李利[1]2002年在《配永磁机构真空断路器测控系统及其同步关合技术的研究》文中研究说明首先，本文设计了由80C196单片机及其外围电路组成的测控系统。外围电路包括永磁机构充、放电电路、存储器扩展电路、键盘和显示接口电路、输入和输出接口电路等。用汇编语言编制程序对配永磁机构的真空断路器的分、合闸进行控制，同时对其运行的环境温度、控制电压、合闸位移和触头间隙电压过零点等状态进行实时监测。 其次，本文对永磁机构的同步关合技术进行了研究。通过计算分析了同步关合技术对合闸暂态过程中过电流和过电压的抑制作用，并以电容器的同步关合为例，分析了同步关合的动作过程及预击穿特性、环境温度，控制电压等外界因素对同步关合技术的影响。 最后，为了建立环境温度和控制电压与合闸时间的关系，在不同环境温度、不同控制电压下，用本文设计的测控系统对配永磁机构的真空断路器的合闸时间进行实验，测得了大量的数据，用其中的一部分数据进行BP神经网络训练，并建立了隐层含有四个结点的叁层BP神经网络模型。用数据的另一部分对建立的神经网络模型进行测试，该模型的建立为同步关合技术的实现创造了有利的条件。
丁红[2]2010年在《真空断路器永磁操动机构同步控制器的研究》文中提出永磁操动机构是一种用于真空断路器的新型操动机构,它的出现为提高断路器的可靠性,进而实现智能化操作提供了条件。永磁操动机构的同步控制技术是断路器智能化领域的前沿课题,对于减小合闸涌流和过电压、提高断路器的分断能力、实现配电终端的智能化,以及改善电网电能质量,具有重大的现实意义。论文分析了真空断路器永磁机构的工作机理,建立了真空断路器永磁操动机构的动态过程数学模型,并对其静动态特性进行分析。阐述了永磁机构同步关合的动作过程,并进行了仿真。探讨了预击穿特性、环境温度,控制电压等外界因索对同步关合技术的影响,并针对这些因素提出基于快速FFT算法的选相分合闸技术以及同步关合的模糊控制算法,通过对模糊控制器的仿真验证了其可行性。根据系统性能要求与工作特点,以MSP430F149微控制器为核心设计了同步控制器的驱动控制电路,研究了同步控制器的软硬件实现技术,可以实现保护、控制、测量、开关量监测等功能。最后,按照型式实验标准,对所研发的真空断路器永磁操动机构同步控制器进行了电气与机械特性实验以及电磁兼容实验。试验结果表明系统性能可靠,技术参数优良,部分参数和功能优于进口产品,完全可以替代进口产品。
幸晋渝[3]2005年在《智能同步真空断路器测控系统的研究》文中指出断路器作为电力系统中重要的电气设备之一,起着控制、调节和保护作用,其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响。伴随着电网的不断扩大,用户对供电质量和供电可靠性要求也越来越高。电能的高质量体现在电压和频率的稳定性、电压畸变率、暂态过程长短等多个方面。在配电网中,断路器操作频繁,产生大量的操作暂态过程,直接影响了电能质量。由于真空断路器技术的日益进步和显着优点,使得真空断路器在配电系统中得到越来越广泛的应用。因此,针对真空断路器操作过电压的抑制问题,开展真空断路器智能同步操作的研究,对电力系统的安全运行和电能质量的提高具有重要的现实意义。 本文在分析和总结国内外断路器智能化研究现状的基础上,对真空断路器操作过电压进行了理论分析,研究了永磁机构动作时间的影响因素,提出了基于DSP和人工神经网络的同步控制解决方案,给出了一种在断路器上直接获取电网参数的算法。 针对该研究课题,本文的主要研究内容如下: 1、对真空断路器操作过电压进行了详细的理论分析。阐述了各种情况下操作过电压的形成及抑制方法;分别对空载变压器、电容器和空载线路的合、分闸操作过电压进行了讨论。 2、介绍了双稳态永磁机构的工作原理,在分析永磁机构动作时间影响因素的基础上,提出了利用人工神经网络建模预测分、合闸时间及其在DSP上的实现方法。在分析操作暂态过程的基础上,给出了合、分闸操作时的信
高丽[4]2004年在《真空断路器永磁机构设计和中压开关智能化》文中提出永磁操动机构一种新型的真空断路器操动机构，该机构具有可靠性高、零部件少、免维护等优点。本文从永磁材料和永磁操动机构的特性出发，讨论几种永磁操动机构的结构和工作原理，并对其静态、动态特性进行分析，提出了合理选择永磁操动机构的总体思路。在永磁操动机构控制系统的设计部分，文中重点介绍了控制系统的电磁兼容性问题。中压断路器自动监测和中压断路器智能操作是中压开关智能化的主要内容，其中着重分析了中压断路器同步操作技术。
李秀副[5]2006年在《真空断路器永磁机构及其智能控制的研究》文中研究表明作为一种新型的操动机构,永磁操动机构具有零部件数量少、可靠性高、免维护等传统断路器操动机构所无法比拟的优点,受到了世界各国的普遍关注。本文主要工作是对中压断路器永磁操动机构的原理、静态吸力、动态特性及控制系统进行研究分析,并对永磁机构断路器的智能化进行了探讨。其中静态磁场的计算采用了目前应用较为广泛的有限元方法,对永磁单独作用的机构静态吸力特性和激磁电流与永磁共同作用的吸力特性进行了分析计算。在动态计算中本文根据永磁和激磁电流共同作用这一特点,建立了相应的数学模型,给出了动态微分方程组的求解方法,并对动态过程进行了分析。通过动态特性的计算,获得了电容放电激磁下的永磁操动机构线圈电流、产生的磁力、动铁心的速度、位移及电容电压随时间变化的曲线,并分析了各项电参数对动态特性的影响,为产品的设计提供了理论依据。本文探讨了基于单片机的高压真空断路器双稳态永磁机构智能控制系统设计,这种控制系统集保护、控制、测量、开关量监测等功能于一体。可实现对电压、电流、有功功率、无功功率的实时监测,具有过电流速断保护、过电压和欠电压保护、闭锁、自诊断以及报警等功能。在论文的最后部分,探讨了中压真空断路器的智能控制和同步关合技术。
赵艺杰[6]2013年在《永磁机构同步控制技术的研究》文中进行了进一步梳理同步控制技术又称为选相控制技术，它的实质是根据不同的负载特性，控制断路器的触头在电压或电流最有利的相位完成合闸或分闸操作，以消除分合闸过程所产生的涌流和过电压，提高开关的开断能力和系统的稳定性，已成为近年来开关智能化的前沿课题之一。本文对永磁机构的同步控制技术进行研究。首先，对永磁机构的结构和工作原理进行了分析研究，永磁机构具有的可靠性高、寿命长、动作时间分散性小等特点，为实现同步控制技术提供了良好的基础。其次，对同步控制技术的原理进行分析，介绍了同步合闸控制和同步分闸控制的动作过程，并对预击穿特性，环境温度，控制电压等外界因素对同步控制实现的影响进行了探讨。然后，计算分析了在关合电容器，空载变压器，空载线路时的相位选择策略，并通过Matlab仿真验证了同步关合技术对合闸暂态过程中过电流和过电压的抑制作用。对于故障电流的同步分断，首要任务是预测目标电流过零点。采用自适应最小均差算法来提取故障电流参数，准确预测开断过程中电弧熄灭时的故障电流零点，从而确定触头的最佳分离时刻。最后，采用最小二乘法建立起控制电压、环境温度与合闸时间的关系模型，预测动作时间。该模型的建立为同步控制技术的实现创造了有利的条件。
李斌[7]2012年在《高压真空断路器动态特性分析及其控制研究》文中进行了进一步梳理智能电网已经成为当今世界电力系统发展变革的最新方向，同时智能配电网又是研究的重点。针对永磁机构高压真空断路器作为配电网中系统控制、保护的重要设备，其智能化一直是关注的热点问题。同时操动机构是决定断路器操控性能的重要部件之一，永磁机构取代了传统的操动机构作为断路器新的操动机构，因为它机构零部件少、装置的可靠性高、可实现免维护、它的出力特性与断路器反力特性能够良好配合，因而受到了当今世界各国的普遍关注，目前在我国乃至世界上许多发达国家的中高压开关领域都得到了广泛的应用。文中介绍了研究开发双线圈双稳态永磁机构智能型高压真空断路器的目的和意义，并论述了配永磁机构真空断路器、永磁机构控制器国内外发展现状。对配双稳态永磁机构真空断路器的工作原理进行研究，从定性和定量角度分析了真空断路器分闸、合闸过程中永磁机构的磁路特性。利用粒子群优化算法对永磁机构进行优化设计，建立了以永磁体的体积和永磁机构的总体积为性能指标的统一目标函数模型，选择了五个优化变量和两个约束条件，所得的优化结果表明：整个机构的总体积更小、生产成本更低，对此优化结果进行了ANSYS静态仿真。采用Pro/E软件建立了真空断路器运动简化模型，然后利用ADAMS软件进行机械系统动态仿真分析。论文针对这种双稳态永磁机构真空断路器，设计了一种新型智能控制器。该控制器具有检测、控制、保护、就近遥控、GPRS无线通信等功能，它的控制单元主要包括储能电容充电电路，电容充电电压、相电压、电流检测电路，分合闸激磁线圈驱动电路以及动铁心位移检测电路等；同时装置实现了系统过欠压、漏电、短路、过载及缺相等故障保护功能，并可以通过GPRS无线网络对永磁机构真空断路器进行实时在线监测和远程分、合闸控制操作。经试验测试表明，该控制器运行稳定、功能完善、鲁棒性好，从而大大提高了永磁机构真空断路器的整体性能，达到智能化、小型化的要求。
王瑞[8]2009年在《基于模糊控制的高压同步断路器研究》文中指出断路器作为电力系统中重要的电气设备之一,起着控制、调节和保护作用,其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响,伴随着电网的不断扩大,用户对供电质量和供电可靠性要求也越来越高。电能的高质量体现在电压和频率的稳定性、电压畸变率、暂态过程长短等多个方面。在配电网中,断路器操作频繁,产生大量的操作暂态过程,直接影响了电能质量。由于真空断路器技术的日益进步和显着优点,使得真空断路器在配电系统中得到越来越广泛的应用。本文在分析和总结国内外高压同步断路器智能化研究现状的基础上,提出了基于DSP模糊控制的同步控制解决方案。论文介绍了永磁操动机构结构和工作原理,然后深入分析了高压同步断路器开断和关合过程中双稳态永磁机构的动态分析数学模型、断路器动态特性,通过动态特性的计算,初步得出了永磁机构电感等电磁参数、通电电流与动铁心运动时间之间的关系以及永磁机构动铁心位移、速度等参量与时间的关系。论文针对双稳态永磁机构的非线性特点,在高压同步断路器控制系统中引入了模糊控制技术。论文系统介绍了模糊控制方法和模糊自适应控制方法,分析了模糊控制系统的设计方法,依据模糊控制的特点,研究了高压同步断路器系统的模糊控制方法,并设计了基于DSP的硬件系统和软件程序,并进行了相关的调试。对高压同步断路器控制系统进行了实验,实验结果证明了该同步断路器控制系统实时控制的快速性和精确性,为进一步研究断路器同步操作的问题提供了重要依据。
丁富华[9]2006年在《真空开关的选相控制及其应用研究》文中研究指明选相控制开关又称同步开关或相控开关，其实质就是根据不同的负载特性，控制开关在电压或电流最有利的相位(电角度)完成合闸或分闸，以主动消除开关过程所产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，或提高开关的开断能力，是当前国内外开关智能化的前沿课题之一。本论文以真空开关选相投切电容器组为重点，以消除开关过程所产生的涌流和过电压等电磁暂态效应为出发点和目的，从选相投切技术的相关理论、基于DSP的永磁机构真空开关选相投切系统的设计与实现、基于相控真空开关的智能无功补偿装置、样机功能系统试验、选相投切空载变压器等几个方面展开论述，为相控真空开关在国内的进一步研究与推广提供了参考与支持。 无功补偿电容器组的选相投切是当前选相控制真空开关的主要应用领域，本文根据投切电容器组的暂态过程分析，首先提出了不同连接方式下电容器组的选相投切策略。相控真空开关对操动机构机械特性、灭弧室电气特性及测控系统有特殊要求，而高压领域的预击穿现象和动作时间偏差会导致实际投切相位偏离预设相位，从而降低选相投切的功效，为此本文进一步推导出不同关合系数与机械分散性条件下的最佳关合相位与最大关合电压计算公式。此外，文中还从开关暂态过程、选相控制策略和使用效果等方面阐述了选相投切技术在空载输电线路、并联电抗器、空载变压器等不同领域的应用状况。 双稳态永磁机构结构简单、动作稳定可靠，其出力特性能与真空开关良好匹配，在中压领域得到越来越广泛的应用。相控真空开关采用分相独立操动的双稳态永磁机构，其操作电源为由大功率电力电子器件控制的储能电容器，操动精度可达微秒量级。采用双次线性插值法与多元线性回归法从软件上动态补偿操作电源的电压、环境温度等对永磁机构动作时间的影响，可提高开关的控制精度与稳定性。测试结果表明补偿后的永磁机构合分闸相位的控制偏差平均值小于0.4ms，很好地满足了相控开关的基本要求。 近年发展起来的数字信号处理器(DSP)是实现选相控制系统的理想核心器件。本研究的选相控制系统设计包括：基于TMS320LF2407A型DSP的软硬件结构：采用64阶FIR数字滤波器提取参考零点，通过软件自适应同步采样技术与FFT变换计算电网参数，针对不同的选相控制策略编写了相应的延时子程序以供调用等。电网频率波动会对参考零点提取带来一定的同步误差，文中采用IZC算法实时跟踪电网频率，选用14位高精度A／D转换芯片MAX125，可把控制精度提高到0.1ms以上。 10kV变电站常安装并联电容器组作为无功补偿设备，以降低有功损耗并改善电能质量。本文针对当前无功补偿装置的不足，设计了基于相控真空开关的新型智能无功补偿装置。该装置综合考虑电网功率因数和母线电压的变化，分组选相投切无功补偿电容
范兴明, 邹积岩, 董恩源, 丛吉远[10]2005年在《全电压关合试验的控制策略及其实现》文中研究说明与国外大功率试验室相比,我国的现有高压试验水平还相对落后。针对国内各大电力试验站的现有设备状况和试验条件,提出了以真空触发开关作为电流源快速关合装置的合成关合试验回路。重点阐述了关合试验中的控制策略及其实现,并对试品合闸相位、合闸时间分散性和预击穿特性等影响控制精度的主要因素进行了分析。该试验回路可以进行126-252kV/63kA全电压合成关合试验。
参考文献：
[1]. 配永磁机构真空断路器测控系统及其同步关合技术的研究[D]. 李利. 沈阳工业大学. 2002
[2]. 真空断路器永磁操动机构同步控制器的研究[D]. 丁红. 中南大学. 2010
[3]. 智能同步真空断路器测控系统的研究[D]. 幸晋渝. 四川大学. 2005
[4]. 真空断路器永磁机构设计和中压开关智能化[D]. 高丽. 华北电力大学（北京）. 2004
[5]. 真空断路器永磁机构及其智能控制的研究[D]. 李秀副. 重庆大学. 2006
[6]. 永磁机构同步控制技术的研究[D]. 赵艺杰. 西安科技大学. 2013
[7]. 高压真空断路器动态特性分析及其控制研究[D]. 李斌. 辽宁工程技术大学. 2012
[8]. 基于模糊控制的高压同步断路器研究[D]. 王瑞. 西华大学. 2009
[9]. 真空开关的选相控制及其应用研究[D]. 丁富华. 大连理工大学. 2006
[10]. 全电压关合试验的控制策略及其实现[J]. 范兴明, 邹积岩, 董恩源, 丛吉远. 电网技术. 2005
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