电子操动的概念与实践

1 概述 随着电子计算机技术及信息技术的飞速发展,高压电器领域正经历新一轮的更新换代,新概念电器层出不穷。在高压开关领域,智能化开关发展迅速。所谓智能化是指使对象具备灵敏准确的感知功能、正确的思维与判断功能以及行之有效的执行功能而进行的工作。感知功能是传感器的任务,思维和判断是计算机的任务,相关理论与实践都比较丰富,也取得了显著的成效。但“行之有效的执行功能”的实现,目前仍在发展阶段,这就涉及电子操动的概念问题。     

采用模糊控制和脉冲宽度调制技术的同步真空开关位置伺服控制器设计

为保证真空开关动作时间长期稳定性,针对同步真空开关性能受开关动作时间分散性的影响,采用了位置伺服控制使真空开关动触头实现预定的最佳参考轨迹运动。在分析控制电压、环境温度、闲置时间等因素对永磁机构真空开关运动及操作时间影响的基础上,给出了同步真空开关位置伺服控制原理;设计了基于模糊控制和脉冲宽度调制(PWM)技术的同步真空开关位置伺服控制器,并对35kV同步真空开关进行了伺服控制性能测试。测试结果表明,真空开关动触头能很好地跟踪参考轨迹运动,开关合分闸时间分散性在±0.2ms范围内,满足IEC62271-302标准对开关操作时间一致性的要求。     

真空开关关键技术及发展趋势的分析

对真空开关的操动机构进行了论述,对影响真空灭弧室绝缘性能和灭弧能力的触头材料、触头结构、波纹管及屏蔽罩四大因素进行了具体分析,并对真空开关的发展进行了展望。     

谈谈真空开关与操动机构的配合问题

本文介绍了真空开关和操动机构之间配合存在的问题，从操动机构对真空开关负载特性的影响入手。找出解决问题的方法。     

一起10kV真空开关缺陷的处理

针对电力系统中部分经改造的10KV真空开关出现的异常现象进行了分析，提出了处理方法及应注意的问题。     

补偿电容器组同步开关控制器的研制

介绍了新研制的中压补偿电容器组同步开关控制器的工作原理和基本结构,该控制器将控制和驱动永磁机构,以实现开关的选相合、分闸,从而有效地抑制投切并联电容器组时引起的过电压及涌流。     

基于图像处理技术的真空开关分闸速度检测

如何精确地检测操动机构的运动参数,并在此基础上研究其运动特性对电弧燃烧过程的影响,是真空开关领域的重要研究课题之一。为此,提出了一种基于Labview虚拟仪器开发平台的速度检测方法,利用高速摄像机采集整个周期内触头的运动图像,采用Labview的图像处理模块对动、静触头边缘进行高精度定位,计算触头在起弧、燃弧及熄弧这3个不同阶段的运动参数,并结合运动参数对电弧燃烧特性影响进行分析。实验结果表明:所提方法可有效检测出真空开关的平均分闸速度、刚分速度及其他运动参数,且该方法具有灵敏度高、瞬时性响应、不丢失参数数据等特点。论文研究可为真开关电弧动态特性研究提供技术参考。     

接地开关本体及操动机构双确认优化设计

接地开关是将回路接地,在异常条件下,可以承载规定时间内规定的短路电流,在某些工况下还需要具有关合短路电流或开合感应电流的功能.介绍了接地开关的特点及性能,对接地开关从本体结构及操动机构两方面进行优化:本体设置分合闸指示装置,操动机构设置"双确认"装置,两种优化设计大大提高了接地开关的安全可靠性.     

12kV直动式快速真空开关研制

基于电磁斥力原理的操动机构始动时间短,可由增加电流的简单方式提高动作速度,非常适合于快速开关的应用场合。采用有限元方法仿真分析了金属盘厚度、线圈盘盖板和底板材质对斥力驱动机构特性的影响,并研制了一台基于斥力驱动装置和永磁保持装置的12 kV直动式快速真空开关。经测试和优化,该开关分闸始动时间达到0.5 ms以内,满行程时间达到5 ms以内,提高了分闸速度并增加了可靠性。     

6kV少油开关及真空开关常见故障分析

在开关的常见故障中,分闸线圈、合闸线圈的故障占了开关故障的90％以上。珠江电厂6kV配电系统采用天水长城开关厂生产的少油开关和真空开关,操作机构配的都是CD10。现对其分、合闸线圈常见故障进行分析并提出相应的具体措施,供同行     

基于永磁开关的电容器组同步投切装置的研制

同步投切技术的实质是根据不同的负载特性,控制永磁开关在电压或电流最有利的相位下完成合闸或分闸,以主动消除开关过程中产生的过电压和涌流等电磁暂态效应。无功补偿电容器组的同步投切是当前同步开关技术的主要应用领域。笔者研制了一台以DSP F2812为核心的电容器组同步投切装置,利用锁相环电路实现同步采样,通过FFT算法准确提取参考信号的过零点,进而实现同步投切。在实验室对样机进行了测试,该投切装置的同步性能优于1 ms,能显著改善了电容器组投切过程的暂态效应。     

一种快速开关操动装置的研制

研制了一种快速开关操动装置,该装置采用机械侧动式分合闸机构和永磁驱动系统,并设置了合闸油压缓冲器防反弹,分闸阻尼器消除空行程装置。试验表明,该操动装置应用于快速开关分合闸速度较快,缓冲效果好,做到了合闸几乎无反弹,分闸弹跳非常小的目标,有利于提高快速开关使用寿命。     

论真空开关的现状与今后发展的预测

真空灭弧室的小型化促进了真空开关的小型化,但还需作大量的工作。在国外,如日本东芝公司和三菱公司等早在80年代就推出了一种12kV系列的小型化结构的真空断路器,如图23所示。把真空灭弧室安装在真空断路器的绝缘罩壳内,使得真空灭弧室的相间距离可缩小到165mm,整个真空断路器的宽度可控制在380mm,和高度控制在625mm。     

四开关三相永磁同步电动机矢量控制系统

四开关三相逆变器作为传统六开关逆变器故障后重构拓扑得到了研究重视。该文研究了四开关三相永磁同步电动机矢量控制系统,分析了四开关逆变器空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,并在搭建的仿真和实验平台上进行了对比研究。结果表明,四开关逆变器的采用实现了永磁同步电动机驱动系统的容错运行,同时由于使用较少的功率器件也减小了系统体积,降低了成本。     

电子开关的应用与维护

一、电子开关的类型从线路工作原理上分,电子开关有完全无触点式和继电器触发控制式两类;从功能上分,有普通开关式和带动力制动环节的两种;从安装方式上分,有控制屏式和抽屉式两类。完全无触点式电子开关没有任何触头,克服了有触点开关的缺点,但控制线路较复杂,判断故障及维护较困难。继电器触发控制式电子开关线路简单,成本低,维护检查较方便,是目前使用最多的一种。带动力制动的电子开关适用于电动机带动力制动的场     

SN10-10型少油断路器更换为ZN30-10型真空开关理论分析

我局将重负荷的ＳＮ１０－１０Ⅱ型开关更换为ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关,原有开关柜及操动机构不变。由于ＳＮ１０－１０Ⅱ型少油开关触头接触方式为插入式,灭弧及绝缘介质为油,行程长,配ＣＤ１０－Ⅱ型磁操动机构,而ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关触头接触方式为对接式,行程短,配套操动机构为ＣＴ１７型弹簧机构。ＣＤ１０－Ⅱ型电磁操动机构操动力与ＺＮ３０－１０／１２５０型真空开关负载特性是否匹配,以及真空开关在分合过程中很容易产生过电压,而ＳＮ１０－１０型少油开关的过电压值与真空开关相比是很低的,因而产生了过电压抑制问题。文章从ＣＤ１０－Ⅱ型电磁操动机构,真空开关的负载特性,真空开关的过电压抑制、更换是否经济以及在更换过程中存在的问题等方面来论述。     

高频电力电子开关与电磁开关的互补使用

混合型开关实现商品化要解决高可靠性、低成本及产品最适用原则３个技术难题。提出了一种互补式开关新技术,它由两个新电路构成,即高频开关变换器与电磁开关触点状态无传感器实时采用电路。由于以高频处理方式来解决此类工频电工问题,较传统方法有更多优点,此具备了解决上述难题的条件。电路分析与实验验证了这种新技术的可行性。     

论真空开关的现状与今后发展的预测

综合论述了真空开关从中等电压领域逐步向高电压和低电压两端的发展,从理论及实用上阐明趋向。