高压直流真空断路器电源系统的研究

发布时间：2024-02-02 23:40

　　随着电力需求快速增长,电网的结构正朝着大型化、复杂化方向发展,与此同时在功能方面也逐渐显现出智能化和多元化等特点,因此电力系统对电气设备的安全可靠性要求也逐步提高。真空断路器作为一种处理短路故障的关键性设备,其性能的优劣很大程度上决定着电网电能输送的稳定性和可靠性。永磁操动机构是真空断路器中保证触头能够正确有效地完成分闸、合闸动作的动力机构,其动作所需要的电能一般直接由操动电源(储能电容器或者蓄电池)来提供。由此可见,操动电源充电系统的研究对于真空断路器的可靠性和实用化均具有非常重要的意义。一直以来操动电源是通过电源充电系统就近从现场电源中取电,但是随着近年来无线电能传输技术研究的火热兴起有人提出了将该技术应用到高压设备中,用来实现高压智能设备的可靠供电。本课题也是基于此背景条件下对高压真空断路器的电源系统进行了研究,该系统将通过无线电能传输过来的13.56MHz的交流电转换成直流电给24V蓄电池充电,再将蓄电池中的电能传输给真空断路器中的储能电容器。本文首先介绍了高频整流滤波电路的选择并给出了高频整流二极管和电容参数的计算和选取过程。随后重点对开关电源的几种拓扑结构和工作模式进行对比...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 永磁操动机构的发展历程和研究现状
    1.2 真空断路器的电源系统
    1.3 电源能量来源方式介绍
        1.3.1 CT取电
        1.3.2 电压取电方式
        1.3.3 激光供能方式
        1.3.4 无线电能传输方式供电
    1.4 本文的研究内容
2 高频整流滤波电路
    2.1 引言
    2.2 高频整流二极管的选择
    2.3 滤波电容的选择
    2.4 本章小结
3 蓄电池充电系统
    3.1 引言
    3.2 蓄电池充电系统方案的选择
        3.2.1 主电路的拓扑结构的选择
        3.2.2 反激式变换器的工作模式选择
        3.2.3 电流检测方案的选择
        3.2.4 铅酸蓄电池充电方法的选择
    3.3 蓄电池充电主电路的设计
        3.3.1 反激式变压器的设计
        3.3.2 反激式变换器的输出滤波电容和二极管的的选择
        3.3.3 功率开关管的选择
        3.3.4 开关电源控制芯片的选择
    3.4 辅助电源电路
    3.5 单片机控制系统中的芯片选型
        3.5.1 单片机的选型
        3.5.2 A/D芯片和D/A芯片选型
    3.6 蓄电池充电系统的控制程序和充电方法设计
        3.6.1 充电方法设计
        3.6.2 充电系统程序设计
    3.7 蓄电池充电系统总原理
    3.8 测试实验
        3.8.1 充电模块的输出电压纹波测试
        3.8.2 电压调整率测试
    3.9 本章小结
4 电容器充电系统
    4.1 引言
    4.2 充电电路拓扑及其控制方式的选择
    4.3 电容充电电路
        4.3.1 电容器的等值电路
        4.3.2 反激式变压器的设计
        4.3.3 开关电源控制芯片和外围电路
    4.4 电容充电模块的总原理
    4.5 测试实验
    4.6 本章小结
结论
参考文献
附录A 蓄电池充电模块原理图
附录B 单片机控制电路及其显示电路
附录C 蓄电池充电电源系统PCB图
附录D 电容器充电电源系统的原理图和PCB图
致谢



本文编号：3893338