基于pwm的同步开关自适应反馈控制系统研究

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1、西华大学硕士学位论文可靠性是考核断路器性能的重要指标，从国际、国内的统计数字来看，在断路器的故障中，机械故障占绝大多数。国际大电网会议组织的国际调查表明，机械故障高达总故障的70．3％。可靠性的高低和零部件数量的多少有直接关系，减少零件的数量将明显提高系统的可靠性。所以，必须对传统的电磁操动机构进行改进，减少零件数量，改善出力特性，提高断路器的可靠性。另外，由子传统的真空断路器操动机构是由复杂的传动机构组成的机械系统，其运动时间分散性大、运动可控性差、响应速度慢，因此缀难实现对机械运动盼糕确控制。近年来，一种用于真空断路器的永磁保持、电子控制的电磁操动机构(简称永磁操动机构)备受关

2、注。永磁机构通过将电磁机构与永久磁铁的特殊结合来实现传统断路器操动机构的全部功能，其最大特点在于它无须传统的脱扣和锁扣装置即可实现机构终端位置的保持功能。永磁机构动作部件少，中间转换和连接机构也很少，这大大减小了动作时间的分散性和不可控性，并且机构的所有动作都可电控，因此永磁机构为断路器实现本身的智能控制提供了可靠的操动机构。戴辨，永磁机构技术是电工学、力学、计算方法、电力电子技术、微枫技术、控制理论及新兴材料科学在断路器上的综合应用，因此有必要结合永磁机构智能控制技术的研究，深入分析永磁瓿构技术的电磁机理和控制理论，并在理论与实验研究相结合的基础上，为这一领域形成较完善的理论奠定

3、基础电压和提高断路器的开断能力奠定基础并为实现同步操作、抑制合闸过电压和提高断路器的开断能力奠定基础pj。传统断路器在投切空载变压器、电容器或空载线路的瞬间，电流、电压的分合闸初相焦都是随机的，会伴隧产生很高幅值的涌流和过电压，不仅对系统中的设备不利，还可能引起保护误动作，影响电力系统的稳定。同步控制技术对于保证供电的酉靠性、稳定性，改善供电质量，切实提高企业的经济效益和工作效率具有重要意义。同时，实现真空断路器的智能同步操作还具有巨大的现实意义【l铘：(1)减小分合闸操作时的涌流和过电压。幅值缎大的涌流将导致断路器触点受损，变压器绕组产生机械应力，保护继电器误动作：过电压则可能导

4、致设备局部放电。采耀同步关合技术可以减小断路器在分合闸操作时的涌流幅值和电压扰动，而且从限制瞬态电压的效果和经济性等方面来考虑，都要比通常所两华大学硕士学位论文用的预置合闸电阻和避雷器好得多。(2)提高电能质量和系统的稳定性。开关操作的暂态过程对配电系统会产生各种干扰，它们包括恶劣的电能质量导致的保护不按时动作和不可接受的过电压导致的严重危害和早期故障。开关本地产生的暂态过电压可能会传播到远处，有时甚至会影响其它用户并可能发展到不同的电压等级。同步关合技术可以减小在电力系统正常负荷时进行合闸操作时电网设备所承受的过电流和过电压，有效地提高电能质量和电力系统的稳定性。(3)延长了电器

5、的使用寿命和检修周期。同时，同步关合技术的实现可以取代传统的合闸电阻，合闸电感和串联电抗器等辅助设备，所增加的只是一套成本较低的控制系统，从而降低了成本。(4)采用同步技术可以使系统中的瞬态过程缩短。(5)断路器的同步分断可以大大提高其分断能力。本课题的主要工作就是在电力系统中同步开关的控制系统方面做相关的研究，结合四川省教育厅重点项目“基于永磁机构的同步开关理论及应用研究(项目编号：2005A119)”，立足于实际，努力争取实现完成永磁机构工作原理与真空断路器同步控制技术的完美结合，为今后进一步研究发展不同电压等级和不同应用场合的同步开关提供实践的储备工作，为深入研究断路器控制的

6、前沿课题——同步操作技术做准备。’1．2国内外研究现状与不足1．2．1国内外研究现状。大约30年前，国外开始研究同步断路器技术，但当时由于断路操动机构动作时间的分散性，同步断路器的可靠性受到质疑。随着高压断路器技术的不断发展，特别是永磁操动机构技术的出现为同步断路器的实现提供了保证，国外同步断路器技术已经成功应用于正常负荷(并联电容器组、空载变压器和电抗器)合分，并取得了令人满意的效果【l¨。1998年国际大电网会议对同步高压断路器优缺点进行了讨论，根据分析计算和现场应用状况确认了同步断路器的可靠性和有效性；2004年CIGRE针对同步断路器砥华大学硕士学位论文的特殊设计和测试要求

7、，制定了相关指导标准。2005年，CIGRE在日本东京召嚣，其中仍有相控开关的专题讨论。。自20世纪90年代中期以来，同步操作技术迅速走向实用化，欧美对同步控制断路器使用量迅速增加；网本三菱电机公司开发的选相控制断路器已完成实髑性验证，该公司145kV同步断路器已经远销美国。90年代末，瑞士的ABB公落提出了基予永磁机构操动机构和电子控制的中压露步断路器的解决方案。这种断路器具有独立操动的三相机构，能进行复杂的同步操作并能适应各种负载和电网结构。加拿大魁北克水电公司在