126kV雙斷口真空斷路器控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗.pdf

1、現(xiàn)代電力工業(yè)成就的不斷攀升使得電力設(shè)施的發(fā)展要求逐步偏向智能性。延伸到高壓開關(guān)領(lǐng)域，則要求其可應(yīng)用于更高電壓等級、具備更高可靠性，并不斷提升其自動化程度。目前，真空開關(guān)憑借熄弧能力強、環(huán)境污染小等優(yōu)勢，逐步取代SF6開關(guān)成為研究熱點。然而，擊穿電壓隨真空間隙的飽和性限制了其高壓化發(fā)展，因此，由多個滅弧室串聯(lián)而成的多斷口真空開關(guān)得到更廣泛的研究與應(yīng)用。本文以126kV雙斷口真空開關(guān)為主要對象，進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計，并搭建實驗平臺進(jìn)行性能測

2、試。
　　本文首先對雙斷口真空開關(guān)的動、靜態(tài)特性和斷口均壓問題進(jìn)行了研究分析，確定雙斷口的同步動作是影響其開斷特性的關(guān)鍵問題。這既要求單機構(gòu)自身具備較好的動作穩(wěn)定性，又要保證雙機構(gòu)之間的動作同步性。由此，提出了控制系統(tǒng)的目標(biāo)為確保雙斷口的勵磁及運動時間相同，運動軌跡在保持實時同步的基礎(chǔ)上盡量貼合目標(biāo)曲線，從整體上保證雙斷口真空開關(guān)良好的動作特性。
　　永磁機構(gòu)動作分散性小、可靠性高、易于實現(xiàn)操控，是雙斷口真空開關(guān)操動機構(gòu)的最

3、佳選擇。本文研究了永磁機構(gòu)的基本工作原理及其動態(tài)模型，仿真分析出永磁機構(gòu)勵磁和運動階段的不同特點，在單機構(gòu)自調(diào)速的基礎(chǔ)上，進(jìn)行雙機構(gòu)線圈電流和位移參量的協(xié)調(diào)性控制，進(jìn)而實現(xiàn)控制目標(biāo)的要求。單機構(gòu)閉環(huán)控制主要通過調(diào)節(jié)PWM的比值，改變IGBT的開通時間，來改變勵磁電流的大小，進(jìn)而實現(xiàn)對機構(gòu)運動過程的速度調(diào)節(jié)。在雙機構(gòu)調(diào)速中，主要以模糊控制為基礎(chǔ)并結(jié)合了PID控制的優(yōu)點，對該算法的實現(xiàn)及應(yīng)用進(jìn)行了描述。最后以AVR單片機為主要平臺，搭建了1

4、26kV雙斷口真空開關(guān)控制系統(tǒng)，實驗驗證在環(huán)境條件改變時，單機構(gòu)的動作時間由開環(huán)控制下的61.2～73.8ms，改善為67.8～68.2ms;雙機構(gòu)同步性測試結(jié)果表明，通過協(xié)調(diào)控制，雙斷口的合閘時間分散性僅為0.6ms，且運動軌跡同步度較好。
　　電磁兼容(EMC)是控制系統(tǒng)需要考慮的另一關(guān)鍵問題。本文主要針對電源、485通信以及輸入輸出等端口進(jìn)行了EMC設(shè)計。結(jié)合國標(biāo)要求從衰減振蕩、電快速瞬變脈沖群、雷擊浪涌及靜電放電四個方面進(jìn)