隨著科技進(jìn)步,研發(fā)智能電網(wǎng)與建設(shè)智能電網(wǎng)科學(xué)技術(shù)也日益精進(jìn),與之沖突的是電流和時(shí)間整定存在的問題,因此必須在配電系統(tǒng)保護(hù)的選擇性與快速性上進(jìn)行改進(jìn)。為保證居民用電的可靠性與連續(xù)性,除底層斷路器外的斷路器通常需要具有短路短延時(shí)保護(hù)特性才能實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),否則瞬間斷電會(huì)造成巨大損失。因此對(duì)于低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),關(guān)鍵在于各層級(jí)斷路器之間保護(hù)特性應(yīng)該相互協(xié)調(diào)配合,才能擴(kuò)大保護(hù)范圍,從始至終實(shí)現(xiàn)保護(hù),即上至電源側(cè),下至終端。區(qū)域選擇性聯(lián)鎖(ZSI)技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)常用的一種智能化保護(hù)方法,這種保護(hù)的特點(diǎn)是:一可實(shí)現(xiàn)選擇性;二可實(shí)現(xiàn)快速性。顯然彌補(bǔ)了電流、時(shí)間整定的不足�，F(xiàn)在問題轉(zhuǎn)化為如何使配電系統(tǒng)中沒有智能化的小型斷路器有一定的智能化功能,這就需要它具有兩段式短路脫扣電磁系統(tǒng)。本文基于交流電磁鐵短路環(huán)的原理創(chuàng)新了一個(gè)新型MCB結(jié)構(gòu),從全選擇性保護(hù)和智能化兩個(gè)方向?qū)π⌒蚆CB進(jìn)行改進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)兩段式短路保護(hù)。原理根據(jù)的是交流電磁鐵短路環(huán)有去磁作用。交流電磁鐵處于正常工作狀態(tài)時(shí),當(dāng)交流電接近零點(diǎn)附近時(shí),電流較小,會(huì)導(dǎo)致電磁吸力也隨之變小,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)鐵芯震動(dòng)的現(xiàn)象,為避免這種情況可以在鐵芯極面處安裝一個(gè)通入交流電會(huì)具有分磁作用的分磁環(huán),它的具體作用體現(xiàn)在當(dāng)激磁磁勢(shì)不變的情況下,磁路中的磁通減小,或者當(dāng)產(chǎn)生同樣的磁通時(shí)會(huì)要求有更大的激磁磁勢(shì)。隨后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該原理的可行性,為小型斷路器可實(shí)現(xiàn)兩段式短路脫扣的電磁系統(tǒng)開辟了新的途徑。本文以小型斷路器DZ47-60為參照物,研究其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作特性,從而掌握小型斷路器運(yùn)動(dòng)機(jī)理;熟悉ZSI工作原理;提出新型可實(shí)現(xiàn)兩段式短路脫扣的電磁系統(tǒng)及動(dòng)作特性的研究總方案;選擇電磁鐵,暫定為U型,利用麥克斯韋方程理論推導(dǎo)分析脫扣電流大小主要影響因素;以matlab中simulink為應(yīng)用軟件,驗(yàn)證理論推導(dǎo)因素;設(shè)計(jì)電磁機(jī)構(gòu);用ansoft軟件進(jìn)行3D磁場(chǎng)的建模和仿真,得到仿真結(jié)果后,進(jìn)一步對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),使其與理論值接近,最終新結(jié)構(gòu)可以在小型斷路器中應(yīng)用。改造時(shí)一要考慮選擇合適的工作氣隙、彈簧反力,二要選擇關(guān)鍵點(diǎn)的電磁吸力�？蓪�(shí)現(xiàn)兩段式短路脫扣的電磁系統(tǒng)及動(dòng)作特性的研究,提供了短路短延時(shí)保護(hù),它不僅是ZSI技術(shù)可以在配電終端使用的基礎(chǔ),更使全選擇性保護(hù)在配電系統(tǒng)中應(yīng)用有了新的可能性。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM561
【部分圖文】：

2時(shí)，CB0 和 CB1 同時(shí)動(dòng)作，此時(shí)配電系統(tǒng)失去了選擇性保護(hù)。圖1.1的這兩種情況分析稱為局部選擇性保護(hù)，即當(dāng)下級(jí)斷路器小于規(guī)定故障電流時(shí)，選擇性保護(hù)實(shí)現(xiàn)。終端配電系統(tǒng)中存在的大部分問題。因此，要對(duì)配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全選擇性保護(hù)。從理論上來講，它就是要求時(shí)間、電流整定原則相配合。隨著配電層級(jí)的增加，

第 2 章 兩段式短路脫扣電磁系統(tǒng)的區(qū)域聯(lián)鎖保護(hù)總方案.1 正泰電器 DZ47-60以小型斷路器 DZ47-60 為參照物，進(jìn)行設(shè)計(jì)。DZ47-60 是一款微型斷路器，在正常條件下不頻繁操作，以打開和關(guān)閉電氣設(shè)備和照明電路。如圖 2.1 所示，要有五大組成部分：除外殼外，圖中的機(jī)械鎖定手柄裝置就是 DZ47-60 的操機(jī)構(gòu)，圖中由動(dòng)觸頭加上靜觸頭共同組成的觸頭組稱為觸頭系統(tǒng)，圖中的急速弧系統(tǒng)被叫做滅弧室，圖中的熱脫扣與電磁脫扣統(tǒng)稱為脫扣機(jī)構(gòu)，在小型斷路的中它是感測(cè)元件，其中熱脫扣原理如下：受熱→金屬形變→形變一定程度→彎曲→四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作→脫扣。原理如下：電磁吸力彈簧吸力 → →四連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作觸頭運(yùn)動(dòng) 脫扣完成

a 內(nèi)部互聯(lián) b 外部互聯(lián)圖 2.2 簡(jiǎn)化圖與實(shí)體圖Fig.2.2 Simplified and solid diagrams2.2.1 時(shí)間保護(hù)時(shí)間整定原則為逐漸增加從底層到頂層的動(dòng)作延遲時(shí)間并通過控制延遲時(shí)間來控制斷路器的延遲以實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)的方法�，F(xiàn)以上圖 2.2 為例，命名如圖。由下至上為第三級(jí)斷路器、第二級(jí)斷路器：CB21、CB22、CB23，第一級(jí)斷路器：CB11。現(xiàn)分別設(shè)它們的動(dòng)作延時(shí)時(shí)間設(shè)為t3、t2和t1根據(jù)時(shí)間整定原則有t1>t2>t3。短路故障→CB3 支路→CB31→短路電流→動(dòng)作CB21→短路電流→不動(dòng)作CB11→短路電流→不動(dòng)作按照該理論，理論上可以實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上：配電層級(jí)↑→頂層延時(shí)時(shí)長(zhǎng)↑。確保連續(xù)性

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