永磁真空断路器智能控制技术的研究与实现

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1、工程硕士学位论文永磁真空断路器智能控制技术的研究与实现作者姓名张艳猛工程领域电气工程校内指导教师王克英教授校外指导教师陈孟津高级工程师所在学院电力学院论文提交日期2015年10月IResearchandRealizationofPermanentMagneticVacuumCircuitBreakerIntelligentControlTechnoloayADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：：：ZhangYanmengSupervisor：：：Prof.WangKeyingSouthChinaUnive

2、rsityofTechnologyGuangzhou,ChinaII分类号：：：TM711学校代号：：：10561学学学号号号：号：：：201220203657华南理工大学硕士学位论文永磁真空断路器智能控制技术的研究与实现现现作者姓名：张艳猛指导教师姓名、职称：王克英教授、陈孟津高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电气工程论文形式：ꇶ产品研发ꇶ工程设计■应用研究ꇶ工程/项目管理ꇶ调研报告研究方向：电气设备检测、保护及控制论文提交日期：2015年10月日论文答辩日期：2015年12月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：谢敏委员

3、：林声宏、李妍红、林舜江、王克英III摘要随着经济的快速发展，用户对电能质量的要求越来越高，中压配电网中真空断路器的应用越来越普遍。永磁真空断路器以其结构简单、零部件少、动作分散性小、可靠性高、寿命长等优点在中压真空断路器中所占比例越来越高。本文主要研究了一种新的单稳态永磁机构的智能控制技术，即基于线圈电流以及断路器开关状态信号来综合判断断路器合分闸是否到位，这样可以避免因提供信号的微动开关或接近开关故障所引起的误判；同时可依据电流波形计算断路器合闸时间，为计算断路器合闸时的延时时间提供数据支撑，为实现初步的同步关合控制提供了条件。本文首先介绍了永磁真空断路器的国内外研

4、究现状，对单稳态永磁机构的工作原理、动态特性、合分闸时线圈电流动作特性以及同步关合技术的原理进行了分析；其次设计了单稳态永磁真空断路器智能控制器，完成了该智能控制器的硬件电路设计及软件流程框图。该智能控制器主要可以实现断路器的智能控制、线路保护、断路器状态监测、通信、人机交互等功能。该智能控制器在硬件上以Philips公司的LPC2294微处理器作为核心处理器，硬件电路主要包括：CPU最小系统电路、电网电压、电流等模拟量采集电路、合分闸控制电路、IGBT驱动电路、环境温度测量电路、通讯电路等的设计。软件部分完成了µC/OS-II嵌入式操作系统在LPC2294微处理器上的

5、移植，应用程序设计部分完成了AD采样程序、合分闸控制程序、状态巡检程序、串口通信程序等的应用程序设计。同时为了实现电网电压、电流信号的精确测量，设计了信号去噪算法、FIR滤波器可有效去除模拟信号采样后的噪声，对滤波后的信号采用线性插值算法可有效实现过零点的提取，可初步实现永磁真空断路器的同步关合。关键词：永磁真空断路器；单稳态；控制器；LPC2294VABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomy,therequirementofpowerqualityishigherandhigher,andtheapplicationofvacuu

6、mcircuit-breakerinmediumvoltagedistributionnetworkisgenerally.Permanentmagneticvacuumcircuit-breakerintheproportionofmediumvacuumcircuit-breakerisincreasingbecauseofitsadvantages,suchassimplestructure,lesscomponents,smalldispersibilityaction,highreliability,longlifeandsoon.Thispaperstudi

7、esanewintelligentcontroltechnolotyofmonostablepermanentmagneticactuator,whichisbasedonthecoilcurrentandtheswitchsignalofcircuit-breakertocomprehensivejudgewhetherthecircuit-breakerisinplace,thiscanavoidmisjudgementcausedbymicro-switchorproximityswitchfailure;Atthesametime