永磁式真空断路器相控开断技术

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1、分类号：TM743密级：UDC：621.3编号：201221401002河北工业大学硕士学位论文永磁式真空断路器相控开断技术论文作者：聂晓龙学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：电气工程指导教师：赵智忠职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringPHASE-CONTROLLEDTECHNOLOGYOFPERMANENTMAGNETICACTUATORFORVACUUMCIRCUIT-BR

2、EAKERSbyNieXiaolongSupervisor:Prof.ZhaoZhizhongNovember2014摘要相控开断技术的实质就是应用智能控制单元来控制开关在电流最有利的相位完成分闸动作，使得开断过程中电弧电流经过最佳燃弧时间经过零点。相控开断技术的优点是可以有效的减少触头平均燃弧时间和峰值电弧电流，提高断路器的开断容量和减少触头磨损，从而提高了供电质量并延长开关寿命。在相控开关系统中使用永磁操动机构是解决当前开关机构可靠性不高、分散性难以控制的必由之路。目前，故障电流相控开断技术并不成熟，很多问题尚待解决。本文探讨了关

3、于真空断路器在电路发生短路故障后的故障类型判断、选相及相控开断短路故障的方法。在电力系统发生短路故障时要对故障类型进行判断选出故障相，并且确定故障发生的初始时刻。文中利用相关仿真软件中的工具箱建立起电力系统短路故障的模型，利用相电流和的故障分量来确定故障相，然后利用小波分析对故障电流采样，由小波工具箱仿真得出结果，确定了短路发生的时刻，为后面计算故障电流参数提供了基础。通过对传统的半波傅氏算法进行改进，在采样半个周波数据的基础上，额外增加两个采样点，对数据处理窗口进行两次变换，消除误差，得出短路故障电流的特征参数，实现波形恢复。设置相

4、应参数进行仿真，对算法进行验证，证明了算法的可行性。计算出故障电流相应参数后，就可以预测开断过程中电弧熄灭时的故障电流过零点，从而确定断路器触头最佳分离时刻。设计出基于DSP的智能控制单元对整个开断过程进行采样以及控制，使得整个相控开断过程更加准确迅速。关键字：相控技术，半波傅氏算法，故障电流模型，永磁操动机构IABSTRACTTheessenceofphase-controlledbreakingtechnologyistocontroltheswitchtocompleteopeningactionatthephasepositi

5、onwithoptimumcurrentbyapplyingintelligentcontrolunits,thustoenablearccurrenttocrosszeroafteroptimalarctimeduringbreakingprocess.Phase-controlledbreakingtechnologyhasmanyadvantagesincludingeffectivelyreducingaveragearctimeandpeakarccurrentofcontacts,increasingbreakingcap

6、acityofcircuitbreakersanddecreasingabrasionofcontacts,bywhichpowersupplyqualitycouldbeimprovedandswitchlifecouldbeprolonged.Inphase-controlledswitchingsystem,applyingpermanentmagneticactuatoristheonlywaytosolvetheproblemsincludingthelowreliabilityofcurrentswitchingmecha

7、nismanddifficultyincontrollingdispersity.Currently,phase-controlledbreakingtechnologyoffaultcurrentisnotmature,andtherearestillmanyproblemstoberesolved.Thispaperdiscussestheapproachesforjudgingfaulttype,phaseselectionandshort-circuitfaultsofphase-controlledbreakingforva

8、cuumcircuitbreaker(VCB)aftershort-circuitfaultinthecircuit.Aftershort-circuitfaultoccursinpowersystem,faulttyp