基于双向电磁斥力机构的高压快速开关缓冲特性研究

高压直流断路器对机械开关提出了进一步向快速性和高电压方向发展的需求,而缓冲问题是研制高压快速开关的瓶颈问题之一。该文针对基于双向电磁斥力机构的高压快速开关缓冲特性展开研究。首先,通过实验获得了无缓冲、聚氨酯缓冲、液压缓冲和电磁缓冲四种实验条件下快速开关的行程特性,证明了电磁缓冲是最适于快速开关的缓冲方式。然后,通过改进等效电路法,对采用电磁驱动和电磁缓冲技术的快速开关建立了综合仿真模型,通过对40.5kV快速真空开关样机进行实验,验证了仿真模型的有效性。最后,基于仿真模型,从理论上揭示了缓冲电流方向和缓冲施加时刻对电磁缓冲效果的影响规律,并给出了其设计原则。该文的研究成果解决了快速开关中的缓冲难题,为研制高压快速开关奠定了基础。

双向线盘式电磁斥力机构结构设计与磁场分析

高压直流断路器是柔性高压直流输电系统的关键部件,为了解决其机械开关中操动机构的多断口不同期性、驱动效率等问题,设计了双向斥力机构,能够充分利用驱动线圈上下两侧的磁场能量。首先,采用有限元仿真方法,通过对双向线盘式斥力机构和双向线圈式斥力机构的对比分析,优选出双向线盘式斥力机构;然后,对双向线盘式斥力机构几何参数进行分析;最后,为了进一步提高机构的驱动效率并控制分闸弹跳,分析了驱动线圈周围不同导磁结构及参数对运动特性的影响,设计了电磁缓冲器。结果表明:多断口机械开关采用双向线盘式斥力机构,实现了多断口单机构操动,简化了操动机构,提高了操动机构的驱动效率。