【研究】永磁机构真空断路器智能控制装置的设计-北极星输配电网

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成果简介：

原创科技创新实物作品成果——永磁机构真空断路器智能控制装置的设计，已在浙江纪元电气集团试验且运行效果良好。

本成果于2015年5月获得第十届西安高新“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖；拥有已受理发明专利一项（“单稳态永磁机构户外真空断路器智能控制装置”），已授权使用新型专利一项（“单稳态柱上永磁机构断路器操作脉冲控制装置”），同时已发表论文四篇，EI检索三篇（“单稳态柱上永磁机构断路器电源设计”、“智能变电站断路器状态监测IED设计”、“基于物联网的智能高压开关柜设计”、“10kV永磁机构真空断路器智能控制器设计”）。

成果内容提要：

主要观点：

在配电网中，10kV馈电线路占有相当大的比例，而在10kV馈电线路的用户与供电公司的T接点处，一般仅安装熔断器或分界负荷开关作为保护和控制设备，难以迅速隔离故障用户并且影响非故障用户的供电可靠性。近年来随着各种永磁机构真空断路器相继被研制出来，其作为当前电力系统中一种新型电气设备，具有体积小、结构简单、零部件少、重量轻、灭弧能力强、故障率低等多方面的优势，受到各电力行业的青睐。本装置是针对永磁机构真空断路器控制装置的智能化和综合自动化的发展趋势而研制的，集保护、测量、控制、通信等功能于一体，采用电力电子控制模块，动作迅速，而且可以实现精确的时间控制，使永磁机构真空断路器成为真正意义的免维护智能化断路器。主要实现功能如下：

电源管理功能：管理配电线路PT与蓄电池组进行互补供电方式，使整个控制装置可以在断电情况下持续运行48小时；对蓄电池组的充放电进行管理，延长蓄电池的使用寿命。

测量功能：通过继电保护专用PT和CT进行配电线路电压、电流信号的采集，经过FFT算法运算后将采集的数据送入主控MCU，实现实时测量数据更新，提供保护逻辑判断及液晶显示使用，且测量精度达到1级要求。

保护及报警功能：具有电流速断保护、定时限过电流保护、四种反时限过流保护、零序保护、自动重合闸、后加速保护等保护功能，可以对保护进行选择，整定值设置，延迟时间更改等功能，并且可以实时显示故障状态及SOE事件查询。

控制功能：通过MCU控制IGBT导通时间进而控制线圈通电时间，以此完成对分合闸操作的精确控制。实验结果表明：该永磁机构真空断路器的可靠分闸脉冲时间为20ms、合闸脉冲时间为40ms。

通信功能：本控制装置通过RS232实现各模块之间通信，并可通过GPRS或以太网实现控制装置与监控中心进行实时人机交互及通信，从而实现智能断路器与监控中心的遥测、遥控、遥信等功能。

原标题：永磁机构真空断路器智能控制装置的设计

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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