真空間隙與CO2氣體間隙串聯(lián)開斷大電流機(jī)理仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)電力系統(tǒng)容量的不斷增長(zhǎng)以及國(guó)際上限制 SF6氣體使用呼聲的日益高漲，研發(fā)更大開斷容量的環(huán)保型高壓斷路器勢(shì)在必行。目前在電力系統(tǒng)中取得大規(guī)模應(yīng)用的真空斷路器與SF6氣體斷路器均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)環(huán)保型高壓斷路器的研究也圍繞兩種斷路器各自的特點(diǎn)展開?；旌蠑嗦菲魇菍⒄婵臻g隙與SF6氣體間隙串聯(lián)進(jìn)行開斷，綜合利用兩種斷路器的滅弧優(yōu)勢(shì)獲得一定的開斷容量增益，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，具有較大發(fā)展?jié)摿??；趥鹘y(tǒng)SF6氣體混合斷路器的研究基礎(chǔ)

2、，結(jié)合現(xiàn)有SF6替代氣體的相關(guān)研究成果，本文提出將真空間隙與 CO2氣體間隙串聯(lián)組成新型混合斷路器，在保證滅弧能力的同時(shí)進(jìn)一步減少滅弧氣體的溫室效應(yīng)影響。
　　本文首先論述了真空斷路器、SF6替代氣體和混合斷路器的發(fā)展研究歷程，結(jié)合幾種斷路器的滅弧機(jī)理，說(shuō)明課題研究所面臨的問(wèn)題及本文的主要研究?jī)?nèi)容；利用EMTP-ATP仿真平臺(tái)建立了基于CO2氣體混合斷路器的電弧黑盒模型，研究了開斷過(guò)程中真空間隙與 CO2氣體間隙的相互作用關(guān)系及混

3、合斷路器的開斷機(jī)理，獲得較為理想的協(xié)同配合開斷策略；隨后搭建了基于 CO2氣體的混合斷路器試驗(yàn)樣機(jī)并測(cè)試其機(jī)械特性，對(duì)用于混合斷路器開斷性能測(cè)試的合成回路試驗(yàn)系統(tǒng)的原理和試驗(yàn)測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹；基于以上研究工作，測(cè)試了基于 CO2氣體混合斷路器的開斷性能；將其與基于 SF6氣體混合斷路器的開斷性能進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，研究了基于 CO2氣體混合斷路器的動(dòng)態(tài)開斷過(guò)程及影響其開斷性能的主要因素；結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果分析，認(rèn)為在旋弧式氣體滅弧室中難以提升C

4、O2氣體的介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度，進(jìn)而影響了混合斷路器中真空間隙與 CO2氣體間隙的協(xié)同配合開斷效果；隨后設(shè)計(jì)并搭建了氣吹式 CO2氣體間隙樣機(jī)及測(cè)試其介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)特性的試驗(yàn)電路，測(cè)試不同氣吹條件下CO2氣體間隙的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)特性，驗(yàn)證了氣吹滅弧方式對(duì)提升 CO2氣體間隙介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度的有效性。
　　本文仿真及試驗(yàn)結(jié)果表明，在合理的開斷控制策略下，混合斷路器可利用真空間隙輔助 CO2氣體間隙渡過(guò)電流過(guò)零后的初始暫態(tài)階段。但旋