高压真空断路器双稳态永磁机构智能控制技术的研究

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1、摘要论文以电力系统中断路器智能控制技术的实际问题为基点，结合国家技术创新计划项目“10kV户内交流金属封闭智能型真空环网开关设备”子项一永磁机构微机驱动智能控制器的研制，深入研究了高压真空断路器双稳态永磁机构智能控制技术。论文首先分析了双稳态永磁机构在真空断路器开断和关合过程中的静态磁场耦合模型、动态分析数学模型和真空断路器的动态特性；在此基础上通过数值计算初步得出了永磁机构电感等电磁参数、通电电流与动铁心运动时间之间的关系以及永磁机构动铁心位移、速度等参量与时间的关系；然后重点分析了基于永磁机构真空断路器的同步关合问题，深入研究了同步关合的模糊神经网

2、络控制技术，研究结果为最终实现真空断路器的同步关合奠定了基础。论文根据市场的需求，设计了一种基于MsP430F149单片机的高压真空断路器双稳态永磁机构智能控制系统，这种控制系统集保护、控制、测量、开关量监测等功能于一体。可实现对电压、电流、有功功率、无功功率的实时监测，具有过电流速断保护、过电压和欠电压保护、闭锁、自诊断以及报警等功能。论文最后按照型式实验要求对高压真空断路器双稳态永磁机构智能控制系统进行了单分单合、分合分、重合闸以及10KV高压等实验。实验结果证明了该永磁机构智能控制系统的可靠性，为进一步研究断路器同步操作的问题提供了重要数据，为深

3、入研究永磁机构的控制理论奠定了基础。关键词永磁机构，真空断路器，智能控制，模糊神经网络ABSTRACTThep印erintmducesakiIldofintellectualcon打olteclulologyofthevacuumcircuitbrea：kerwithbi-stablepe咖anentmagneticactuator．Itbasesonapracticalprojectinpowersystem．Inthispapef，theintellectualcon扛oltechnologyofvacuumcircuitbreakerisdisc

4、ussedparticula订y．Asacon扛Dlobject，thebi—stablepemanentmagneticactua圭orisseparatedintobasicpfinciplesoastodetemlinemenatureofthewhole．Thedirect—coupledmodelsofmagneticfieldsforanalysisandfbrcalculationarepresented．Thestatica11ddyIlamiccharacteristicsofmemodelsandd)，1lamicbeha“oran

5、alysisforthevacuumc硫uitbreakerwithbi—s也lblepermanentma印eticactLlatorarealsodiscussed．Numericalcalculationisadoptedtoconcludemeconnectionoftlleinductance，supplyingcurrem，movementtimeofmepl肌geralldthec01111ectionofthedisplacementoftheplunger，speed狃dmoVementtimeofthepl吼ger．Fora如恤er

6、study，f．uzzynellralnetWorkcon仃oltechnologybased0nsynchron协d-closing0perationofvacuumcircuitbredkerisanalvzedandmerese础conclusionisusedforrealiziIlgthesyllchronized-closingofvacuuIncircuitbreakerin协efIlture．Accordingtot11edemandofmarket，thecon仃olunitbasedonsingle—chipmicroprocess

7、orMSP430F149fbrinteUigentbreakerisfocusedandma玎y如nctionssuchasprotection，coIl仃01，measllrementarecovered．Thesigllalsofcurrems，V0ltages，acⅡvepo、Vera11dreactiVepoweraremonitoredinrealtime．Thecontml1lIlitcannotonlycon缸olopening／closing0perationofcircuitbreal，er’butalsohasttle劬ctions

8、ofover-currem／under．voltagetrip，closing／opeIlin