永磁机构真空断路器应用综述

通过阐述永磁机构的结构、工作原理及与其它机构（弹簧操动机构和传统电磁操动机构）的性能比较,突出永磁机构的特点和技术先进性。并针对用户最为关心的三方面问题（即永磁体的可靠性、储能电容的寿命和电子控制装置的可靠性）展开讨论,探讨了永磁机构在真空断路器上的应用前景。     

10 kV永磁机构真空断路器智能控制器设计

针对目前永磁机构真空断路器控制器的单一微控制单元（micro control unit, MCU）处理任务多、运行速度慢、故障率较高等现状,设计了一种新型的10 kV永磁机构真空断路器智能控制器。该控制器分为电源、保护和通信三大模块,分别设有单独的MCU实现相应的功能。硬件方面,保护单元以STM32f407单片机为微处理器,主要负责信号采集、处理、保护等功能,2片STM32f103单片机分别作为电源管理、通信及人机交互部分的硬件核心;软件方面,将μC/OS-II实时操作系统和TCP/IP协议移植到该系统中,使系统具备高度的稳定性与实时性。经测试新型控制器的可靠性以及运算速度、精度都较旧型器有很大的提升,同时降低了故障率。     

10 kV永磁断路器驱动电路设计及其脉宽调制仿真

永磁断路器作为过零投切开关使用是一个新的应用领域。针对目前普遍采取的直接电容对断路器线圈放电,断路器线圈开关电流不一致而导致永磁断路器开关动作存在分散性的问题,设计了一种新型永磁断路器驱动电路,跟踪给定线圈工作电流,保证线圈开关动作电流相同,并给出了的电路参数选择方法及适用范围,最后用软件进行了仿真,验证了方案的可行性。     

35kV真空断路器永磁操动机构的研制

文章给出了真空断路器永磁操动机构的磁场计算方法，分析了永磁机构中的磁场分布和铁心受力。在计算的基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。该永磁机构采用了圆柱形双稳态永磁机构，并通过对线圈和弹簧的设计与调试得到了满意的断路器分合闸性能。     

智能型永磁机构真空断路器的研制

在引进、消化吸收的基础上,经改进、创新和优化设计,开发了具有自主知识产权的智能型永磁机构真空断路器。介绍了其工作原理、结构及特点,给出了双稳态永磁操作机构简图及主要技术参数。试验结果表明,产品达到了IEC298和GB1984高压交流断路器标准要求,其成本只占改进前产品的60％,体积更小,可靠性更高,可实现遥测、遥信、遥控等功能。     

高可靠性永磁机构真空断路器研究

永磁机构真空断路器是一种新型开关设备,由于具有结构简单、可靠性高等优点,近年来受到科研机构和生产单位的广泛关注。文中选用永磁真空柱上重合器作为研究对象,从设计、试验及标准等方面,对永磁机构提出了新的要求,提出了永磁机构的供电电源电容器"门槛"电压的概念,并定义线圈通流时间为"脉宽",论证了采用"动脉宽"和"定脉宽"两者相结合的方式,可使永磁机构合闸更可靠。规定了永磁机构电容器的能量必须满足的要求,针对重合器3合4分的操作顺序,提出了采用多组电容分级投入的方式,很好地解决了电容器的容量问题。利用有限元的方法仿真分析了永磁机构磁场等,为永磁机构断路器的产品优化及可靠性设计提供了依据,最后制订了专门的考核方法并对产品进行了试验验证。仿真和试验结果验证了优化设计方法的可行性,提高了断路器的可靠性。     

新型12 kV真空断路器单稳态永磁机构的设计

高速发展的电力系统要求电力故障在更短的时间内切除,而传统的永磁断路器难以达到要求。以ZW32 12型户外交流高压真空断路器为原型,设计了一款三相独立运动的单线圈单稳态永磁机构,每相永磁机构内置分闸弹簧、励磁线圈及永磁体,与真空灭弧室通过绝缘拉杆直接相连,采用的直线运动方式使其在体积、功耗、性能等方面都有所改善。     

12kV真空断路器半双稳态永磁机构的设计

应用于真空断路器的永磁操动机构一般分为双稳态和单稳态永磁机构。对于单稳态永磁机构,通过调整分闸弹簧在分闸位的预拉力,可以实现对分闸特性的调节。增大预拉力可以缩短分闸时间,降低分闸弹跳,但预拉力过大会导致合闸状态时的保持合力减小,可能造成合闸的不可靠,也会对合闸动态特性造成不利影响,如合闸时间增加等。本文提出了应用于12kV真空断路器的半双稳态永磁机构的设计方法,该机构在分闸状态由较小的永磁保持力和弹簧力共同实现分闸保持。分闸位保持力大有助于抑制分闸弹跳,同时永磁保持力在动铁芯离开分闸位置后迅速减小,对合闸保持以及合闸动态特性几乎没有不利影响。利用Ansoft Maxwell软件建立永磁机构模型,进行静态和动态的仿真。根据设计结果制作实际样机,对其进行测试,实验结果验证了设计与仿真的正确性。     

27.5 kV永磁机构真空断路器动作特性仿真与试验研究

针对27.5kV永磁机构真空断路器并根据其动作特点,进行了基于Ansoft和Matlab软件的静态、动态特性仿真。首先,建立有限元模型,利用Ansoft软件包对永磁机构的静态特性进行仿真。其次,根据耦合电压平衡方程和达朗贝尔机械运动特征方程,在静态仿真基础上采用Matlab构建永磁机构断路器的运动模型,对永磁机构动铁心、断路器动触头运动特性进行了仿真分析。最后,对设计的样机进行了动态测试,测试结果表明仿真的正确性。     

同步关合永磁机构真空断路器驱动控制器的研究

针对三相分立的永磁机构真空断路器,设计了驱动控制器。采用DSP＋CPLD实现了智能断路器的同步关合控制。分析了影响断路器时间准确度的因数并利用神经网络实现了同步关合时间的预测,以更好的实现配电网自动化的需要。     

永磁机构在真空断路器上的应用

永磁机构是真空断路器的一种新型驱动机构。章论述了永磁机构的原理、性能及其应用，以供企业在选择开关时参考。     

真空断路器永磁速度传感器线圈的优化设计

真空断路器分合闸速度关系着真空断路器开断性能,是其状态参数中重要参数之一。文中设计了一种新的磁电速度传感器,优点是不需电源、免维护,特别适合应用于气体绝缘开关设备(GIS)以及固封极柱的真空开关中。文中以额定电压为10 kV,开距为8 mm的真空断路器为研究对象。利用Ansoft有限元分析软件对传感器的线性度及灵敏度进行优化分析,以确定传感器的最佳线圈匝数及层数。     

基于PIC单片机真空断路器永磁操作机构控制系统设计

为提高电器设备的可靠性,保证电网安全运行,提出真空断路器操作机构控制系统的设计方案。基于PIC单片机设计控制系统硬件电路和软件程序,包括IGBT驱动电路和RS485通讯电路,并对IGBT动作过电压缓冲技术和通讯抗干扰技术进行研究。控制系统能够控制永磁机构驱动动触头运动,满足真空断路器的操作要求。     

永磁复合式真空断路器的研究

日立研发的真空断路器采用了免润滑油永磁复合式操作机构,有效地减少了维护保养的作业时间。这种操作机构的特点是结构简单,主要由复合式永磁机构、电容器和控制回路组成。在不使用线圈电流的情况下,永久磁铁的吸引力使真空断路器保持合闸状态。操作机构的机械零部件数量大幅降低,是传统弹簧操作机构零部件数量的14%。几乎所有连接部位均采用了固态润滑剂而非润滑油,有效减少定期润滑维护的工作。     

10kV真空断路器磁电速度传感器的设计

为检测真空断路器分合闸速度,设计了差动动磁铁型磁电速度传感器。通过对电磁感应定律公式的变换以及对永磁体磁场的有限元分析,确定了速度传感器的结构;通过对传感器输出—输入特性的分析,确定了线圈的连接方法;通过对传感器磁场分布进行分析,给出了磁通量算法及求解结果,分析了磁电速度传感器的性能;利用有限元分析软件对磁电速度传感器进行仿真分析。结果表明,磁电速度传感器的结构合理,性能良好。     

低压永磁真空断路器的控制及通信设计

在分析单稳态永磁操动机构的真空断路器结构特性和工作原理的基础上,综合微处理器技术、电器技术和通信技术,研究了永磁真空断路器的智能化控制模块的总体设计结构。分析了智能化低压永磁真空断路器Modbus、Profibus—DP现场总线的硬件结构和通信原理,探讨了各自的通信命令格式及软件系统设计。实现了智能化永磁真空断路器的可选择性远程通信、监测与控制技术,对于提高智能电网供电水平、自动化程度和安全性具有工程应用价值。