直流斷路器轉(zhuǎn)移電流的電弧采集及特性分析.pdf

1、碩士學位論文直流斷路器轉(zhuǎn)移電流的電弧采集及特性分析ArcCollectionandCharacteristicAnalysisofDCCircuitBreakerTransferringCurrent學21013014完成日期：201352大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要近年來，隨著高壓直流輸電工程的快速發(fā)展，直流的應用領域越來越廣泛，對直流斷路器的需求也隨之增加，對其可靠

2、性的要求也越來越嚴格。直流輸電在遠距離大容量輸電中有著無可比擬的優(yōu)點，更凸顯了直流斷路器的重要性。但相比于交流開斷而言，直流開斷較為困難，是由于其沒有自然過零點。電流轉(zhuǎn)移法是通過在直流電流上疊加反向電流來創(chuàng)造過零點，從而實現(xiàn)直流開斷。本文采用Matlab／Simulink建立了Mayr電弧模型對電流轉(zhuǎn)移過程進行仿真，分析該過程中電流及斷口電壓的變化情況。試驗控制系統(tǒng)采用ATMEGAl6L作為主控芯片，分別設計時序控制器及調(diào)速控制器。利用

3、時序控制器上的鍵盤及LCDl2864，實現(xiàn)試驗中的時序控制；調(diào)速控制器進行電容電壓的實時采集，利用PWM控制原理，設計IGBT橋式電路，實現(xiàn)主斷路器開斷速度的調(diào)節(jié)控制。調(diào)速控制器順利通過電磁兼容測試，并成功實現(xiàn)對試驗電路的控制。本文通過選用合適的電容和電感組成振蕩回路模擬產(chǎn)生直流故障電流，并由高頻電路產(chǎn)生反向投入電流，從而完成直流開斷試驗。試驗中采用高速攝像機對開斷過程中的電弧進行采集，并通過數(shù)字圖像處理技術對其進行分析，得到直流電弧的

4、形態(tài)和特點。對回路中的斷路器和球隙進行分散性測試、時序控制測試及調(diào)速控制測試，通過合理調(diào)整參數(shù)采集到較好的電弧圖像；并利用Matlab軟件對圖像進行二值化處理，得到電弧面積變化曲線。相比交流開斷結(jié)果，得出直流開斷的電弧面積變化的特點。通過研究不同開斷速度時電弧面積變化情況，表明在一定范圍內(nèi)速度越快越利于電弧的熄滅。關鍵詞：直流斷路器；Mayr電弧模型；PWlVl控制原理；數(shù)字圖像處理技術；電弧面積變化本論文得到國家自然科學基金項目(項目