發(fā)布時間：2020-02-24 01:53

【摘要】：隨著多端柔性直流輸電技術的高速發(fā)展,直流斷路器的研制引起了廣泛的關注。本課題基于多斷口真空直流斷路器中的長壽命火花間隙的研制需求而選定,從理論分析、仿真和具體實驗等方面對多斷口直流斷路器回路及其中多重火花間隙的特性進行了全面的研究。論文提出了一種新型320kV多斷口真空直流斷路器的方案,對其換流過零回路進行了詳細的分析。利用PSCAD軟件搭建了直流斷路器仿真模型,仿真在短路故障情況下、斷路器出口側線路侵入雷擊過電壓和操作過電壓時直流斷路器回路中各元件參數(shù)的變化情況�？紤]了直流斷路器電流多次過零的可行性,當換流電容大于10μF時,通過改變回路電感值,理論上均可以實現(xiàn)直流斷路器電流三次過零的目的。確定多重火花間隙的設計參數(shù)為工作電壓320kV,耐壓水平大于1000kV,設計電流幅值超過20kA,單次轉移電荷庫侖量超過20C。本文采用一種既可耐受高工作電壓,又可以在較低觸發(fā)電壓下可靠擊穿的基于級聯(lián)放電原理的可控多重火花間隙。通過建立多重火花間隙仿真電路及搭建1、2、4、10級火花間隙實驗電路,確定了多重火花間隙頻率相關網絡的參數(shù)選擇,其中選取均壓電阻為4MΩ,間隙分壓電容為100pF,間隙級數(shù)為10級,單級間隙耐壓水平約為100kV。并給出了應用多重火花間隙的直流斷路器完整回路。最后,針對以上關鍵技術點,開展了火花間隙不同金屬電極材料的燒蝕實驗,以及燒蝕的極限測試實驗;使用三維顯微鏡觀測了電極燒蝕痕跡,觀測了平板型電極極間放電電弧的運動軌跡,并對平板型電極進行了電場仿真。鎢銅電極通過電流幅值為50kA,脈寬2.2ms,單次轉移庫侖量45C的放電實驗100次。并且最終完成了以平板型鎢銅材料為電極、單級耐壓大于100kV的多重火花間隙樣機的結構設計。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM561;TM721.1

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本文編號：2582319