[實用新型]基于雙信號跟蹤的真空斷路器永磁機構控制裝置

有效

• 申請號: 201320388469.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN203366043U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 徐建源;湯庚;林莘;史可鑒
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本實用新型屬于電器自動化控制領域，具體涉及一種基于雙信號跟蹤的真空斷路器永磁機構控制裝置。

背景技術

傳統開關的動作相位是隨機的，在接通和分斷電力系統時容易產生很大的浪涌電流和很高的感應過電壓，導致開關設備的使用壽命和電力系統的供電質量降低。因此，研究斷路器的智能控制技術既能夠保證供電可靠性，穩定性及提高電能質量，且對切實提高企業的生產效率和設備的使用壽命有著重要意義。

同步關合控制技術從原理上能有效地削弱斷路器分合閘時所產生的涌流和過電壓，其實質是斷路器動、靜觸頭在控制系統的控制下，在電力系統電壓波形的指定相角處關合，使得空載變壓器、電容器和空載線路等電力設備在對自身和系統沖擊最小的情況下投入電力系統的一種智能控制技術。該技術優于合閘電阻、串聯電抗器等傳統的抑制暫態過程的方法。但是傳統的操動機構通常是由復雜的傳動機構組成的機械系統，運動時間分散性大，運動可控性差、響應速度慢，因而很難實現機械運動的精確控制。

真空斷路器永磁操動機構的機械傳動簡單，零部件只有彈簧操動機構的40%左右，線圈勵磁電流產生的磁場直接驅動動鐵芯，動鐵芯直接推動真空斷路器的主軸作合分閘運動，無需傳統的機械脫扣及鎖扣裝置，這種簡單、直接的傳動方式使得永磁操動機構的分合閘時間穩定且運動時間分散性小。因此真空斷路器永磁操動機構在分合閘時間的精確度方面能夠滿足同步關合控制技術的要求。但是，由于環境條件不同將導致真空斷路器的動作時間具有分散性，例如，在常溫時永磁材料的矯頑磁力為850kA/m，而當溫度為80℃時，矯頑磁力下降為750kA/m，產生的直接結果是永磁機構的保持力變小，合成磁場密度降低，進而造成斷路器的合閘時間發生變化。而同步關合抑制涌流和過電壓的效果主要取決于斷路器關合相位的準確度，所以控制系統需對動作時間的分散性進行補償。目前傳統的動作時間補償方法是控制系統通過對各種影響因素進行在線檢測并計算出由它們引起的動作時間改變的數值，以確定發出動作信號的時刻，此種方法僅能夠將分合閘時間誤差控制在±2ms，分合閘相位誤差達到±36°，但是，同步關合控制技術在智能電網中實用化的前提是關合時間的誤差必需在±1ms以內，這樣才有可能比較精確地控制合閘相位，所以目前的控制系統實際運行中對涌流和過電壓的抑制能力較低。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提出一種基于雙信號跟蹤的真空斷路器永磁機構控制裝置，以達到提高控制系統的魯棒性、控制精度、穩定性和機構動作的可靠性，避免線圈燒毀，延長機構使用壽命，實現同步關合和節能的目的。

一種基于雙信號跟蹤的真空斷路器永磁機構控制裝置，包括行程傳感器、霍爾傳感器、觸頭行程檢測電路、DSP處理器、整流橋、儲能電容器和IGBT整流電路，還包括電容電壓檢測電路、電網電壓檢測電路、線圈電流檢測電路、電容充電控制單元和電力電子控制單元，其中，所述的行程傳感器的輸出端連接觸頭行程檢測電路的輸入端，觸頭行程檢測電路的輸出端連接DSP處理器的一路輸入端；所述的霍爾傳感器的輸出端連接線圈電流檢測電路的輸入端，線圈電流檢測電路的輸出端連接DSP處理器的另一路輸入端；所述的電網電壓檢測電路的輸入端接入電網，電網電壓檢測電路的輸出端連接又一路DSP處理器的輸入端；所述的儲能電容器的一路輸出端連接電容電壓檢測電路的輸入端，電容電壓檢測電路的輸出端連接又一路DSP處理器的輸入端；所述的DSP處理器的一路輸出端連接電容充電控制單元的輸入端，電容充電控制單元的輸出端連接儲能電容器的輸入端；DSP處理器的另一路輸出端連接電力電子控制單元的輸入端，電力電子控制單元的輸出端連接IGBT整流電路的一路輸入端；所述的整流橋的輸入端接入電網，整流橋的輸出端連接電容充電控制單元的另一路輸入端，儲能電容器的另一路輸出端連接IGBT整流電路的另一路輸入端；所述的IGBT整流電路的輸出端連接至斷路器內部的機構線圈。