溫度對(duì)真空斷路器動(dòng)作特性影響的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文溫度對(duì)溫度對(duì)真空真空斷路器動(dòng)作特性影響的研究斷路器動(dòng)作特性影響的研究ResearchonDynamicacteristicofVacuumCircuitBreakerInfluencedbyTemperature作者姓名：晁雪薇學(xué)科、專業(yè)：電機(jī)與電器學(xué)號(hào)：21413012指導(dǎo)教師：董恩源教授完成日期：2017.05.05大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要電網(wǎng)中斷

2、路器操作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性是斷路器智能控制實(shí)現(xiàn)的前提，環(huán)境溫度是影響斷路器操作準(zhǔn)確性的因素之一。環(huán)境溫度對(duì)斷路器動(dòng)作特性影響明顯、難以控制，在對(duì)斷路器操動(dòng)時(shí)間精度要求較高的場(chǎng)合如同步關(guān)合操作等，需要對(duì)溫度影響導(dǎo)致的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。環(huán)境溫度變化時(shí)會(huì)影響永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器整個(gè)控制操動(dòng)系統(tǒng)中多個(gè)參量數(shù)值發(fā)生改化，參量分別為：電容容量、電容內(nèi)部等效串聯(lián)電阻（ESR）、線圈電阻、永磁體參數(shù)和運(yùn)動(dòng)阻尼。文中，對(duì)永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器做了一系列溫度實(shí)驗(yàn)，測(cè)量

3、斷路器各參量和動(dòng)作特性隨溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)電容容量、ESR、線圈電阻、靜態(tài)保持力隨溫度變化規(guī)律與理論一致；樣機(jī)合閘時(shí)間隨溫度升高先減小后增大，20℃時(shí)時(shí)間最短；之后，針對(duì)運(yùn)動(dòng)阻尼無(wú)法量化這一問(wèn)題，提出樣機(jī)實(shí)驗(yàn)和ANSYSMaxwell仿真相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)仿真與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)合閘時(shí)間偏差的補(bǔ)償?shù)玫竭\(yùn)動(dòng)阻尼隨溫度的變化情況；然后，基于MATLAB擬合各溫度下運(yùn)動(dòng)阻尼與行程間的關(guān)系公式，得到運(yùn)動(dòng)阻尼與行程公式的系數(shù)與溫度關(guān)系符合二階高斯分布；為

4、表征運(yùn)動(dòng)阻尼等不可控變量導(dǎo)致的仿真與實(shí)驗(yàn)間的誤差，文中定義仿真合閘時(shí)間與樣機(jī)合閘時(shí)間之比百分值為仿真綜合工作效率，實(shí)驗(yàn)溫況下仿真綜合工作效率在70%90%之間隨溫度升高先增大后減小，在40℃時(shí)最高。研究中，為避免單臺(tái)斷路器實(shí)驗(yàn)結(jié)果的特殊性，隨后對(duì)三臺(tái)同行程永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器進(jìn)行了一系列溫度實(shí)驗(yàn)，包括樣機(jī)溫度實(shí)驗(yàn)和仿真溫度實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析三臺(tái)斷路器動(dòng)作特性和仿真綜合工作效率隨溫度的變化規(guī)律。三臺(tái)斷路器永磁機(jī)構(gòu)分為兩類，分別為同行程同尺寸和同

5、行程不同尺寸。研究得到，同行程永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器動(dòng)作特性受溫度影響趨勢(shì)一致，合閘時(shí)間由低溫到高溫都會(huì)隨溫度升高先減小后增大。基于MATLAB對(duì)三臺(tái)斷路器仿真綜合工作效率與溫度關(guān)系進(jìn)行擬合，擬合所得公式基本符合二次多項(xiàng)式分布。本文提出了計(jì)算運(yùn)動(dòng)阻尼的方法，并分析了永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器動(dòng)作特性和仿真綜合工作效率隨溫度變化的規(guī)律，可以為永磁機(jī)構(gòu)考慮溫度的仿真研究和同步關(guān)合技術(shù)實(shí)際應(yīng)用提供理論指導(dǎo)，減少人力提高效率。關(guān)鍵詞：永磁機(jī)構(gòu)；動(dòng)作特性；運(yùn)