交流整流发电机保护开关的双向非一致短路分断机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51207166
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0704.电力系统与综合能源
- 结题年份:2015
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2015-12-31
- 项目参与者:庄劲武; 徐国顺; 王晨; 武瑾; 刘路辉; 吴洪江; 刘佳; 许进宝;
- 关键词:
项目摘要
The DC electric power system of modern ship uses AC rectifier generator as the system source and supplies power to loads through static DC-AC invertors. A topology of bidirectional non-uniform hybrid vacuum DC circuit breaker based on zero voltage principle and zero current principle is proposed in order to solve the problem of selected protection of AC rectifier generator in such a system. When short circuit occurs in the generator side of the circuit breaker, the breaker must cut off the circuit immediately. And the zero current method is applied which is able to cut off fault current with maximum di/dt of 20 A/μs within 10 ms. However, when fault occurs out of the generator, the circuit breaker has to undergo the fault current with peak current of 70kA/5ms and cut off the fault current in the decay period after a short time delay. The zero voltage method is used in this condition and faults that occur in the load and the main copper bar can be differed. A high speed contact driving mechanism is design in combined of a high speed electro-magnetic repulsion mechanism, a permanent magnetic mechanism and a spring mechanism. Equivalent vacuum dielectric recovery tests in all working condition are performed and the control strategy can be optimized upon the tests. A practically technology of bidirectional non-uniform hybrid vacuum DC circuit breaker can be achieve based on the breakthrough of the all key techniques.
现代舰船直流电力系统采用交流整流发电机作为系统电源,并通过固态逆变器向负载供电。这种系统中,发电机保护开关面临发电机侧短路时瞬动和电网侧短路时耐受后延时分断的矛盾。针对此问题,本项目提出一种双向非一致混合型真空直流断路器方案,当保护开关的发电机侧发生短路故障时,采用强迫换流关断方法,在10ms内切断初始上升率为20A/μs的短路电流;当保护开关的电网侧发生短路故障时,断路器能够耐受峰值70kA,峰值时间5ms的短路电流冲击,并在电流的衰减阶段采用自然换流关断原理关断短路电流,以区分负载故障与配电母排故障,实现选择性保护。设计基于高速电磁斥力机构、双稳态永磁机构和弹簧连接机构的高速触头驱动机构,进行断路器各运行工况下的等效真空介质恢复试验,在此基础上对断路器控制策略进行优化。在突破各关键技术的基础上获得实用化的双向非一致混合型真空直流断路器技术,为舰船电力系统的安全、稳定运行提供技术保障。
结项摘要
针对现代舰船直流电力系统交流整流发电机保护断路器面临的发电机侧短路时瞬时分断高上升率短路电流和电网侧短路时短延时分断的不同要求问题,本项目提出了一种双向非一致混合型真空直流断路器的拓扑结构,采用强迫换流关断原理关断发电机侧短路时高上升率短路电流,采用自然换流关断原理实现电网侧短路时短延时保护以及正常工作电流的分断。设计基于高速电磁斥力机构、双稳态永磁机构和弹簧连接机构的高速触头驱动机构,进行断路器各运行工况下的等效真空介质恢复试验,对断路器关断的三个换流过程进行分析,得到了该拓扑结构的最佳连接形式,该连接形式下正、反向关断电流的利用率分别为100%和83%。设计了1 kV/2.5 kA混合型断路器样机,并进行了正、反向关断试验,实现了正向8 kA的自然换流关断和反向初始上升率为20 A/μs的短路电流强迫换流关断。试验结果表明所提出方案的有效、可行和分析准确、可信。突破了各关键技术并获得实用化的双向非一致混合型真空直流断路器关键技术,为舰船电力系统的安全、稳定运行提供技术保障。
项目成果
期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
小开距下直流真空断路器介质恢复试验及分析
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:低压电器
- 影响因子:--
- 作者:吴洪江;庄劲武;江壮贤
- 通讯作者:江壮贤
混合型中压直流真空断路器的研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:高压电器
- 影响因子:--
- 作者:刘路辉;庄劲武;江壮贤;王晨
- 通讯作者:王晨
改进混合型限流断路器限流特性及换流电弧能量分析
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:高电压技术
- 影响因子:--
- 作者:庄劲武;江壮贤;刘路辉;武瑾
- 通讯作者:武瑾
石英砂对电磁斥力高速开断器介质恢复特性的影响
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:高电压技术
- 影响因子:--
- 作者:庄劲武;王晨;陈搏;江壮贤
- 通讯作者:江壮贤
混合型直流真空断路器过电压分析与保护方法
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:低压电器
- 影响因子:--
- 作者:刘路辉;庄劲武;江壮贤;王晨
- 通讯作者:王晨
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其他文献
新型混合式限流熔断器设计分析
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:船海工程
- 影响因子:--
- 作者:杨锋;陈搏;王晨;江壮贤
- 通讯作者:江壮贤
高速开断器的10kV/10kA介质恢复试验系统关键技术
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:电力自动化设备
- 影响因子:--
- 作者:庄劲武;王晨;陈搏;江壮贤
- 通讯作者:江壮贤
大电流电弧触发式混合限流熔断器分析与设计
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:电力自动化设备
- 影响因子:--
- 作者:王晨;庄劲武;江壮贤;戴超;杨锋;陈搏
- 通讯作者:陈搏
双向强迫换流型直流限流断路器的分析与设计
- DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.170035
- 发表时间:2017
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:杨锋;高海林;江壮贤;庄劲武
- 通讯作者:庄劲武
新型混合型限流断路器在直流电力系统中的限流特性研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:电力自动化设备
- 影响因子:--
- 作者:戴超;王晨;张晓锋;庄劲武;江壮贤;刘路辉
- 通讯作者:刘路辉
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