Prinzip und Funktion des Hochspannungs-Vakuum-Leistungsschalters

Funktionsprinzip des Hochspannungs-Vakuum-Leistungsschalters Der Einsatz eines lichtgesteuerten Vakuum-Leistungsschaltermoduls in einem Vakuum-Leistungsschalter mit mehreren Unterbrechungen stellt höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung und einen geringen Stromverbrauch. Aus diesem Grund wurde das eigenständige Stromversorgungsmodul mit geringem Stromverbrauch des lichtgesteuerten Vakuum-Leistungsschaltermoduls entwickelt. Das Funktionsprinzip des eigenständigen Netzteils wird analysiert und die Struktur seiner elektromagnetischen Leistungsinduktionsspule (Leistungs-CT) optimiert. Das Kondensatorlademodul reduziert seinen Arbeitsverlust aufgrund der Schaltungsstruktur, der Geräteauswahl und der Änderung des Arbeitsmodus. Das Lade- und Entladecharakteristikmodell des Permanentmagnetmechanismus-Betriebskondensators wird erstellt und die optimale intermittierende Steuerstrategie mit geringem Verlust analysiert. Das Low-Power-Design des intelligenten Controllers wird durchgeführt und die Online-Low-Power-Steuerungsstrategie und der Offline-Ruhearbeitsmodus werden realisiert. Anschließend wurde durch Experimente bestätigt, dass der optimierte Stromwandler einen Arbeitsbereich von 200 A bis 3.000 A hat, was den Arbeitsbedingungen des eigenständigen Online-Stromversorgungsmoduls entspricht. Die gesamte autarke Stromversorgung weist einen normalen Arbeitsverlust von 300 mW auf, was einem dreiwöchigen Stromausfall des Stromnetzes entspricht. Das eigenständige Stromversorgungssystem kann weiterhin den lichtgesteuerten Vakuum-Leistungsschalter zum Betrieb antreiben. Die konzipierte eigenständige Stromversorgung erfüllt die Systemanforderungen an die Zuverlässigkeit und Intelligenz des Leistungsschalters.

Vakuum-Leistungsschalter nutzen Vakuum als Lichtbogenlösch- und Isoliermedium. Sie verfügen über eine starke Lichtbogenlöschfähigkeit, geringe Größe, geringes Gewicht, lange Lebensdauer, keine Brand- und Explosionsgefahr und keine Umweltverschmutzung. Daher werden sie häufig im Mittelspannungsbereich eingesetzt. Aufgrund des Sättigungseffekts zwischen der Vakuumdurchbruchspannung und der Spaltlänge können Vakuumschalter mit einfacher Unterbrechung jedoch nicht für höhere Spannungsniveaus verwendet werden. Vakuumschalter mit Mehrfachunterbrechung können diesen Mangel ausgleichen.

Die dynamischen und statischen Isolationseigenschaften und dynamischen Spannungsausgleichsprobleme von Vakuum-Leistungsschaltern mit mehreren Unterbrechungen werden seit vielen Jahren im In- und Ausland untersucht. Das statistische Verteilungsmodell für statische Ausfälle von Vakuumschaltern mit Doppel- und Mehrfachunterbrechung wird durch die Einführung des Konzepts der „Durchschlagsschwäche“ und der Methode der Wahrscheinlichkeitsstatistik erstellt. Daraus wird geschlossen, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit der Vakuum-Unterbrecher mit drei Unterbrechungen geringer ist als die der Vakuum-Unterbrechungs-Unterbrecher mit einer Unterbrechung, und dies wird durch Experimente bestätigt. Der Artikel analysiert und verifiziert den statischen und dynamischen Spannungsausgleichseffekt von Spannungsausgleichskondensatoren bei Vakuum-Leistungsschaltern mit mehreren Unterbrechungen. Der Artikel analysiert den Ausschaltmechanismus und die Schlüsselfaktoren von Vakuumschaltern mit Doppelunterbrechung.