直流斷路器轉(zhuǎn)移電流的電弧采集及特性分析.pdf

1、碩士學(xué)位論文直流斷路器轉(zhuǎn)移電流的電弧采集及特性分析ArcCollectionandCharacteristicAnalysisofDCCircuitBreakerTransferringCurrent學(xué)21013014完成日期：201352大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來(lái)，隨著高壓直流輸電工程的快速發(fā)展，直流的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)直流斷路器的需求也隨之增加，對(duì)其可靠

2、性的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。直流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電中有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，更凸顯了直流斷路器的重要性。但相比于交流開(kāi)斷而言，直流開(kāi)斷較為困難，是由于其沒(méi)有自然過(guò)零點(diǎn)。電流轉(zhuǎn)移法是通過(guò)在直流電流上疊加反向電流來(lái)創(chuàng)造過(guò)零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)直流開(kāi)斷。本文采用Matlab／Simulink建立了Mayr電弧模型對(duì)電流轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行仿真，分析該過(guò)程中電流及斷口電壓的變化情況。試驗(yàn)控制系統(tǒng)采用ATMEGAl6L作為主控芯片，分別設(shè)計(jì)時(shí)序控制器及調(diào)速控制器。利用

3、時(shí)序控制器上的鍵盤及LCDl2864，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)中的時(shí)序控制；調(diào)速控制器進(jìn)行電容電壓的實(shí)時(shí)采集，利用PWM控制原理，設(shè)計(jì)IGBT橋式電路，實(shí)現(xiàn)主斷路器開(kāi)斷速度的調(diào)節(jié)控制。調(diào)速控制器順利通過(guò)電磁兼容測(cè)試，并成功實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)電路的控制。本文通過(guò)選用合適的電容和電感組成振蕩回路模擬產(chǎn)生直流故障電流，并由高頻電路產(chǎn)生反向投入電流，從而完成直流開(kāi)斷試驗(yàn)。試驗(yàn)中采用高速攝像機(jī)對(duì)開(kāi)斷過(guò)程中的電弧進(jìn)行采集，并通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，得到直流電弧的

4、形態(tài)和特點(diǎn)。對(duì)回路中的斷路器和球隙進(jìn)行分散性測(cè)試、時(shí)序控制測(cè)試及調(diào)速控制測(cè)試，通過(guò)合理調(diào)整參數(shù)采集到較好的電弧圖像；并利用Matlab軟件對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，得到電弧面積變化曲線。相比交流開(kāi)斷結(jié)果，得出直流開(kāi)斷的電弧面積變化的特點(diǎn)。通過(guò)研究不同開(kāi)斷速度時(shí)電弧面積變化情況，表明在一定范圍內(nèi)速度越快越利于電弧的熄滅。關(guān)鍵詞：直流斷路器；Mayr電弧模型；PWlVl控制原理；數(shù)字圖像處理技術(shù)；電弧面積變化本論文得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目