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基于快速开关的串联谐振型故障限流器的仿真

高电压技术 2006年第5期32卷 80-83页

作者：娄杰李庆民肖茂友孙树敏山东大学电气工程学院济南250061 山东电力研究院济南250002

为限制电力系统短路电流,提出了一种开关作为电容器短路元件的串联谐振型故障电流限制器拓扑。以220kV单相线路为例,利用EMTP软件对这种限流器拓扑的动态工作特性进行仿真分析。提出了2种有效措施,以抑制电流转移过程由杂散振荡导致的... 详细信息

为限制电力系统短路电流,提出了一种开关作为电容器短路元件的串联谐振型故障电流限制器拓扑。以220kV单相线路为例,利用EMTP软件对这种限流器拓扑的动态工作特性进行仿真分析。提出了2种有效措施,以抑制电流转移过程由杂散振荡导致的电容支路高频过电流和过电压现象,仿真结果表明,在电容支路中串入电抗器比在快速开关支路中串入效果更佳。快速开关的合闸时间对限流效果至为关键,对此做了具体分析。结果指出,快速开关的合闸时间须足够短(10ms以内),才能有效实现故障限流。该故障限流器拓扑结构简单、响应速度快,其中的快速开关只进行快速合闸操作,不需要具备电流开断能力,易设计,造价低廉。

关键词：故障电流限制器串联谐振快速开关仿真动态工作特性

500 kV快速开关型故障限流器的罐式快速开关

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高电压技术 2023年第2期49卷 803-811页

作者：王文杰赵赢峰许元震吕玮杨兵方太勋南京南瑞继保电气有限公司南京211100 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106

快速开关型故障限流器是有效限制短路电流的方案之一。该研究提出一种适用于500 kV故障限流器的多断口串联罐式快速开关,该开关采用气体绝缘金属封闭式结构,断口采用真空绝缘形式。操作机构采用电磁斥力机构,开展三维有限元仿真优化有... 详细信息

快速开关型故障限流器是有效限制短路电流的方案之一。该研究提出一种适用于500 kV故障限流器的多断口串联罐式快速开关,该开关采用气体绝缘金属封闭式结构,断口采用真空绝缘形式。操作机构采用电磁斥力机构,开展三维有限元仿真优化有效提升斥力机构的出力效率,平均分闸速度>5m/s。对地绝缘方面,开展了断口绝缘屏蔽结构的电场仿真优化机绝缘试验,结构优化后场强最大为18k V/mm。端间绝缘方面,开展了整机的杂散电容仿真、均压效果仿真与试验验证,通过配置均压电容不均压系数限制在1.24以下。最后搭建整机样机,进行了短路开断试验,试验结果表明:罐式快速开关具备快速开断50 kA电流的能力,全开断时间小于15 ms。

关键词：快速开关真空灭弧室电磁斥力电场仿真绝缘试验杂散电容均压

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多断口快速开关型高压故障限流器

电力系统自动化 2019年第23期43卷 234-239页

作者：吕玮刘云飞周启文方太勋王智勇张广泰南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 常州博瑞电力自动化设备有限公司江苏省常州市213025

随着电网容量不断发展,局部地区电网短路电流过高,严重威胁系统稳定、安全运行。文中提出了一种多断口串联的高压快速开关型故障限流器,通过隔离变压器将操作机构与断口等电位,采用"一拖二"式电磁斥力机构,取消了绝缘拉杆,既实现了快速... 详细信息

随着电网容量不断发展,局部地区电网短路电流过高,严重威胁系统稳定、安全运行。文中提出了一种多断口串联的高压快速开关型故障限流器,通过隔离变压器将操作机构与断口等电位,采用"一拖二"式电磁斥力机构,取消了绝缘拉杆,既实现了快速分合闸,也解决了故障限流器采用电容式电压互感器供能时系统不带电情况下无法分合闸的问题。另外,通过三维有限元仿真,优化设计了双线圈串联型斥力机构参数,提取了多断口对地杂散电容,并通过增加断口均压电容保证多断口均压一致性。最后,搭建了LC振荡试验回路,对所研制的220 kV多断口串联快速开关型故障限流器进行了原理验证,获得了多断口快速开关在向限流电抗转移短路电流动态过程中的均压特性。此外,对该样机快速开关进行了不同燃弧时间的开断合成试验,试验测试结果表明,快速开关能够在一个周期内开断高直流分量的短路电流。

关键词：故障限流器多断口串联快速开关电磁斥力机构有限元仿真均压

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110 kV双断口快速开关效率优化分析

高压电器 2024年第6期60卷 73-79,88页

作者：和帅王智勇吴中友李钊李德召陈新常州博瑞电力自动化设备有限公司江苏常州213025

电磁斥力效率的优化研究,以往研究主要针对斥力盘、线圈等关键零件的结构优化和参数匹配,以及预充电电容的电压和容值的优化分析,很少有关于开关辅助支撑结构件对效率影响的分析研究。不同结构形式和材质的辅助支撑结构件对斥力盘效率... 详细信息

电磁斥力效率的优化研究,以往研究主要针对斥力盘、线圈等关键零件的结构优化和参数匹配,以及预充电电容的电压和容值的优化分析,很少有关于开关辅助支撑结构件对效率影响的分析研究。不同结构形式和材质的辅助支撑结构件对斥力盘效率有着不可忽视的影响。文中以快速开关支撑板作为分析研究对象,在不改变样机结构形式的前提下,提出了通过设计导磁板,对支撑板开槽等方式,降低支撑板的涡流损耗,提高电磁斥力效率。文章最后,基于仿真结果,对一款110 kV双断口快速开关样机进行了改造设计。试验结果表明,在容值不变情况下,增加导磁板或者支撑板开槽可以有效降低电容预充电压,提高斥力机构效率。

关键词：电磁斥力机构快速开关能效转化仿真分析优化设计

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快速开关型串联补偿装置中MOV容量的确定

电网与清洁能源 2016年第6期32卷 7-10,15页

作者：朱跃周越张金凤国网陕西省电力公司陕西西安710048 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

金属氧化物限压器(MOV)是快速开关型串联电容补偿装置中的关键元件之一,其容量的选择取决于快速开关合闸时间、短路电流值的大小、非线性阀片并联时的不均匀系数以及阀片温度特性等因素。由于MOV的工况与Zn O避雷器不同,其承受的负荷是... 详细信息

金属氧化物限压器(MOV)是快速开关型串联电容补偿装置中的关键元件之一,其容量的选择取决于快速开关合闸时间、短路电流值的大小、非线性阀片并联时的不均匀系数以及阀片温度特性等因素。由于MOV的工况与Zn O避雷器不同,其承受的负荷是由工频而不是雷电或者操作过电压产生,作用时间长,因而,MOV容量的选择与常规避雷器存在很大差别。采用EMTP数值仿真方法对上述各影响因素进行了计算分析,给出了各因素与MOV吸收能量的关系,提出了在实际串联补偿装置设计时必须综合考虑各方面的因素并进行技术经济分析后确定MOV的容量。

关键词：串联电容补偿金属氧化物限压器快速开关配电线路

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电磁斥力快速开关研究

高压电器 2016年第3期52卷 147-154页

作者：杨浩吕玮刘彬方太勋杨兵王宇石巍南京南瑞继保电气有限公司南京211102

基于电磁斥力原理的快速开关具有操作机构简单,分闸速度快等优点,在混合型直流断路器以及故障限流器等场合起关键作用。文中通过三维有限元仿真与试验验证,对影响电磁斥力机构出力特性的多个参数进行了分析。并且在样机研制和测试过程中... 详细信息

基于电磁斥力原理的快速开关具有操作机构简单,分闸速度快等优点,在混合型直流断路器以及故障限流器等场合起关键作用。文中通过三维有限元仿真与试验验证,对影响电磁斥力机构出力特性的多个参数进行了分析。并且在样机研制和测试过程中,重点分析了快速开关分闸弹跳过大并容易导致分闸失败的原因,推导了分闸弹跳物理过程中各参数的数学关系。测试结果表明,其9 mm满行程时间为2.9 ms,分闸反弹不超过2 mm。最后在总结15 kV中压快速开关研究的基础上,提出了高压快速开关的研究方向和重点。

关键词：快速开关电磁斥力机构有限元分析碰撞缓冲

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快速开关在煤矿安全仪器上的应用

煤矿安全 2012年第3期43卷 114-116页

作者：张玉春中国煤炭科工集团沈阳研究院辽宁抚顺113122

快速开关是使压力容器迅速处于开启或关闭状态的装置,在呼吸器类的煤矿安全仪器上,压力容器的开关大部分都是小螺距,开启或关闭的速度慢;介绍了快速开关的工作原理和结构特征,通过与普通的螺纹开关的对比,快速开关在安全仪器上有着很好... 详细信息

快速开关是使压力容器迅速处于开启或关闭状态的装置,在呼吸器类的煤矿安全仪器上,压力容器的开关大部分都是小螺距,开启或关闭的速度慢;介绍了快速开关的工作原理和结构特征,通过与普通的螺纹开关的对比,快速开关在安全仪器上有着很好的应用前景。

关键词：快速开关螺纹开关煤矿呼吸器

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基于永磁斥力机构的真空快速开关的研究

高压电器 2017年第2期53卷 54-60,67页

作者：艾绍贵李秀广杜玮张礼才孙丽琼王博王银明国网宁夏电力公司电力科学研究院银川750001 西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

基于永磁斥力机构的真空快速开关因结构简单、动作迅速、可靠性高、容易实现电子控制和开关智能化等优点,引起了国内外学者的重视和研究。为了进一步提高永磁斥力机构的运动速度,为真空快速开关提供技术支持,文中采用有限元方法对影响... 详细信息

基于永磁斥力机构的真空快速开关因结构简单、动作迅速、可靠性高、容易实现电子控制和开关智能化等优点,引起了国内外学者的重视和研究。为了进一步提高永磁斥力机构的运动速度,为真空快速开关提供技术支持,文中采用有限元方法对影响永磁斥力机构的因素进行了研究。在用Maxwell建立永磁斥力机构的简化模型后,计算了基于永磁斥力机构的真空快速开关的动作特性,并采用单一变量法研究了包括运动部分质量、金属盘尺寸及直流、外接电路参数对机构运动的影响,并根据计算结果制作了12 kV样机。仿真结果表明,减少运动部分质量、提高充电电容的电压等方式能有限提高机构的运动速度。而样机实验结果表明,该快速开关能在5 ms之内可靠分闸,动作分散度小于±0.2 ms,验证了仿真结果的正确性。同时,为进一步提高真空快速开关的分闸速度,提出来在不影响电磁斥力和满足机械强度的情况下,通过沿金属盘径向方向打孔的方式以降低金属盘质量的方案,并得到实验结果有效验证。

关键词：永磁斥力机构真空开关快速开关

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配电网快速开关型消除弧光接地故障技术研究

高压电器 2017年第3期53卷 178-184页

作者：艾绍贵李秀广黎炜周姣陈小月文习山国网宁夏电力公司电力科学研究院银川750002 国网宁夏电力公司银川750001 武汉大学电气工程学院武汉430072

随着配电网中越来越多的使用固体绝缘的电缆线路,传统中性点经消弧线圈接地的灭弧措施暴露出诸多问题,已不能满足电网安全稳定运行的要求。文中研究了一种快速开关型消除弧光接地故障(简称消弧)技术,介绍了该技术相对于传统消弧线圈的优... 详细信息

随着配电网中越来越多的使用固体绝缘的电缆线路,传统中性点经消弧线圈接地的灭弧措施暴露出诸多问题,已不能满足电网安全稳定运行的要求。文中研究了一种快速开关型消除弧光接地故障(简称消弧)技术,介绍了该技术相对于传统消弧线圈的优点,对其消弧原理以及相应的故障判别、故障选相、故障选线等环节进行研究,提出了快速开关型消弧装置的动作流程,并通过仿真分析验证了快速开关型消弧技术原理的可行性和动作流程的合理性。结果说明快速开关型消弧技术在理论上可以达到快速消除电弧接地故障的目的,有助于提高配电系统的供电可靠性。

关键词：配电网快速开关消弧单相接地故障故障判别故障选相故障选线