断可靠性分析研究

混合式断路器中的晶闸管器件工作于脉冲大电流工况。短路分断过程中,在反向脉冲注入下,电流下降率极高,导致正向导通过程中储存的载流子得不到复位。另一方面,在系统短路电流作用下,晶闸管会很快承受正向电压,若此时还未恢复正向阻断特性,就会导致短路分断的失败。本文通过搭建数学模型,分析了强迫换流投入时刻、换流电容值以及换流电感值对晶闸管关断可靠性的影响。结果表明通过减小强迫换流支路的投入时间以及增大换流电容值,可以显著提升混合式断路器短路分断的可靠性。     

突加大脉冲电流条件下晶闸管关断时间计算

晶闸管作为一种大功率开关器件可应用于新型直流断路器装置,在该类装置中晶闸管的关断是通过注入一个负脉冲电流来实现的,该反向电流的脉冲的宽度由晶闸管关断时间决定.本文分析晶闸管在突加大脉冲电流条件下与稳态通流条件下存储电荷的关系,推导出解析计算式,得到晶闸管在脉冲电流下关断时间计算方法.设计1000 A/2500V快速晶闸管在突加大脉冲电流条件下关断时间测试实验得到其关断时间,与计算值进行对比.     

一种低压船用固态直流断路器研究

本文介绍了一种基于宽禁带器件SiC JFET的船用固态直流断路器的拓扑和工作原理.结合建模仿真与实际工况,研究了主开关器件、缓冲电路、限压耗能电路等主要元件的参数设计方法.研制了一种375 V固态直流断路器原理样机,针对短路故障进行了开断试验,并给出了试验波形.结果表明该固态直流断路器具有快速关断短路电流的能力.     

超快速开关在直流供电系统保护中的应用

直流电网发生短路故障时其短路电流巨大，可能超过现有保护设备分断能力，利用超快速开关技术，设计出一种新型的直流短路限流装置，阐述了其工作原理，研制出实验样机，完成了大电流分断实验，实验结果表明该型限流保护装置能有效抑制短路电流。     

直流断路器大容量试验室的现状与进展

本文介绍了直流断路器的工作原理和分断能力试验方法，比较了几种直流断路器大容量试验室的试验能力，重点介绍了高压直流断路器的合成回路试验技术，认为大容量试验室是推动断路器专业发展的重要技术平台。     

基于C8051F350单片机的直流电子脱扣器检测仪的设计与实现

本文提出了一种基于C8051F350单片机的直流电子脱扣器检测仪的设计与实现方法，给出了软硬件的组成、原理和试验结果，为直流电子脱扣器各种短路和过载特性的离线检测提供了一种有效的手段。     

基于ADAMS的中压直流断路器分闸运动仿真分析

根据对中压直流断路器分闸运动原理的分析,建立了中压直流断路器的动力学模型。应用弹性动力学理论,采用多体动力学机械系统仿真软件ADAMS对断路器进行分闸过程仿真分析。搭建了断路器机械特性测试回路,进行验证试验。试验结果表明,该断路器分闸动态特性试验结果与仿真结果相吻合,其性能指标能满足该断路器的设计要求。该仿真方法为中压直流断路器的设计和优化提供了一条有效的途径。     

直流固态断路器的应用与仿真研究

本文介绍了几种典型的直流固态断路器拓扑结构,总结了各自的特点,分析了直流固态断路器的应用前景,最后设计了1500V/4000A原理样机的相关参数,并给出了样机分断仿真研究结果。     

智能低压直流断路器的设计

介绍了智能低压直流断路器的基本组成和控制系统方案。详细介绍了其核心部件智能保护装置的硬件设计和软件实现。装置以高性能DSP芯片TMS320F28335为核心,采用16位高精度ADC芯片AD7606采集模拟量,并进行了双机热备的容错设计和自诊断设计,有效提高了设备的精确度和可靠性。文中介绍了快速脱扣器驱动模块。针对断路器的应用船进行了分断试验,并给出了试验波形,结果表明断路器具有良好的快速性。     

港口起重设备电气系统低压断路器的选择浅析

低压断路器在电气系统中是应用最广泛的电气元件之一。选择合适的断路器能保障系统的安全及稳定运行。介绍了断路器选择的主要参数。分析了断路器的常见故障及短路电流的计算。最后介绍了断路器的选择方法,可作借鉴。     

基于LC振荡回路的整流发电机短路电流模拟

本文介绍了LC振荡回路的基本原理,确定了LC振荡回路的主要参数,并通过MATLAB仿真验证了参数计算的正确性,研究结果表明LC振荡回路产生的模拟短路电流与整流发电机的实际短路电流在初始阶段有较好的一致性,可为船舶直流电力系统保护技术的研究提供重要的试验平台支撑。     

负载电动机保护断路器整定值研究

在对负载电动机启动电流以及塑壳式断路器特性分析的基础上,本文阐明了基于塑壳式断路器保护整定应值得注意的几个问题,提出的保护整定方法可作为综合电力系统保护设计参考。     

低压断路器主回路温度场仿真分析

分析了低压断路器主回路的热传递数学模型。根据动静触头的接触电阻建立了导电桥模型。基于流体相似理论和Stefan-Boltzmann定律,简化了断路器表面散热系数计算方法。考虑外接导线的散热作用,用三维有限元ANSYS软件对额定电流为200 A的断路器主回路稳态温度场分布进行仿真分析,并进行了实验验证。