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配永磁机构真空断路器操动时间分散性的预测模型与影响因素研究

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电力系统保护与控制 2023年第5期51卷 180-187页

作者：杨东文曾次玲谷丰强曾未伟钟国潮国网湖南省电力有限公司娄底供电分公司湖南娄底417000 国网湖南省电力有限公司电力调度控制中心湖南长沙410004 北京科东电力控制系统有限责任公司北京100192 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对现有模型存在的难以实现多场充分耦合的问题,提出了一种对配永磁机构真空断路器动作时间进行预测的新模型。该模型考虑励磁变化和运动部件速度效应带来的涡流影响,实现了永磁操动机构的复杂机械运动、电子瞬态电路与瞬态磁场的多场... 详细信息

针对现有模型存在的难以实现多场充分耦合的问题,提出了一种对配永磁机构真空断路器动作时间进行预测的新模型。该模型考虑励磁变化和运动部件速度效应带来的涡流影响,实现了永磁操动机构的复杂机械运动、电子瞬态电路与瞬态磁场的多场耦合分析。基于该模型,对某型号配永磁机构真空断路器的动作时间进行了预测,实验证明所提方法是正确的。在此基础上,利用模型分析了励磁电压、环境温度、铁心材料和励磁方式等因素对永磁操作机构动作时间分散性的影响,并研究了各因素对动作时间分散性的影响机理。

关键词：永磁机构真空断路器动作时间分散性数学模型

考虑温度效应的永磁机构及其控制系统多物理域联合仿真与设计

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电网技术 2022年第12期46卷 4710-4717页

作者：张立岩王永兴王瑞董恩源邹积岩田宇大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区区100192

电流/位移闭环控制能够有效抑制永磁机构分合闸时间分散性,提高断路器相控操作质量,延长开关使用寿命。可信的仿真模型能够在闭环控制系统设计验证阶段分析、比较、检验不同控制方法的动态特性和分散性抑制能力,指导实际控制器选型和设... 详细信息

电流/位移闭环控制能够有效抑制永磁机构分合闸时间分散性,提高断路器相控操作质量,延长开关使用寿命。可信的仿真模型能够在闭环控制系统设计验证阶段分析、比较、检验不同控制方法的动态特性和分散性抑制能力,指导实际控制器选型和设计,缩短研发周期。该文建立了永磁机构及其驱动控制系统多物理域联合仿真模型,实验分析并获得了关键敏感元件的温度效应数据库,同时考虑涡流效应的影响,论证了不同温度下联合仿真模型的可信性与有效性。在此基础上,设计了反馈线性化控制系统,通过联合仿真平台对比分析了该系统与现有典型控制系统的跟随特性、振荡超调以及分散性抑制能力。基于嵌入式系统的双闭环控制实验结果表明,多物理域联合仿真具备有效的控制器设计指导作用。

关键词：永磁机构温度效应相控技术多物理域联合仿真闭环控制

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永磁机构的研究与发展

高压电器 2006年第5期42卷 372-374,381页

作者：朱学贵王毅罗礼全毛慧勇北京交通大学电气工程学院北京100044

从机械设计、电子控制、数学方法、计算机辅助技术和材料科学的角度,对永磁机构的研究进展进行综述、分析和展望,并提出学科交叉、综合设计的发展理念,促进永磁机构的系统化研究和发展。

关键词：永磁机构研究发展综合设计

永磁机构真空断路器的机械特性受温度影响的研究

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高压电器 2013年第7期49卷 46-52页

作者：杨茜张英叶祖标北京科锐配电自动化股份有限公司北京101400

对永磁体、永磁机构和永磁机构真空断路器分别进行了高温试验和低温试验,通过试验验证了温度对永磁体的磁通量、永磁机构的静态吸合力和永磁机构真空断路器的机械特性参数的影响规律。结果表明:永磁体的磁通量和永磁机构的静态吸合力与... 详细信息

对永磁体、永磁机构和永磁机构真空断路器分别进行了高温试验和低温试验,通过试验验证了温度对永磁体的磁通量、永磁机构的静态吸合力和永磁机构真空断路器的机械特性参数的影响规律。结果表明:永磁体的磁通量和永磁机构的静态吸合力与温度为负相关;同时,永磁机构真空断路器的平均分闸速度、平均合闸速度、分闸线圈电流值和合闸线圈电流值与温度均为负相关。

关键词：高温试验低温试验永磁体永磁机构真空断路器

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永磁机构真空断路器同步关合控制系统设计

高压电器 2014年第6期50卷 98-103,110页

作者：王喜利郭凤仪刘艳丽史艳影丁冠西辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 中国石油锦西石化公司电气车间辽宁葫芦岛125000 国网辽阳电力公司辽宁辽阳111000

针对配电网中性点接地时断路器投入补偿电容器组的情况进行了仿真分析,给出了有效的合闸策略。设计了一种以浮点型DSP为核心的同步关合控制系统,阐述了同步合闸过程,并对同步关合的关键技术进行了研究。提出了单相锁相环(SPLL)前置FIR... 详细信息

针对配电网中性点接地时断路器投入补偿电容器组的情况进行了仿真分析,给出了有效的合闸策略。设计了一种以浮点型DSP为核心的同步关合控制系统,阐述了同步合闸过程,并对同步关合的关键技术进行了研究。提出了单相锁相环(SPLL)前置FIR工频窄带数字滤波器的方法准确跟踪信号相位,避免了谐波对提取过零点的干扰。通过BP人工神经网络方法,建立了不同控制电压和环境温度下预测合闸时间的数学模型,运用改进的最快下降法修正权值和阈值,选择足够多的样本训练网络,具有精度高、容错性强等优点。自适应补偿动作时间,减少三相触头动作不同期。多次试验结果表明,同步控制误差保持在±1 ms内。

关键词：同步关合 BP人工神经网络真空断路器 DSP 永磁机构过零点

配永磁机构的真空断路器同步分合闸控制系统设计与实现

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电力自动化设备 2010年第3期30卷 98-103页

作者：张庆杰袁海文北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

为减少电力系统中断路器投切无功补偿电容器组时产生的电磁暂态效应,研究了一种配永磁机构的真空断路器同步分合闸控制系统:给出了中性点不接地星形方式连接的并联电容器组的同步分合闸控制策略,以数字信号处理器(DSP)为核心设计了同步... 详细信息

为减少电力系统中断路器投切无功补偿电容器组时产生的电磁暂态效应,研究了一种配永磁机构的真空断路器同步分合闸控制系统:给出了中性点不接地星形方式连接的并联电容器组的同步分合闸控制策略,以数字信号处理器(DSP)为核心设计了同步分合闸控制系统的原理样机,给出了同步分合闸控制算法流程。通过分析影响永磁机构动作时间的因素,研究了同步分合闸控制的关键技术,包括设计FIR数字滤波器以准确提取系统电压电流过零点、径向基函数神经网络(RBF)预测控制、机构老化与触头磨损的自适应补偿控制等。最后给出并分析了同步分合闸控制精度的实验结果。实验结果表明,同步分合闸操作时的动作分散性基本保持在±0.5ms以内。

关键词：永磁机构真空断路器同步分合闸 FIR 径向基函数 DSP

模块化多电平换流阀子模块用真空旁路开关设计

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高压电器 2024年第6期60卷 138-147页

作者：李丝丝方春恩阴晓旭李伟陈军平西华大学电气与电子信息学院成都610039 四川省电力电子节能技术与装备高效重点实验室成都610039 成都旭光电子股份有限公司成都610500

模块化多电平换流阀(MMC)子模块的可靠性直接影响到柔性直流输电系统的整体稳定性,旁路开关是决定子模块关断性能的关键设备之一。文中基于永磁机构的工作原理和理论建立一种双线圈旁路开关模型,利用仿真分析电容储能电压、电容值、线... 详细信息

模块化多电平换流阀(MMC)子模块的可靠性直接影响到柔性直流输电系统的整体稳定性,旁路开关是决定子模块关断性能的关键设备之一。文中基于永磁机构的工作原理和理论建立一种双线圈旁路开关模型,利用仿真分析电容储能电压、电容值、线圈线径和匝数以及弹簧参数对开关动态特性的影响规律,并对其动态特性进行优化设计。最后根据仿真结果制作样机并进行试验验证,测试结果表明:旁路开关满足在3 ms内合闸,零弹跳的技术要求,且通过雷电冲击试验、工频耐压试验、方波电压试验3项绝缘试验。

关键词：旁路开关子模块永磁机构模块化多电平

永磁机构真空断路器分闸触头过冲与反弹抑制方法的研究

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高压电器 2015年第3期51卷 22-27页

作者：徐建源雷伟汤庚史可鉴沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 辽宁省电网安全运行与监测重点实验室沈阳110870

为了抑制真空断路器分闸操作过程的触头过冲与反弹现象,提高断路器的开断性能,笔者基于真空断路器永磁机构分闸操作工作原理,分析触头的运动过程,获取有效抑制触头过冲与反弹的预设行程值,建立了触头在分闸位置的速度特性与过冲及反弹... 详细信息

为了抑制真空断路器分闸操作过程的触头过冲与反弹现象,提高断路器的开断性能,笔者基于真空断路器永磁机构分闸操作工作原理,分析触头的运动过程,获取有效抑制触头过冲与反弹的预设行程值,建立了触头在分闸位置的速度特性与过冲及反弹幅值的特征关系。利用闭环控制策略对永磁机构线圈电流进行调节,降低触头的分闸末速度,实现对触头过冲与反弹的有效抑制。研制以数字信号处理器(DSP)为核心的控制装置,开展12 kV真空断路器永磁机构分闸操作实验,对操作过程中触头行程数据进行对比分析。结果表明,在上述控制系统的作用下,触头的运动过程处于受控状态,通过对预设行程值的标定,实现有效抑制触头过冲与反弹,保证永磁机构分闸操作可靠性,提高断路器分断能力。

关键词：永磁机构过冲与反弹线圈电流 DSP 分断能力

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单稳态柱上永磁机构断路器电源设计

电力自动化设备 2015年第5期35卷 160-165页

作者：黄新波王岩妹朱永灿朱海涛王军安赵伟强西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安电子科技大学机电学院陕西西安710071

对柱上永磁机构真空断路器控制器的电源系统进行了研究,给出了电源系统中电源切换、电容器电压监测、IGBT全桥驱动等功能模块的实现方法。通过微控制单元(MCU)的I/O口发出的脉冲来控制IGBT导通时间,从而控制分合闸线圈通电时间,以此完... 详细信息

对柱上永磁机构真空断路器控制器的电源系统进行了研究,给出了电源系统中电源切换、电容器电压监测、IGBT全桥驱动等功能模块的实现方法。通过微控制单元(MCU)的I/O口发出的脉冲来控制IGBT导通时间,从而控制分合闸线圈通电时间,以此完成分合闸操作。对分合闸线圈的电流波形进行分析,通过实验测试确定可靠的分合闸脉冲时间。实验结果表明:采用所设计的电源后,柱上永磁机构真空断路器的可靠分闸脉冲时间为20 ms、合闸脉冲时间为40 ms,在保证动作成功率的同时有效地缩短了分闸时间和合闸时间。

关键词：断路器永磁机构装置电源电流波形脉冲时间