智能開(kāi)關(guān)控制的中低壓電氣設(shè)備過(guò)渡過(guò)程分析與控制.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)所要達(dá)到的柔性自動(dòng)控制目標(biāo)，本文首先對(duì)電動(dòng)機(jī)、變壓器、電抗器、電容器等電氣設(shè)備在投切電源后的極短暫過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上以抑制過(guò)電壓、過(guò)電流為目的，研究如何采用智能開(kāi)關(guān)對(duì)該過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行控制，最后，進(jìn)一步研究了如何將此受控過(guò)渡過(guò)程用于一種新的電力通訊技術(shù)（工頻通訊）中。本文的工作及主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出以真空斷路器與晶閘管閥組并聯(lián)構(gòu)成、采用嵌入式微機(jī)控制的中壓智能開(kāi)關(guān)新的技術(shù)方案，在

2、其正常運(yùn)行時(shí)真空斷路器閉合而晶閘管閥開(kāi)路，負(fù)載的投切則主要由晶閘管閥完成，既可以抑制過(guò)電壓、過(guò)電流，又具有結(jié)構(gòu)緊湊、損耗小的優(yōu)點(diǎn)。研究?jī)?nèi)容主要包括:晶閘管閥組一次設(shè)計(jì)、高電位觸發(fā)電子板設(shè)計(jì)、高頻送能系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及控制保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　(2)建立了中壓智能開(kāi)關(guān)投切電氣設(shè)備過(guò)渡過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，以切除電容器組為例，研究了從真空斷路器的觸點(diǎn)開(kāi)始動(dòng)作、產(chǎn)生電弧電壓到電流由真空斷路器向晶閘管閥轉(zhuǎn)移的暫態(tài)過(guò)程，獲得了成功實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)移的條件。主要

3、研究?jī)?nèi)容包括:對(duì)真空斷路器動(dòng)、靜觸點(diǎn)分離所產(chǎn)生電弧電壓與觸頭間距、電流之間關(guān)系的分段線性化描述;構(gòu)建電流轉(zhuǎn)移過(guò)程各個(gè)階段的物理模型和數(shù)學(xué)模型;推導(dǎo)出切除電容器組暫態(tài)過(guò)程相關(guān)電流和晶閘管閥端電壓解析解;最后得到實(shí)現(xiàn)電流轉(zhuǎn)移這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)所需要的晶閘管閥組最佳觸發(fā)時(shí)刻和晶閘管閥組設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　(3)在感應(yīng)電機(jī)及帶感性、容性負(fù)載的變壓器斷電后重新投入電源的過(guò)渡過(guò)程分析控制方面，提出智能開(kāi)關(guān)控制參數(shù)的解析分析方法。通過(guò)對(duì)交替出現(xiàn)的對(duì)稱-不

4、對(duì)稱過(guò)渡過(guò)程的求解，得到殘壓的表達(dá)式，獲得了智能開(kāi)關(guān)的觸發(fā)角序列與感應(yīng)電機(jī)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工頻周期內(nèi)完成三相繞組的快速投入并有效地抑制沖擊電流。
　　(4)將智能開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用到電力通信領(lǐng)域，為雙向工頻通訊系統(tǒng)研制了新的微機(jī)控制器，提出了相關(guān)軟、硬件設(shè)計(jì)方案，在工頻通訊信號(hào)的產(chǎn)生、提取及解調(diào)環(huán)節(jié)解決了多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題，使其成功用于電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。研究?jī)?nèi)容主要包括:通過(guò)MCU控制智能開(kāi)關(guān)在變壓器副邊產(chǎn)生電流畸變信號(hào)并通過(guò)電