[发明专利]一种耦合变压器型直流断路器用空芯脉冲变压器及其参数获取方法

权利要求书

1.一种耦合变压器型直流断路器用空芯脉冲变压器的参数获取方法，其特征在于，耦合变压器型直流断路器用空芯脉冲变压器包括：原方绕组(1)、副方绕组(2)、原方绕组高压端(3)、原方绕组低压端(4)、副方绕组高压端(5)、副方绕组低压端(6)、副方绕组匝间绝缘膜(7)、原方绕组匝间绝缘膜(8)、主绝缘膜(9)和绝缘支撑架(10)；所述副方绕组(2)沿所述绝缘支撑架(10)径向绕制，所述副方绕组(2)具有径向电压梯度，且所述副方绕组(2)的匝间绝缘由所述副方绕组匝间绝缘膜(7)实现；所述副方绕组低压端(6)和所述原方绕组低压端(4)之间采用所述主绝缘膜(9)绝缘；所述原方绕组(1)绕制在所述主绝缘膜(9)外，且所述原方绕组(1)的匝间绝缘由所述原方绕组匝间绝缘膜(8)实现；所述参数获取方法包括下述步骤：

(1)根据最大开断电流Imax确定脉冲变压器副方电流i2的第一幅值i2max，并获得脉冲变压器副方电流i2的第一上升沿时间

其中，Un为直流母线电压，In为额定电流，为最大故障电流下降率，Tp为真空断口拉开至最大开距的时间；L0为平波电抗器的电感值，

(2)根据公式和获得ω2的值，然后将C2、ω2代入可以确定L2的取值；根据公式获得原方电感L1的值，再由公式和获得原方电容C1的值；

其中，U0为原方电容C1的充电电压，k为耦合系数，k大于等于0.8，χ为一个设定的调谐度；

(3)获得原方电流i1的频率f1和副方电流i2的频率f2，并根据原、副方电流的频率获得原方绕组铜带的厚度和副方绕组铜带的厚度

其中，ρ＝1.72×10-8Ω/m，为铜电阻率；μ0＝4π×10-7H/m，为真空磁导率；

(4)根据副方绕组需耐受1.5～2倍母线电压选定副方绕组匝间绝缘材料的耐压值UN2和厚度d2，并根据公式获得副方绕组匝数N2；

(5)由公式III～公式VIII获得原方绕组匝数N1，支撑架外径r和绕组宽度l；并获得变压器原方杂散电阻和副方杂散电阻其中，i为原方绕组匝数编号，j为副方绕组匝数编号；

其中，公式III为公式IV为公式V为公式VI为公式VII为公式VIII为其中，k为耦合系数；UN1为原方绕组匝间绝缘材料的耐压值，UN1≤UN2；d1为原方绕组匝间绝缘材料的厚度；d为主绝缘材料的厚度；

(6)根据公式获得电流i2的第二幅值I2以及第二上升沿时间t′rise，并通过调整U0的值和C2的值使得所述第一幅值等于所述第二幅值，且所述第一上升沿时间等于所述第二上升沿时间；

其中，Lk1和Lk2分别为原、副方杂散电感，均为微亨级。