一种应用于多断口光控真空断路器的同步控制系统的设计与实现

将多个性能接近的光控真空断路器采用串/并联的形式组成多断口真空断路器,在获得更高开断容量的同时,充分利用了短真空间隙的优良特性。在开断大故障电流的过程中,会造成各断口之间电压、电流分配不均,这对同步控制系统的控制精度提出了非常高的要求。针对这一问题,设计与实现了一种多断口光控真空断路器的同步控制系统,硬件上以数字信号处理器(DSP)TMS320LF2812与现场可编程逻辑阵列(FPGA)SPARTAN3为核心,采用母线背板与功能插板结合的硬件架构;软件上实现了电压电流零点检测算法,设计了控制系统与光控真空断路器的光纤通信协议,完善了同步控制算法。考虑到实际运行时同步控制器运行于复杂电磁环境中,对整体控制系统进行了多项严格的电磁兼容实验,结果表明所设计的系统具有较高的可靠性和稳定性。     

高压交流智能型模块化光控真空断路器的研究与试验

提出一种基于模块化真空断路器串并联结构的光控真空断路器,该断路器通过均压组件将3个40.5kV断路器模块串联成126kV高压断路器,同时通过紧耦合空心电抗器对断路器模块并联,实现自动均流和限流功能,并通过光纤接收发送控制信号。对高压交流智能型模块化光控真空断路器的整机结构进行设计,对整机和组部件进行试验考核,主要包括对设备的绝缘试验、均压试验、均流与限流试验、开断试验、机械操作试验等进行验证,并对试验数据进行分析。     

永磁机构真空断路器同步关合控制系统设计

针对配电网中性点接地时断路器投入补偿电容器组的情况进行了仿真分析,给出了有效的合闸策略。设计了一种以浮点型DSP为核心的同步关合控制系统,阐述了同步合闸过程,并对同步关合的关键技术进行了研究。提出了单相锁相环(SPLL)前置FIR工频窄带数字滤波器的方法准确跟踪信号相位,避免了谐波对提取过零点的干扰。通过BP人工神经网络方法,建立了不同控制电压和环境温度下预测合闸时间的数学模型,运用改进的最快下降法修正权值和阈值,选择足够多的样本训练网络,具有精度高、容错性强等优点。自适应补偿动作时间,减少三相触头动作不同期。多次试验结果表明,同步控制误差保持在±1 ms内。     

基于DSP的真空断路器机械特性测试装置

介绍了一种真空断路器机械特性测试装置的设计.采用数字信号处理器TMS320LF2407、ADC、模拟信号调理、光电隔离器件、传感器等组成真空断路器机械特性测试装置的测试系统;采用USB串行总线与上位机进行通信.给出了该测试装置的系统总体结构框图及各接口电路.该测试装置能测量真空断路器机械特性参数,并计算和显示相应时间的动触头运动速度和行程,以及相应行程动触头运动速度和时间.     

高压同步断路器的模糊控制研究

为实现对同步断路器触头的位置和运动速度的精确控制,设计了一种基于TMS320LF2407A 微控制器的高压同步断路器控制系统,并给出了其硬件结构图和软件设计流程图.实验结果表明,该控制系统可以稳定的工作,实现了整个系统的控制功能.     

基于永磁操动机构的光控模块式多断口真空断路器技术

提出了一种设计多断口真空断路器的新思路,即采用基于永磁操动机构的光控模块式真空断路器单元串联成为更高电压等级的多断口真空断路器。它使用光纤控制技术在低电位端对处于高电位的真空断路器的电子操动机构进行控制。最后,对光控真空模块单元中的电源系统进行了介绍。     

智能真空断路器的同步关合控制

提出了同步开关智能化的概念并分析其工作原理。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,用Matlab对真空断路器关合空载变压器的暂态过程进行了仿真,建立了合闸时间预测的数学模型。仿真测试表明,所采用的算法具有精度高、收敛快等优点。     

高精度永磁同步电动机控制系统设计

介绍利用CPLD和DSP组成的高精度永磁同步电动机驱动控制的设计方案。CPLD读取光栅编码器输出的位置信号,DSP完成控制环节的闭环校正,并进行矢量脉宽调制。从硬件构成和软件流程上对系统进行具体说明,试验表明系统具有良好的控制精度。     

基于DSP的IGBT固态断路器设计与优化

提出了一种利用绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)构成的固态断路器。并且针对IGBT的特性提出了采用数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)芯片对其实现控制的方法。对交流的过零检测及在任意时刻导通和关断控制IGBT给出了设计思想。介绍了在固态断路器中采用改进半波傅氏算法实现对交流量采样及计算。以实现对IGBT固态断路器监测的原理。还给出了对IGBT控制的信号逻辑关系并对其进行了仿真。利用EXB841设计了IGBT静态开关的驱动和保护电路。经过试验可以满足对IGBT的控制、驱动和保护的要求。     

适用于高压直流断路器的多断口串联高速机械开关同步性研究

多断口串联的高速机械开关作为混合式高压直流断路器的重要组成部分,其多断口间的同步性对高压直流断路器的开断性能有着重要影响。对多断口高速机械开关的拓扑结构和工作原理进行了研究,分析了操动机构的线圈参数、储能电容、环境温度、充电电压、控制系统等因素对同步性的影响规律,并提出了通过控制线圈内阻、储能电容值偏差和工艺等措施保证断口间的同步性。在此基础上,对张北多端柔性直流工程535 kV混合式高压直流断路器用高速机械开关的同步性进行测试,测试结果表明各断口的分散性在 ±0.2 ms内,为高压直流断路器的可靠开断提供了保证。     

高压断路器永磁电机机构及控制系统设计

为实现126 k V高压真空断路器的智能化操作,满足断路器分合闸速度要求,提出一种新型的断路器分合闸电机操动机构及控制系统。结合126 k V高压真空断路器的负载特性,在分析表贴式、燕尾槽表贴埋入型、直线内嵌型和外V内嵌型4种电机转子后,提出了一种多槽双层表贴埋入式定子及转子永磁电机设计方案,并设计了以数字信号处理器为核心的硬件控制装置。开展126 k V高压真空断路器的联机实验,结果表明,采用上述操动机构及控制系统能够满足126 k V高压真空断路器分合闸速度指标的要求,且分合闸时间具有良好的稳定性。     

配永磁机构的真空断路器同步分合闸控制系统设计与实现

为减少电力系统中断路器投切无功补偿电容器组时产生的电磁暂态效应,研究了一种配永磁机构的真空断路器同步分合闸控制系统;给出了中性点不接地星形方式连接的并联电容器组的同步分合闸控制策略,以数字信号处理器(DSP)为核心设计了同步分合闸控制系统的原理样机,给出了同步分合闸控制算法流程.通过分析影响永磁机构动作时间的因素,研究了同步分合闸控制的关键技术,包括设计FIR数字滤波器以准确提取系统电压电流过零点、径向基函数神经网络(RBF)预测控制、机构老化与触头磨损的自适应补偿控制等.最后给出并分析了同步分合闸控制精度的实验结果.实验结果表明,同步分合闸操作时的动作分散性基本保持在±0.5 ms以内.     

一种断路器弹簧操动机构弹簧压力监测系统的设计与实现

弹簧操动机构由于结构简单、体积小、对环境无污染、可靠性高等优点,在断路器中得到广泛应用.在弹簧操动机构运行故障中,储能弹簧问题最为突出.本文设计了一种断路器弹簧操动机构弹簧压力在线监测系统,实现了断路器机构弹簧断裂和疲劳松弛的在线监测和故障预警.     

基于快速真空断路器技术的发电机出口断路器装置

阐述了加装基于快速真空断路器技术的发电机出口专用断路器装置(GVFC),在系统短路故障或发电机自身故障时,可快速有效切除故障,保护发电机安全运行。在提高厂用电的可靠性,简化继电保护,缩短故障恢复时间,提高机组可用率方面效果显著。     

混合式高压直流断路器控制保护系统

直流断路器作为柔性直流电网的关键设备,用于故障快速隔离和恢复,大大提高了直流电网的安全性和可靠性。文中基于混合式高压直流断路器,详细研究了其控制保护架构和控制保护策略。首先设计了"冗余双重化"控制系统架构和"三取二"保护系统架构,具有架构层级清晰和功能分配明确等特点;然后给出了混合式直流断路器的分闸和合闸控制策略,并详细设计了本体过流保护策略、本体设备保护策略和辅助设备保护策略;最后研制了一套500 kV/25 kA混合式高压直流断路器的控制保护系统,并通过实时数字仿真系统(RTDS)进行仿真研究,结果验证了控制保护系统及其策略的正确性和有效性。     

DC interruption characteristic of vacuum circuit breaker

A high‐speed vacuum circuit breaker (HSVCB) has been investigated. HSVCB makes high‐frequency current superimposed on a fault current so that the current is forced to be zero and is interrupted. Its interruption performance is considered to be dependent on the rate of change of the current (di/dt). As a fundamental research, we investigated the di/dt– dv/dt characteristics and the insulation recovery characteristic after interrupting the counter‐pulse current for various contact materials of AgWC, CuW, and CuCr. The results revealed that the case where the gap length is larger is better in a current interruption performance. Moreover, it was found that di/dt is not dependent on the insulation recovery characteristics, but the magnitude of interruption current is of great influence. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(1): 17– 25, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20362     

直流断路器批量特性测试系统设计

针对直流断路器安秒特性和脱扣特性测试效率低、稳定性差的特点,给出了批量测试的系统解决方案。搭建工控机PCI系统平台通过程控电源提供测试电流,利用控制模块的数字电平信号来切换开关系统的继电器来组成串联或并联测试回路,最大限度提高了系统的测试效率,并且通过间接测量反馈信号的形式计算性能测试时间等重要数据。最后结合实际测试,验证了该系统设计的有效性。本研究更好的服务该领域设计、工艺、生产、制造以及加工等相关产业,具有非常广阔的应用前景。     

一种真空断路器的开距和超程测量装置

ZN73(VSl)型户内高压真空断路器是我公司的新产品。在出厂检验时，需要测量其三相开距和超程，我们将断路器固定在试验小车上(见图1)，通过测量断路器在不同状态下的A0值，经计算得到断路器的开距、超程的数据。     

对变电站自动化系统断路器控制回路的改进

目前,在变电站自动化系统断路器控制回路中,为保证可靠合／分闸而增加了合／分闸保持元件,这种设计在断路器机构或辅助开关故障时易损坏控制回路元件。针对这种问题,提出在自动化系统断路器控制回路中增加超时返回继电器的改进措施并确定继电器的选型。改进后的断路器控制回路能保证合／分闸回路的电器元件安全可靠运行．并能在断路器机构故障时通过自动化系统向调度端发报警信号。