单稳态永磁机构户外真空断路器控制装置的设计

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1、C~~-~)~G**~m~P*-~~-~ititl~lli¥J~it(~~8~)TheDesignofControllingDeviceorOutdoorVacuumCircuitBreakerwithMonostablePennanentMagneticMechanismliJfYi1::*-tV~VfP::JttlfiBt(ErJt~$)~U~~OIRJ;J)~~1:tt-rm~~~~~4~~:t1!~uim~1ll.~:1(-ik:~Ul:~1ft~-T-i¥&:2015~学校代码10709中图分类号TM57

2、1.2UDC621.3密级：公开□保密硕士学位论文（专业学位）论文题名:单稳态永磁机构户外真空断路器控制装置的设计研究生：朱海涛学号：2012344导师（校内）：黄新波（教授）导师（校外）：刘家兵（高工）学院：电子信息学院专业领域：控制工程申请学位：工程硕士答辩委员会主任委员：陈贵敏答辩日期：2015年5月23日*A~~~~:M¥~~~~~~~*A~~~~m~~.~~illfi~~I~MItt1~I¥JPX5f1:•!lB;~9=rt2~21±cy:JiJ1ffi81P'1'fJ.?'r,*it~/G§13-ff

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4、¥ff61::Y:QD1*W,1±_4-f@f&;J§Jf!FH*atx.-=K.:fEi~#)(~fji~11:tJ;-J_.BM:2015~5jj25A单稳态永磁机构户外真空断路器控制装置的设计摘要：在配电网中，10kV馈电线路占有相当大的比例，而在10kV馈电线路的用户与供电公司的T接点处，一般仅安装熔断器或分界负荷开关作为保护和控制设备，难以迅速隔离故障用户并且不影响非故障用户的供电。随着各种永磁机构真空断路器相继被研制出来，其优点也得到体现，在中压领域逐步获得应用。本文针对单稳态永磁机构户外真空断路器，研制

5、出相应的配套控制装置并将其应用于10kV馈电线路的T接点处，用于监测用户的运行状态并且区分用户侧的故障类型，直接隔离永久故障和消除瞬时故障。首先，论文介绍了单稳态永磁机构真空断路器的基本工作原理及10kV配电网络中常见的接地方式。着重分析了在不同接地方式下，发生单相接地故障时产生的稳态特征量，同时介绍了利用快速傅立叶变换(FastFourierTransformation,简称FFT)提取故障特征量的基本原理，为控制装置实现继电保护功能做好理论准备。其次，论文介绍了控制装置的整体设计方案，将控制装置按照功能划分为主控

6、制单元、电源管理单元和人机交互及通信单元，控制芯片选用了STM32系列的微处理器。硬件设计方面主要包括以下特点：1)由于控制装置在户外运行，没有现成的供电电源，因此采用电压互感器二次侧的输出电压作为主电源，以铅酸蓄电池作为后备电源的供电方案，实现控制装置的不间断供电；2)由于单稳态永磁机构真空断路器进行分/合闸操作时需要大电流驱动，因此采用22000μF的电解电容器作为分/合闸操作的电源，利用全桥电路控制电解电容器短时释放大功率，驱动单稳态永磁机构真空断路器实现分/合闸操作。软件方面主要介绍了实时操作系统μC/OS-

7、II的移植过程及控制装置实现各单元主要功能的程序流程图。最后，在实验室搭建了实验平台，通过实验校验了控制装置的测量、控制和保护功能。同时确定了分/合闸操作时驱动信号的脉冲宽度，保证永磁机构可靠动作。实验数据表明，控制装置测量的数据在误差范围内，保护动作迅速、可靠且具有选择性，达到了设计目标。图49幅，表14个，参考文献63篇。关键词：T接点，永磁机构，FFT，继电保护，STM32中图分类号：TM571.2ITheDesignofControllingDeviceforOutdoorVacuumCircuitBreak

8、erwithMonostablePermanentMagneticMechanismAbstract:10kVfeedinglineoccupiesaconsiderableproportioninthedistributionnetworkandfusesordemarcationloadswitchareusedforprotectiona