永磁機(jī)構(gòu)的設(shè)計與同步開關(guān)

1、 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元研發(fā)中心X i a n H i g n V o l t a g e A p p a r a t u s R e s e a r c h I n s t i t u t e技 術(shù) 交 流R e s e a r c h & D e v e l o p m e n t永磁機(jī)構(gòu)的設(shè)計與同步開關(guān) Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元: Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元雙線

2、圈式永磁機(jī)構(gòu)n 利用永久磁鐵使真空斷路器分別保持在分閘和合閘極限位置上 n 激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從分閘位置推動到合閘位置，使用另一激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從合閘位置推動到分閘位置 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元6135247SNSN圖2為雙線圈永磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖1-靜鐵芯,2-動鐵芯,3,4-永久磁鐵,5-合閘線圈,6-分閘線圈,7-驅(qū)動桿雙線圈永磁機(jī)構(gòu)在分閘位置的結(jié)構(gòu)簡圖1靜鐵心；2動鐵心；3、4永久磁鐵；5、6分、合閘線圈；7驅(qū)動桿 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制

3、單元SNSN圖3雙線圈永磁機(jī)構(gòu)在合閘位置的結(jié)構(gòu)簡圖 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 確定產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu) n 確定產(chǎn)品的傳動方式，傳動比；n 確定機(jī)構(gòu)的合閘保持力；n 確定機(jī)構(gòu)的形式，結(jié)構(gòu)等；n 確定機(jī)構(gòu)動鐵心的體積； Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 永磁機(jī)構(gòu)靜特性的計算（合閘保持力的計算）n 永磁機(jī)構(gòu)動特性的計算 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 確定永磁機(jī)構(gòu)動鐵心的截面積；氣隙磁場(或磁

4、通)不變化的磁路，稱為靜態(tài)磁路必須考慮機(jī)構(gòu)的合閘保持力足以克服真空開關(guān)觸頭彈簧的反力 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元01221SBFF-氣隙1處產(chǎn)生的吸力，即永磁機(jī)構(gòu)的合閘保持力； S1-氣隙1處的截面積S1= St- Sg，即動鐵心的截面積減去驅(qū)動桿的截面積； B1-氣隙1處的磁通密度； 氣隙1氣隙2StSmS2S2Sg2222221F雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的原理簡圖 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 采用磁路的方法進(jìn)行計算n 幾點(diǎn)假設(shè)n 認(rèn)為磁場分別在動鐵心、磁軛

5、及永久磁鐵的截面上均勻分布n 動鐵心在合閘位置時,鐵心與磁軛看起來是緊密接觸的，由于零件表面總是粗糟的，實際上存在一個小間隙，如圖中的氣隙1，設(shè)小間隙的長度為d1 n 當(dāng)動鐵心在合閘位置時，由于分閘端較合閘端的磁阻大20多倍，可以認(rèn)為磁通全部通過合閘端，而在分閘端，磁通為零 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 磁路中包括三部分，永久磁鐵，氣隙部分和磁軛與動鐵心的鐵磁部分n 根據(jù)克?；舴虻谝欢?，磁路中各處的磁通相等，即磁通和為零。iiiSB=0 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和

6、發(fā)展R控制單元n 等效磁路圖 H3L3H2L2H1L12R21R1HmLm2R2HmLmH2L2H3L3 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 根據(jù)克?；舴虻诙?，磁路中各處的總磁動勢的代數(shù)和等于各部分的磁壓降的代數(shù)和n 左邊表示永久磁鐵的磁動勢 n 等式右邊第一項表示各部分鐵磁材料所產(chǎn)生的磁位降n 第二項表示各部分氣隙產(chǎn)生的磁位降 iiiimmRLHLH Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元ndi氣隙長度，Si為磁通通過的有效截面積，0為空氣磁導(dǎo)率 1=22 B1=

7、1/S1 B=2/S HmLm= H1L1+ H2L2+ H3L3+1R1+2R2 i0iiSdR Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元nH1為動鐵心平均磁場強(qiáng)度；L1為動鐵心平均長度；H2與H3為磁軛各部分的磁場強(qiáng)度；L2與L3為磁軛各部分的平均長度；S1 為氣隙1的截面積；B2為氣隙2的磁感應(yīng)強(qiáng)度，也近似等于永久磁鐵中的磁感應(yīng)強(qiáng)度；Sm為氣隙2的截面積；1為通過動鐵心的磁通；2 為通過磁軛的磁通；B1 為氣隙1的磁感應(yīng)強(qiáng)度n R1與R2分別為氣隙1和氣隙2的磁阻：1011SdRmSdR022 Technology Exchang

8、e應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 由于鐵磁材料的非線性，無法從式中求出鐵磁材料的磁場強(qiáng)度和永久磁鐵中的工作點(diǎn)的位置，此時，則需要采用迭代法進(jìn)行求解 n 先設(shè)一個B1 n 1= B1xS1n 1xR1, 2x R2 n B1Bm Hmn 2B3=2/ S3 H3 H1 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元nH1L1= HmLm-H2L2- H3L3-1R1-2R2 nB1 n比較B1與 B1 , B1與 B1差值在所規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，則認(rèn)為B1就是所求的值。如果B1與 B1差值超過了誤差范圍，再將B1作

9、為下一步計算的初試值進(jìn)行迭代計算n直到B1與 B1差值在小于所規(guī)定的誤差，此時，可以認(rèn)為所求出的B1為永磁機(jī)構(gòu)動鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 永磁機(jī)構(gòu)計算值與測量值的比較 1號機(jī)構(gòu)F /N2號機(jī)構(gòu)F /N計算值47007488測量值41516710誤差(%)1312 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 利用場的方法計算永磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)力圓形的永磁機(jī)構(gòu)磁場分布 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用

10、和發(fā)展R控制單元行程/mm永磁力/N Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元I/A永磁機(jī)構(gòu)的力/N Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元1.動態(tài)特性計算的目的n 減小永磁機(jī)構(gòu)的體積與成本n 提高開關(guān)的平均剛分速度n 減小控制單元的電流（提高控制單元的可靠性，降低控制單元的成本) Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 動特性計算是電路方程，動力學(xué)方程以及永磁機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中的磁場變化的綜合n 永磁機(jī)構(gòu)動特性計算軟件

11、及試驗驗證 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元iRUdtdiRudtdcdtducic2222112222112112LmLmJLLLLFLFdtdfc）（dtdx），（xif1），（xifFc2）（xfFf3x （直流電源） （電容器放電） 初始條件為|t=0=0, |t=0=0, |t=0=0 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元L1L2N SS N Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元開始輸入真空斷路器

12、的負(fù)載特性參數(shù)輸入傳動裝置的幾何參數(shù)輸入分、合閘線圈，電源或電容器等的參數(shù)調(diào)用有限元計算子程序，計算出電磁力F動與X調(diào)龍格庫塔法將動力學(xué)與電路聯(lián)立求解計算i, v判斷機(jī)構(gòu)是否合、分閘到位結(jié)束動鐵心運(yùn)動xYN Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元21時間/ms電流/A Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 非工作氣隙的引入及參數(shù)優(yōu)化非工作氣隙的引入及參數(shù)優(yōu)化n 機(jī)構(gòu)的動鐵心

13、與靜鐵心之間有一間隙，即本文提出的非工作氣隙 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元N SS N Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元-6000-4000-200002000400060008000100000102030行程/mm永磁力/N Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元/mmI合max /A合/米/秒I分max/A1分/m/s分/m/s分閘保持力/N086.00.5550.10.951.12750026

14、4.40.5453.30.921.0184215357.30.5154.10.820.902919452.10.4955.90.800.882122 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元)(42dbaN222)(4)(4dlbadlNRcpcp Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元線徑/mm匝數(shù)電阻R/I cmax /A合閘時間t/ms合/m/s1.127597.1715.439.90.4231.26615.3918.735.60.4651.35633.9123.431.

15、50.4951.355223.3626.129.80.5031.44862.8829.028.30.524 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元 線徑d/mm電流I/A合閘線圈的線徑與線圈峰值電流的關(guān)系 線徑d/mm合閘時間t/ms 線徑與斷路器合閘時間的關(guān)系 線徑d/mm合閘速度/m/s線徑與斷路器平均合閘速度的關(guān)系 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元 國內(nèi)及國外的永磁機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品可以看出，永磁機(jī)構(gòu)的形狀大致有兩種，一種為圓形，另一種為方形。英國的Whipp&B

16、ourne 公司生產(chǎn)的GVR柱上真空斷路器上的永磁機(jī)構(gòu)，其形狀為圓形。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 假設(shè)兩種機(jī)構(gòu)的合閘，分閘保持力相同n 其分、合閘線圈的窗口截面積分別相等n 傳動比相同（以傳動比為1.57:1為例）n 機(jī)構(gòu)動鐵心的行程相同n 非工作氣隙相同 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元形狀dNRI1分2分m1/kgm2/kg產(chǎn)品尺寸m/ kg圓形1.34321.6318.310.660.731.670.5112 D x H 12.841.43751.

17、2121.850.720.80140 x1321.53360.9425.140.760.861.62860.7130.760.820.941.72520.5636.350.871.00方形1.34322.0919.210.650.713.280.6142 L x H x M（N）20.231.43751.5623.050.70.78161 x 179 x 83(153)1.53361.2226.720.750.851.62860.9133.160.820.931.72520.7139.810.881.0 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R

18、控制單元形狀dNRI1合m1/kgm2/kg產(chǎn)品尺寸m/kg圓形1.34321.6318.860.511.670.5112 D x H12.841.43751.2123.240.55140 x1321.53360.9427.50.58方形1.34322.0920.610.453.280.6142 L x H x M（N）20.23 1.43751.5624.970.51161 x 179 x 83(153)1.53361.2229.230.54 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元電流I/A分閘速度1分/m/s圖中為圓形機(jī)構(gòu)的曲線，

19、為方形機(jī)構(gòu)的曲線 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元電流I/A合閘速度1合/m/s圖中為圓形機(jī)構(gòu)的曲線，為方形機(jī)構(gòu)的曲線 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 傳動比滅弧室行程：永磁機(jī)構(gòu)的行程（ L2：L1 ）n F保持力=3（F+ F） L2/ L1 n 傳動比越小永磁機(jī)構(gòu)所需的力越小永磁機(jī)構(gòu)的外型也越小永久磁鐵的體積也越小永磁機(jī)構(gòu)的成本也越低。n 傳動比影響斷路器動特性 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制

20、單元表5-1傳動比與永磁機(jī)構(gòu)合閘保持力及其外形尺寸傳動比L2/ L1合閘保持力/N外形尺寸/mm（直徑高度）1:157711581421:1.573676140132 1:2 2886132132 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元不同傳動比真空斷路器的分閘特性序號傳動比d/mmNR/I分max/A電容器殘余電壓/V2/(m/s)11:11.34051.7815.4776.761.0121:11.43501.3318.2476.511.0731:11.53121.0320.8476.261.1341: 1.571.34321.63

21、18.3176.160.7351: 1.571.43751.2121.8575.720.8061: 1.571.53360.9425.1475.310.8671: 1.571.62860.7130.7674.580.9481: 1.571.72520.5636.3573.871.0091:21.34321.6320.2875.150.58101:21.43751.2124.4974.550.65111:21.53360.9428.5573.990.71121:21.82200.456.7770.720.94注：d線圈的線徑；N線圈的匝數(shù)；R線圈的電阻； I分max分閘過程中通過分閘線圈的峰值電

22、流；2斷路器剛分6mm時的平均分閘速度 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元電流 I/A分閘速度 / (m/s)不同傳動比分閘速度隨線圈電流的變化1傳動比為1:1； 2傳動比為1: 1.57； 3傳動比為1: 2 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元能量 W/J分閘速度 / (m/s)一次分閘消耗的能量與分閘速度的關(guān)系1傳動比為1:1； 2傳動比為1: 1.57；曲線3傳動比為1: 2 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)

23、展R控制單元電流 I/A合閘速度 m/s不同傳動比合閘速度隨合閘線圈峰值電流的變化1傳動比為1:1；曲線2傳動比為1: 1.57； 3傳動比為1: 2 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元l傳動比的選擇（與結(jié)構(gòu)有關(guān)）設(shè)計真空斷路器及永磁機(jī)構(gòu)時，如果機(jī)構(gòu)有足夠的位置，并且傳遞環(huán)節(jié)也能夠比較方便實現(xiàn)，盡量選擇大傳動比，例如1:1。大傳動比的永磁機(jī)構(gòu)的體積較大，保證斷路器的分、合閘動特性的情況下，它的線圈的驅(qū)動電流較小，斷路器進(jìn)行分、合閘時所需要的能量也較小。電源及控制部分的元器件的額定容量較小，成本較低，同時，也提高了控制單元的可靠性。

24、 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元l傳動比的選擇（與結(jié)構(gòu)有關(guān)）如果機(jī)構(gòu)位置比較緊張，或者，由于傳遞環(huán)節(jié)無法實現(xiàn)小傳動比，可以考慮折中的情況，例如1: 1.57的傳動比。在保證斷路器的分、合閘動特性的情況下，它的線圈的驅(qū)動電流較1:1傳動比要大，較1: 2傳動比的電流要小，斷路器進(jìn)行分、合閘時所需要的能量也是處于中間。它的體積要小于傳動比為1:1的永磁機(jī)構(gòu)，永久磁鐵也小于傳動比為1:1的永磁機(jī)構(gòu)，因此，機(jī)構(gòu)本體部分的成本較低，但電源及控制部分的元器件的額定容量較大，成本也相應(yīng)會提高。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀

25、機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元l傳動比的選擇（與結(jié)構(gòu)有關(guān)）對于傳動比為1: 2，此機(jī)構(gòu)的體積較??；斷路器在分、合閘的過程中，線圈的峰值電流最大；動作一次所需的能量也最大。除非機(jī)構(gòu)的位置太小，否則盡量不選取此種傳動比。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元ADCBEt/msI/A Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n戶外柱上真空斷路器(尤其是配網(wǎng)自動化用的產(chǎn)品) n鐵路電氣化斷路器(例如，車載開關(guān)等動作比較頻繁的場所) n操作比較頻繁的場所n要求免維

26、護(hù)的場所n同步開關(guān) Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元優(yōu)化前優(yōu)化后 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元車載開關(guān)車載開關(guān)運(yùn)行時的照片 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元1. 同步開關(guān)的定義 同步斷路器是一臺斷路器，它可以在電網(wǎng)電壓或電流的同步下執(zhí)行操作，其操作不受起始信號發(fā)出時間的影響，也不管該信號是就地發(fā)出或是遙控發(fā)出的。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用

27、和發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.1 串聯(lián)電容器組操作電容器關(guān)合：在電壓零點(diǎn)關(guān)合電容器，能夠抑制涌流和過電壓電容器分?jǐn)?在電流過零前7-9ms分?jǐn)嗫梢员苊庵厝?Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.2 串聯(lián)電抗器操作在電源電壓零點(diǎn)關(guān)合電抗器會在第一周波內(nèi)產(chǎn)生100%的直流分量, 這將導(dǎo)致涌流和過多零序電流出現(xiàn),并且導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動,對電抗器鐵心和線圈也產(chǎn)生很大機(jī)械應(yīng)力。 Technology Exchange應(yīng)

28、用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.3 空載變壓器操作空載變壓器關(guān)合與電抗器類似,其關(guān)合涌流大小與剩磁有關(guān)。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.4 空載線路同步操作關(guān)合時可能產(chǎn)生2倍甚至大于2倍的過電壓，對線路以及與線路相連的設(shè)備的絕緣構(gòu)成潛在威脅，尤其對于超高壓線路，危害更加嚴(yán)重。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和

29、發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.5 短路電流開斷常規(guī)同步操作的目的是減小操作沖擊，短路電流受控開斷CFI (controlled fault interruption) 的目的則是最大程度地減少燃弧時間 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元2.同步開關(guān)的應(yīng)用2.5 短路電流開斷減少滅弧室的電磨損，延長斷路器電壽命?？赡芴岣邤嗦菲鏖_斷能力可能導(dǎo)致新的滅弧技術(shù) Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元3.影響同步操作的因素3.1 預(yù)擊穿的影響同步關(guān)合相位角的選擇與真空斷路器的

30、預(yù)擊穿特性有關(guān)。同時，合閘速度直接影響著斷路器預(yù)擊穿時間，因此合閘速度是很重要的參數(shù)?？赡軐?dǎo)致新的滅弧技術(shù) Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元U / kVt/ms斷路器的預(yù)擊穿對同步關(guān)合的影響 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元3.影響同步操作的因素3.1 預(yù)擊穿的影響較低的關(guān)合速度會使斷口耐受電壓對時間的特性曲線的斜率較低較高的關(guān)合速度會使斷口耐受電壓對時間的特性曲線的斜率較高考慮到開關(guān)關(guān)合的分散性，在預(yù)期關(guān)合點(diǎn)為電源電壓過零后0.5ms關(guān)合，涌流最小 。 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用和發(fā)展R控制單元3.影響同步操作的因素真空斷路器的關(guān)合速度對同步關(guān)合的影響 系統(tǒng)電源電壓 （1） 電壓過零點(diǎn)時電壓的變化率 （2）觸頭間耐受電壓可以表示為： （3）tU