配永磁操动机构的真空断路器投切技术研究

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雅宝题库解析：
智能电网具有可靠、优质、高效等一系列特点，是当今世界电力系统发展变革的最新方向，受到了国内外电力业界的高度关注。配电网作为电网输配电系统的最后一个环节，其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关，因此智能配电网是智能电网的重要基础之一。永磁操动机构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和研究的热点。永磁操动机构作为一种用于真空断路器的新型操动机构，结构简单，具有高的机械可靠性，动作时运动部件少且连接紧密，分合闸时间比较短而且稳定，出力特性与真空断路器负载特性具有近乎完美的配合，所有这些优点为提高断路器分合闸的可靠性，进而实现智能同步投切操作成为可能。论文以中压电力系统中真空断路器智能投切控制技术的实际题目为基点，以现有双稳态永磁操动机构的结构和驱动方式为基础，深入研究了真空断路器永磁操动机构动静态特性、动作时间分散性小的机理以及智能投切控制技术，设计了一种新型的智能投切控制系统，为永磁操动机构的优化设计和智能控制提供依据和设计参考。本文的研究工作从分析双稳态永磁操动机构的驱动原理开始，分析了电子控制的永磁操动机构动作时序，从定性的角度分析了影响永磁操动机构动作时间的内外部因素；计及温度和涡流的影响计算了多场耦合条件下的永磁操动机构的动静态特性，从定量的角度计算分析了机构动作时间对其影响因素的敏感度，并研究了各因素影响下永磁操动机构特性参数的变化对机构动作时间分散性影响的关系，分析得出永磁操动机构动作时间分散性小的内部机理。为满足智能同步投切控制的精度和进一步减小动作时间的分散性，需对外部影响因素引起的永磁操动机构的动作时间分散性进行补偿。本文设计了一种基于改进的动态模糊神经网络的永磁操动机构真空断路器动作时间预测补偿模型，对控制算法进行了改进与仿真研究，并与实验结果进行了对比分析。本文分析了真空断路器投切电力系统中的电容器组和空载变压器时产生的过电压和涌流等系统暂态，从理论上推导了系统的过电压和涌流的表达式。研究了投切上述两种典型负载时的最佳投切相位，并给出相应的同步投切控制策略。建立了断路器投切不同连接方式下的无功补偿电容器组的仿真模型以及关合空载三相变压器仿真模型，并对提出的投切控制策略进行了仿真对比分析。论文根据电力用户的需求，设计了一种基于ARM+DSP架构的智能投切控制器原理样机，该控制器集测量、监测、保护、控制及数据远传等功能于一体，可实现基本电参数的实时监测和不同工况下智能同步分合闸操动功能，还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。论文最后按照型式试验的要求，在现有实验室环境条件下，对设计的智能投切控制器原理样机进行了基本电参数的测量、永磁操动机构动作时间测试、单相及三相同步分合闸、重合闸等实验验证。