10kV永磁真空断路器选相重合闸控制

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采用自动重合闸技术可以大幅提高电力系统的供电可靠性,但当系统发生永久故障时,断路器重合闸将会使电力系统和负载再次遭受故障电流的冲击,有可能导致电力设备损坏并影响电能质量,为此基于选相控制策略的脉冲重合技术应运而生。本文针对短时闭合永磁操动机构,研究了控制单元和驱动电路,制定了控制策略,完成了10k V短时重合永磁真空断路器选相控制系统的研发。首先在介绍传统的永磁操动机构的拓扑结构和工作特性的基础上,探究了短时闭合永磁操动机构的工作原理,并从断路器选相控制技术以及重合闸技术两方面分析了国内外研究现状。随后对短时闭合永磁操动机构的控制要求进行了分析,建立了驱动线圈的电路模型并分析线圈电流的变化特性。基于选相控制原理讨论了选相控制的影响因素和应用场合,将重合闸的控制逻辑与选相控制技术相结合,并选用恰当的数据滤波算法,处理采样数据,制定了选相短时重合闸控制策略。在理论研究的基础上,研制了脉冲重合断路器控制的软硬件系统。硬件系统包括系统控制模块、开关驱动模块、数据采样模块,各个模块相互配合,采集并处理数据信息,发送控制指令,驱动开关元件的开断,实现对断路器的驱动控制。软件系统包含嵌入DSP的底层程序和人机交互界面,通过SCI通信建立软硬件之间的联系,实现永磁操动机构的智能化控制。在实验室测试了10k V短时重合断路器的动态性能,验证控制系统的过零点检测与滤波效果,并依据选相短时重合闸策略完成低压环境下的模拟实验。最后,在苏州电科院提供的10k V高压环境下进行了不同线路故障下的选相短时重合闸试验,验证了控制策略的正确性和控制系统的可靠性。
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