永磁真空断路器智能控制系统研究

发布时间：2017-09-22 16:01

  本文关键词：永磁真空断路器智能控制系统研究

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【摘要】：智能化断路器是智能电网必需的重要设备。本文针对永磁真空断路器的智能控制技术开展研究,包括信号采样处理技术和选相控制技术,设计了智能控制器软硬件系统并进行了实验。本文工作对提升断路器智能化水平和促进智能电网建设具有重要意义。本文首先分析了单、双稳态永磁真空断路器机构原理和工作方式,介绍了永磁真空断路器智能控制技术尤其是选相控制技术的国内外研究现状。分析了预击穿、电压、温度、老化等因素对实际选相控制效果的影响,并通过软件仿真,确定电容器、空载变压器和空载线路等不同性质负载对应的选相控制策略。同时介绍了电网参数计算方法中的快速傅立叶变换(FFT)原理。其次,针对永磁真空断路器智能化控制目标,设计了智能控制装置软硬件系统。以DSP TMS320F2812为主处理器,介绍了DSP处理器模块、电源模块、看门狗模块、外扩存储模块、数据采集模块、驱动电路模块、电网过零点检测模块、通信模块和状态开入开出模块等功能模块。软件系统包括上位机和下位机两部分。下位机主要包括主程序模块、数据采样处理模块、选相控制模块和通信模块；上位机主要包括信息显示模块、参数设定模块、远程操作模块和通信设定模块。通过软件流程图介绍了各模块详细工作流程。最后,搭建10kV单稳态和双稳态三相永磁真空断路器实验平台,测试了配置智能控制系统的单、双稳态永磁真空断路器分别在实验室和现场工作环境下的运行性能。测试结果表明选相控制误差保持在0.5ms以内,完全满足设计要求。
【关键词】：真空断路器 永磁操动机构 智能控制器 选相控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM561.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 研究意义9
• 1.3 永磁真空断路器结构原理9-11
• 1.3.1 双稳态永磁真空断路器10-11
• 1.3.2 单稳态永磁真空断路器11
• 1.4 国内外研究现状11-13
• 1.4.1 国外研究概况11-12
• 1.4.2 国内研究概况12-13
• 1.5 论文主要内容及各章节安排13-14
• 第2章 永磁真空断路器智能控制原理分析14-28
• 2.1 选相控制技术14-24
• 2.1.1 选相控制基本原理14-15
• 2.1.2 选相控制技术应用15-22
• 2.1.3 选相控制影响因素22-24
• 2.2 电网参数计算原理24-27
• 2.2.1 电网电压、电流计算25-26
• 2.2.2 FFT算法原理26-27
• 2.2.3 电网功率、功率因数的计量27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 永磁真空断路器智能控制系统硬件设计28-42
• 3.1 硬件系统整体设计方案28-29
• 3.2 最小系统模块29-32
• 3.2.1 DSP处理器模块29-30
• 3.2.2 电源模块30-31
• 3.2.3 硬件看门狗电路31
• 3.2.4 外扩存储模块31-32
• 3.3 数据采样模块32-35
• 3.3.1 电网参数采集32-34
• 3.3.2 电容电压、线圈电流采集电路34-35
• 3.3.3 触头状态监测35
• 3.4 驱动模块35-38
• 3.4.1 电容充电电路36
• 3.4.2 IGBT驱动电路36-37
• 3.4.3 单、双稳态机构驱动电路37-38
• 3.5 过零检测模块38-39
• 3.6 通信控制模块39-41
• 3.6.1 通信模块39-40
• 3.6.2 状态开入开出模块40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 永磁真空断路器智能控制系统软件设计42-48
• 4.1 下位机软件系统整体设计42-43
• 4.2 数据采样与处理模块软件设计43-45
• 4.2.1 MAX11046芯片A/D转换43
• 4.2.2 数据处理模块程序43-44
• 4.2.3 模数采样矫正44-45
• 4.3 选相控制模块软件设计45
• 4.4 通信模块软件设计45-46
• 4.5 上位机软件设计46-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 永磁真空断路器智能控制系统实验研究48-54
• 5.1 硬件实验平台48-49
• 5.2 选相合、分闸实验49-53
• 5.2.1 双稳态模拟实验49-52
• 5.2.2 单稳态现场试验52-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 6.1 总结54
• 6.2 展望54-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-60
• 攻读学位期间发表的学术论文及成果60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：901725