电热式过载电流测量方法及过载保护算法研究

发布时间：2020-04-13 07:51

【摘要】：过载保护技术是低压电器智能技术的重要组成部分,广泛应用于低压断路器、过载继电器等产品,能够确保用电设备和配电线路的安全运行。近年来,电子式保护器等智能保护技术已经成为了过载保护技术的发展趋势,但电子式保护器往往需要一个测量电流的装置,即电流互感器,电流互感器由于体积大,不适于在小型断路器中使用。目前,小型断路器智能化由于受到技术、体积等因素制约,一直没有取得大的进展。因此,如何采用新技术、新思路,研究体积小、可实现电隔离的电流检测方法,对于小型断路器智能化具有重要意义。本文提出了一种电热式电流检测方法,旨在解决小型断路器智能化过程中电流测量问题。并研究出过载保护算法,为用电设备、配电线路的过载保护提供更快速更精确的保护技术。本课题来源于国家自然科学基金:新型热电磁混合式脱扣器关键问题与断路器网络化选择性保护研究(项目编号:51777129)。首先,本文初步建立小型断路器的电流检测模型。提出一种电热式电流检测方法,在导线上设计了一个相对封闭的测量腔,将测量腔看成一个系统。根据热平衡原理,通过分析测量腔内电流温度特性,建立载流导体温升与电流之间的关系式,达到对载流导体电流检测的目的。进行Solidworks建模,通过材料的选取与设置,建立多物理场环境,加载电流负载,划分网格最后通过Comsol有限元软件进行计算,得到测量腔内的温度环境,改变加载电流的大小读取相应节点数据,根据仿真数据对数学模型中的未知参数进行确定,以便于验证数学模型的正确性。实际上,仿真很难模拟实际的温度环境,所以仿真可能存在一定的误差,本文搭建了基于LabVIEW的电流、温度测量系统。系统主要由载流变压器、热电阻、温度变送器、数据采集卡和LabVIEW构成。通过对导线加载不同的电流进行实验,读取Pt100测量点的温度实验数据,修正数学模型验证的准确性。最后,本文在热平衡方程的基础上,建立以温升为变量的动态过载保护数学模型,提出一种过载保护离散化算法。引入小波分析理论,通过Morlet复小波算法计算电流幅值,减小计算误差。搭建Simulink模型进行算法仿真计算,并将此过载保护离散化算法与常用的反时限过载保护进行了比较,验证模型的过载保护方法的可行性。
【图文】：

第 1 章 绪论然后双金属片通过热变形来推动接触器触头。热保护装置的控制箱（柜）远离电机，两者的热量差别很大散热量大、可靠性降低以及周围机械振动引起的干扰，因此许工作，这就要求控制和维护工程师必须准确给出热保护的设定通过导线产生过多热量时，与其连接的膨胀系数不同的双金属定距离时，将触动跳闸杆和差动杆一起动作，断开辅助电路，载保护，故障电路在故障消除后再次接通。按下复位按钮，接次打开。检查过程中也可以单独按下测试按钮，验证功能是否图 1.1 所示。

第 2 章 电热式电流检测方法和短路保护电磁脱扣器组成。过载保护热脱扣器是依靠热脱扣原理进行过载保护，采用膨胀系数不同双金属片构成的。当有电流通过断路器时，，具有不同膨胀系数的双金属片由于受热会发生弯曲，弯曲到一定程度触动操动机构动作，起到过载保护的目的。短路保护电磁脱扣器是依靠电磁脱扣原理进行短路保护，它基于电磁吸力和弹簧反作用力触动操动机构动作，实现断路器脱扣。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM561

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本文编号：2625779