永磁技术在中压真空断路器中的应用.docx

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1、永磁技术在中压真空断路器中的应用 zhangting 导语：真空断路器在电力系统中的使用越来越广泛，对高可靠性断路器的研究也越来越深化。 真空断路器在电力系统中的使用越来越广泛，对高可靠性断路器的研究也越来越深化。不断开展的计算机技术、智能控制技术和永磁技术，为这项研究提供了强大的技术支撑。随之出现的永磁操纵机构，那么对研究理念带来了宏大冲击。 电力系统对开关设备的要求 高可靠性电力系统对开关设备有一个综合性、全方面、系统化的要求，其核心就是进步设备的运行平安和动作的可靠性。它包括开断性能的高可靠性、机械操纵性能的高可靠性、绝缘性能的高可靠性、环境耐受才能的高可靠性和二次控制局部的高可靠性。

2、进步平安性能可以通过加强灭弧系统才能和绝缘程度、改善运行环境或者防护等级和对二次局部的冗余保护设计实现，而进步机构的动作可靠性那么较难解决。机构的可靠性不仅涉及机械学、力学、材料学、电工学、电磁学等领域，而且涉及环境温度、湿度、气体腐蚀等因素。根据概率论原理，机构的构造越简单那么可靠性就越高，所以，简化机构的构造就成为一个可能方向。永磁操纵机构就因其简化的构造而具有较多上风。 严格讲，“永磁操纵机构应该称为“永磁保持的电磁操动机构。它通过减少整体部件或者挪动部件数目，缩小了体积，增加了可靠性，通常只有一个运动部件，故障源少，机械寿命可轻易到达3万10万次；构造简单，零部件数目缺乏传统弹簧操纵机

3、构的40，通过对机构的简化实现了操纵机构的免维护；利用电磁性能实现脱、锁扣功能，从构造上消除了故障频率高的机械脱、锁扣装置。此外，永磁机构的合闸特性出力特性与真空灭弧室的反力特性到达近乎完美的匹配，这也是永磁机构能迅速占领真空开关领域的重要原因。 永磁机构真空断路器工作原理 由于永磁机构相对于弹簧机构已经简化很多，它的控制局部就相对复杂。进步控制局部的可靠性，就必须解决好以下几方面问题： 1. 控制回路或者电气回路的设计与优化，主要应决定控制器的控制方式及保护功能、自测、逻辑判定和运算速度、大功率电子元器件的控制方式MOSFET或者IGBT、输入输出型式等关键技术指标及实现指标的方式。2. 元

4、器件的挑选，重点要控制好核心控制单元、电源模块、大容量储能电容、功率转换模块、输出执行元件、蓄电池、位置判别元件等关键元件的质量。3.控制回路或者电气回路的整体抗干扰性能，包括抗脉冲干扰共模和差模、抗静电放电干扰、抗辐射电磁场干扰、抗快速瞬变干扰、抗传导电磁场干扰和抗浪涌才能。4.控制回路或者电气回路的整体抗震性能，包括抗机械震动才能、抗电气震荡才能、防雷、避雷才能等。 永磁机构真空断路器集微机处理技术、当代网络通讯技术和新型开关制造技术于一体，主要技术参数包括：户内永磁机构真空断路器可到达额定电流3150安，短路开断电流到达40千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万10万次；户外永磁机

5、构真空断路器可到达额定电流1250安，短路开断电流到达25千安，满容量短路开断次数50次，机械寿命3万6万次。 永磁机构真空断路器的上风 永磁机构真空断路器与真空灭弧室能良好配合，体积小、重量轻，不仅便于安装，而且可为用户节约大量的构架费和安装费。控制单元紧凑，可以通过无线遥控器，实如今100米范围内控制开关的分合，功能扩展方便，操纵方式灵敏，易于实现配电自动化。永磁机构真空断路用具备了弹簧机构真空断路器的一切功能。同时，它还能设计出全新的同步开关选相开关，有效乃至彻底解决弹簧机构真空断路器无法解决的问题。 解决真空断路器投切大容量电容器组时产生的操纵过电压和涌流问题。由于电容器组负载的特殊性

6、，投切电容器组时会不可防止地产生操纵过电压和在不同相位角下的合闸涌流。操纵过电压所带来的直接后果就是引起过电压击穿和重燃；而合闸涌流最高能到达稳态时的4倍以上，并且持续时间长，对电气设备的危害非常大。永磁机构真空断路器一方面由于合闸弹跳的减小可以很轻易控制在0.1毫秒甚至更短的时间内，合闸冲击力大幅减小，这样使得投切大容量电容器组时重燃的几率大幅下降，减少了电弧对触头的烧损，有效解决重燃的问题；另一方面，完全可以通过控制器控制，在电压为零时投入电容器，在电流为零时切开电容器，从根本上解决投切大容量电容器组易产生的操纵过电压和涌流的问题，进而进步真空灭弧室和永磁机构真空断路器的整体机械和电气寿命

7、。 解决真空断路器关合大容量空载变压器时产生的合闸涌流问题。随着电网中的变压器容量的不断增加，本来不明显的关合空载变压器时产生的合闸涌流问题会变得很突出。变压器在稳态运行时的励磁电流一般只有额定电流的210，但在电源接通的瞬间合闸时，励磁电流会到达很大，而且频率也很高，这样就形成了合闸涌流。在中、小容量的变压器中，由于这种涌流的总量不是很大，因此对变压器的冲击影响也较小；但对大容量的变压器，假如正赶上相位角为0时操纵，产生的涌流那么能到达额定电流的10倍以上，对变压器造成严重损害。利用同步开关的上风，可以将合闸点控制在90或者270附近，进而使合闸涌流大大降低，保证变压器的运行平安，进步变压器

8、的使用寿命。 解决真空断路器关合空载线路产生的操纵过电压的问题。在不同的电压相位关合时，空载线路所产生的操纵过电压差异很大。其中，在相位角为90时到达峰值，产生的过电压能到达运行时稳态值的2倍以上，可以引起线路绝缘才能下降，导致部分放电加剧，甚至危及整个输电线路的平安。利用同步开关的上风，可以将合闸点控制在0或者180附近，进而使关合操纵过电压大大降低，进步线路的运行平安程度。 结合计算机控制技术，实如今电流或者电压过零点时投、切断路器。在这种情况下，不产生或者稍产生一点电弧。因此，也就不用考虑怎样灭弧了。这样所带来的突出好处是：对设备和电网的冲击小，有利于设备和电网的平安运行；由于没有或者很少的电弧产生，使得开断性能大幅进步，或者在同样容量条件下，使开关设备的体积大幅减小，减少材料的消耗，在降低本钱的同时，进步了环保性能；可以大幅缩减灭弧材料和灭弧构造，优化产品设计，进步设备的可靠性。 永磁技术和永磁机构真空断路器经过近几年的快速开展，其可靠性又有了大幅进步，已根本到达免维护、智能化的要求。它所显现出来的诸多上风，已决定了它是替换传统弹簧操纵机构真空断路器的最正确产品之一。作为社会主义新农村供电形式研究及综合示范工程建立所需的高性能关键技术设备之一，该产品完全可以知足电力系统的高可靠性要求。永磁技术及永磁机构在高电压等级的断路器中，也必将有着广阔的开展前景。 0