[发明专利]智能电网无扰动永磁操动机构分合装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能电网无扰动永磁操动机构分合装置及其控制方法。

背景技术

随着我国工业的高速发展，电网容量的不断增加，电网开关设备的需求量也在各个行业不断增加。单在煤炭行业目前运营的矿井数量近15000个，在建煤矿数量超过7000个，总数高达22000个，随着矿井不断纵深化开采，所用电力设备数量和种类也不断增加，而新式设备的不断投入，对电网质量、安全性等提出了越来越高的要求。

传统弹簧操动真空断路器设备在合分空载变压器、电容器、空载线路等电力设备时，将产生频率和幅值都很高的涌流和电弧过电压，该涌流将导致开关设备触点受损、变压器绕组产生机械应力、各类保护误动作，且能引起瞬间过电压，产生高次谐波，对电网造成严重污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能电网无扰动永磁操动机构分合装置及其控制方法；彻底消除合分闸过程中产生的涌流和过电压，增强了供电可靠性，提高了供电质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

智能电网无扰动永磁操动机构分合装置，所述的操动机构分合装置在负载电源三相的每个相上分别设置3个独立的永磁操动装置，3个独立的永磁操动装置与每一相的分合闸连接；所述的永磁操动装置与微处理器控制装置连接。

上述的永磁操动装置包括静铁心、动铁心、永磁体、合闸线圈、分闸线圈和驱动杆，合闸线圈、分闸线圈通过电流的产生的磁能控制动铁心向上或向下运动，实现合、分闸操作动作。

上述的微处理器控制装置包括电流、电压采集模块，微处理器DSP系统，开入量检测、IGBT驱动、通信。

电流、电压采集模块，是为了捕捉任意电角度                                               ，采用高精度AD，通过FIR 数字滤波器对原始采样信号进行低通滤波，线性插值来提高基波电压和电流的电角度精度；开入量检测通过光电隔离技术进行采集判别，抗干扰能力强，稳定可靠；微处理器DSP系统根据采集到的电角度和开入量的状态进行快速的逻辑运算得到放入定时器，定时器时间到时由IGBT驱动永磁操动机构的分合闸线圈进行无扰动分合闸操作。

智能电网无扰动永磁操动机构分合装置的控制方法，如下：

操动机构分合装置在负载电源三相的每个相上分别设置3个独立的永磁操动装置，3个独立的永磁操动装置分别控制每一相的分合闸；所述的永磁操动装置与微处理器控制装置连接。

在永磁操动装置的分合闸操作的具体控制中，

由 公式得出，是发合闸命令所需延时的时间，以为基础计算出电压和电流的同步分合点时刻，确定永磁操动机构分合闸信号的发出时刻。

 

本发明的优点如下：

智能电网无扰动永磁操动机构分合装置及其控制方法，根据不同的负载特性，控制电压或电流在最有利的相位完成分/合闸操作（控制在电压过零点合，电流过零点分），以主动消除开合过程中所产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，提高分合装置的开断能力和使用寿命，减小对电网的冲击和污染，提高供电质量。永磁操动机构与传统弹簧机构和电磁机构相比，永磁操动机构采用了一种全新的工作原理、工艺和结构，工作时主要运动部件极少，无需机构脱、锁扣装置，故障源少，具有较高的可靠性。

附图说明：

图1为智能电网无扰动永磁操动机构分合装置接线原理图；

图2为投入电容器合闸时序图； 

图3为微处理器控制装置的原理框图； 

图4为永磁操动装置的剖面图。

具体实施例：

    参见图1，图1是智能电网无扰动永磁操动机构分合装置接线原理图；本发明 “无扰动分相同步技术”，解决了现有技术无法实现三相独立合分闸操作的技术难题，以及根据不同的负载特性，由基于微处理器进行合分闸操作的智能控制系统，控制在合理的时刻合闸和分闸，以主动消除在合分过程中产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，彻底消除合分闸过程中产生的涌流和过电压，大大提高了分合闸装置的使用寿命，增强了供电可靠性，提高了供电质量。

1)       本发明的技术原理

 “无扰动分相同步技术”是指在智能控制系统的控制下，分合闸装置动静触头在系统电压波形和电流波形的指定相位处动作,使得相关的负载(如：空载变压器、电容器和空载线路等)在对自身和系统冲击最小的情况下投入和退出电力系统的一种智能控制技术。