35kV真空開(kāi)關(guān)永磁機(jī)構(gòu)分合閘操作控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)帶任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】

35kV真空開(kāi)關(guān)永磁機(jī)構(gòu)分合閘操作控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)帶任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】,35,kv,真空開(kāi)關(guān),永磁,機(jī)構(gòu),合閘,操作,控制器,設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn),獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計(jì),任務(wù)書(shū),開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文,外文,翻譯 并聯(lián)電容器 開(kāi)關(guān) 的 真空斷路器電氣壽命 S. . 8760 in to of is on To do it is to or a a to An is to of on of on a 0 4 kV up 2 in 0 is 0,000 in 摘要 ：為了提高配電效率和經(jīng)濟(jì)原因，功率因數(shù)需要被校正在中壓配電網(wǎng)中。要做到這一點(diǎn)，它是強(qiáng)制性的，每天一次或兩次切換電容器組。真空斷路器通常用于切換電容器組。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)是用來(lái)評(píng)估真空斷路器依靠并聯(lián)電容器切換參數(shù)的電壽命。這個(gè)實(shí)驗(yàn)包括打開(kāi)和關(guān)閉一個(gè)三相電路斷路器的操作。這個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)，可用的最大無(wú)功功率 20 無(wú)功在 24千伏時(shí)浪涌電流高達(dá) 22客戶應(yīng)用中常用的值是在 10 短期耐力測(cè)試時(shí)間 5 周相比操作 10000 次只有 8 天在實(shí)驗(yàn)室。 I. 引言 在配電中，電容器廣泛應(yīng)用于中壓電網(wǎng)的功率因數(shù)校正。這種校正提高配電效率和節(jié)約成本。關(guān)于真空斷路器 并聯(lián)電容器的開(kāi)關(guān) 的性能 ，重點(diǎn)是一般的標(biāo)準(zhǔn)要求 [ 1， 2 ]。 電容器組被切換通常每天一次或兩次，在 [3]里描述。因此，具有 10,000 次操作的真空斷路器的電氣壽命，能在 14 年和 33年之間。 表 準(zhǔn)要求[1， 2]和客戶的需要。 表 I 標(biāo)準(zhǔn)和大多數(shù)客戶需要比較 大多數(shù)研究如 [5]描述了在 [1， 2]規(guī)定的操作的數(shù)量有限的 情況下 真空斷路器的性能。 參考文獻(xiàn) [ 4 ]介紹了真空斷路器高達(dá) 1000 的操作行為。因此直到現(xiàn)在，制造商需要從最終用戶的反饋來(lái)評(píng)估他們的設(shè)備的性能。本文介紹了一種在一個(gè)快速步伐的時(shí)代 ，真空斷路器 生命周期性能可行研究的自動(dòng)化系統(tǒng)。 因此，可以獨(dú)立調(diào)查并聯(lián)電容器 開(kāi)關(guān) 參數(shù) 影響。 并聯(lián)電容開(kāi)關(guān)特性 相比并聯(lián)電容器的電阻或電感負(fù)載其開(kāi)關(guān)是特定的。在并聯(lián)電容器的轉(zhuǎn)換期間，最重要的現(xiàn)象出現(xiàn)在分合閘操作過(guò)程中。 合閘 操作期間（以 如圖 1 所示），勵(lì)磁涌流對(duì)真空斷路器的電氣壽命 有 強(qiáng)烈影響。 在分閘操作（通過(guò) 圖 1 中表示），其中斷電流是低的（與短路電流相比），因?yàn)樗请娙萜鹘M的額定電流。但是， 在三相網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)不接地的電容器組中，電壓的峰值是約為電壓 勵(lì)磁涌流的影響，對(duì)真空斷路器來(lái)說(shuō)維持合閘是沒(méi)有問(wèn)題的 ，如 [ 3 ]所示 。 圖 1 并聯(lián)電容器切換的典型波形 在合閘操作開(kāi)始時(shí)，斷路器接收命令以合閘。斷路器的移動(dòng)觸頭由機(jī)構(gòu)移動(dòng)。隨著觸點(diǎn)間隙的減小，電場(chǎng)增大。當(dāng)電場(chǎng)優(yōu)于的觸點(diǎn)之間的短間隙的介電強(qiáng)度發(fā)生電弧，這是預(yù)觸發(fā)時(shí)間的開(kāi)始。此弧繼續(xù)直到觸點(diǎn)完全關(guān)閉。這是預(yù)觸發(fā)時(shí)間的結(jié)束。 作為并聯(lián)電容器的浪涌電流要具有高的頻率和重要峰值，從電弧轉(zhuǎn)移到在預(yù)觸發(fā)時(shí)的接觸的能量是很重要的。這種能量引起接觸的表面上形成小的焊接點(diǎn)。 在 分閘 操作期間，額定電流（一般在 100 至 1000 之間）斷開(kāi)遠(yuǎn)低于短路電流或勵(lì)磁涌流。 與觸頭分離的電弧有一個(gè)低能量，可以不改變由沖蝕損傷引起的接觸面上的沖擊電流。短路故障后恢復(fù)電壓比暫態(tài)恢復(fù)電壓慢，但更高。真空滅弧室的介電強(qiáng)度必須在接觸的表面很高即使有勵(lì)磁涌流的降解。 考慮到由于勵(lì)磁涌流和觸頭的沖蝕磨損，必須對(duì)斷路器的耐久性進(jìn)行評(píng)估。 它是不可能的解離真空斷路器和機(jī)制。相同的真空斷續(xù)器將根據(jù)機(jī)制和斷路器的結(jié)構(gòu)具有不同的電氣壽命。 機(jī)制內(nèi)的能量影響到速度和應(yīng)用到觸點(diǎn)的影響。該體系結(jié)構(gòu)影響分合閘過(guò)程中的反彈時(shí)間。 自動(dòng)系統(tǒng)的描述 這些試驗(yàn)直接連接到中壓網(wǎng)絡(luò)比較困難，通常為短斷路操作測(cè)試的合成實(shí)驗(yàn)室也被使用，測(cè)試電路的全局圖示于圖 2。 分合閘操作已經(jīng)分離 ， 當(dāng)然，這兩個(gè)操作必須被執(zhí)行，以獲得斷路器的實(shí)際性能。因此，全 局 框圖分成兩部分。電路的左手部分用來(lái)重現(xiàn)該 合閘 操作。電路的右邊部分是用于 重現(xiàn)分閘 操作。 一個(gè)廣泛的并聯(lián)電容器切換參數(shù)可以通過(guò) 15種不同的耦合電容器和 34種不同的耦合電感得到。隨著自動(dòng)化系統(tǒng) 發(fā)展 ，高達(dá) 510 的耦合電容和電感可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整頻率和勵(lì)磁涌流的大小。通常情況下，浪涌電流的值是高達(dá) 10 峰，而在這里，所產(chǎn)生的浪涌電流是高達(dá) 22 千安的峰值。分閘操作期間模擬的無(wú)功功率是高達(dá) 10無(wú)功在 12千伏和高達(dá) 20無(wú)功在 24千伏。所述的自動(dòng)化系統(tǒng)在額定電壓高達(dá) 24千伏的條件下被設(shè)計(jì)為再現(xiàn)的電網(wǎng)絡(luò)。 即使為了簡(jiǎn)化圖表，保證人的安全的要素也不能被簡(jiǎn)化。 對(duì)于進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，在左邊的部分，自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生的浪涌電 流，以再現(xiàn)合閘操作（如圖 3 所示）。在右邊的部分，自動(dòng)系統(tǒng)在應(yīng)用程序的恢復(fù)電壓，以再現(xiàn)的分閘操作之前，產(chǎn)生一個(gè)一半額定電流（如圖 4 所示）。 圖 2 測(cè)試電路的整體圖 圖 3 浪涌電流生成圖 A. 電路合閘操作 圖 3 表示整體圖的左邊部分圖用來(lái)產(chǎn)生浪涌電流。 接觸器 其他的 接觸器 （ 打開(kāi)的。 在開(kāi)始時(shí)，被測(cè)電路斷路器（ 打開(kāi)。電容器（ 三個(gè)充電器（ 電。 電容器充電電路通常用于合成實(shí)驗(yàn)室。它的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠供應(yīng)恒定的電流，提供一個(gè)恒定的電容器充電。 每相可以使用獨(dú)立和不同電壓值，極性，電容和電感耦合進(jìn)行編程。 在電容器充電后，合閘操作可以由一個(gè)閉合指令發(fā)送到斷路器處測(cè)試。 三個(gè)電流從電容器通過(guò)電感（ 斷路器 傳到 大地。斷路器的操動(dòng)被六個(gè)電壓傳感器（ 三個(gè)電流傳感器（ 放置在斷路器內(nèi)部的三個(gè)位移傳感器用來(lái)測(cè)量真空斷路器的移動(dòng)接觸的瞬間運(yùn)動(dòng)測(cè)量。 這是合閘操作的完整序列。 圖 3 浪涌電流生成圖 B．電路分閘操作 圖 4 表示的是用于產(chǎn)生額定電流和恢復(fù)電壓的全局圖的右邊部分。 接觸器（在圖 3中 打開(kāi)的， 接觸器（ 閉合的。 在開(kāi)始時(shí)，被測(cè)斷路器（ 關(guān)閉。低壓電容器（ 由三個(gè)充電器（ 電。 如上所述，每相可以使用獨(dú)立和不同電壓值，極性，電容和電感耦合進(jìn)行編程。電容器的充電后，分閘操作由發(fā)送給接觸器（ 關(guān)閉命令啟動(dòng)。 三電流從電容器通過(guò)電感（ 斷路器傳到大地。當(dāng)前的半周期，被測(cè)電路斷路器以及接觸器 被斷開(kāi)。 在電流結(jié)束時(shí)，將恢復(fù)電壓應(yīng)用于斷路器的編程通過(guò)閉合接觸器 恢復(fù)電壓是三相共有的。 如果有一個(gè)或多個(gè)相位的非持續(xù)破壞性放電的存在，部件（ 許系統(tǒng)標(biāo)識(shí)默認(rèn)相。這是在分閘操作的完整序列。 圖 4 電流和恢復(fù)電壓產(chǎn)生圖 C. 自動(dòng)功能 兩個(gè)序列由可編程控制器的自動(dòng)化。每次操做的時(shí)候，控制器都分析每個(gè)關(guān)鍵組件的響應(yīng)時(shí)間，以便校正和修改下一個(gè)測(cè)試序列。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)所有由傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)。每個(gè)測(cè)試中，計(jì)算機(jī)分析和計(jì)算之間所有重要的價(jià)值仍授權(quán)給予自動(dòng)化繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。 對(duì)于每一個(gè)合閘運(yùn)算，計(jì)算出的值是浪涌電流的峰值，它們的頻率，電容的充電電壓和每一個(gè)階段的預(yù)觸發(fā)次數(shù)。 對(duì)于每次分閘運(yùn)算，計(jì)算的值是開(kāi)斷電流的均方根值，恢復(fù)電壓、每相上 數(shù)量和時(shí)間。 一個(gè) 完整的序列（一個(gè) 合閘 操作后跟一個(gè) 分閘操作 ），持續(xù)時(shí)間取決于參數(shù)大約 70秒。這種系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是 10,000次操作可以在只有 8 天 時(shí)間 內(nèi)完成。 D. 波形圖 此自動(dòng)系統(tǒng)的典型波形圖被記錄下來(lái)。 圖 5 是合閘操作的典型波形圖。圖 5 的上部（ n° 1）波形圖表示，浪涌電流對(duì)應(yīng)的并聯(lián)電容器切換參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。 n° 3 表示浪涌電流的起點(diǎn)。圖 5 下部（ n° 2）的波形代表移動(dòng)觸點(diǎn)的移動(dòng)。 n゜ 4 表示當(dāng)移動(dòng)和固定觸頭是完全關(guān)閉的時(shí)間。 預(yù)觸點(diǎn)時(shí)間為 n°3 和 n° 4 之間的間隔。 圖 5 合閘操作的典型波形圖 圖 6 分閘操作的典型波形 圖 6 是分閘操作的典型波形圖。圖 6 上部（ n° 1）所示波形圖是半波額定電流對(duì)應(yīng)的并聯(lián)電容器切換參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的圖形。該電路產(chǎn)生的電流的半周期，該電路斷路器必須斷開(kāi)。在圖 6 下部（ n° 2）的波形圖表示恢復(fù)電壓。 真空斷路器必須承受沒(méi)有任何 再起弧的恢復(fù)電壓。 結(jié)果與討論 通過(guò)保持相同的架構(gòu)，機(jī)制和真空滅弧室，一些測(cè)試中實(shí)現(xiàn)不同的并聯(lián)電容器切換參數(shù)。圖 7 中示出了一個(gè)總結(jié)曲線，并解釋了在故障前的操作數(shù)取決于浪涌電流的能量。斷路器的故障模式可能是一個(gè)移動(dòng)觸點(diǎn)和固定觸點(diǎn)之間的焊接（要分閘斷路器的問(wèn)題）或過(guò)大變形的接觸（要合閘的斷路器問(wèn)題）。 斷路器壽命的殘酷減少被發(fā)現(xiàn)是浪涌電流的能量超過(guò)一個(gè)臨界值。 類似關(guān)于浪涌電流的能量與生的效果說(shuō)明為已經(jīng)在 [6]中描述。 圖 7 浪涌電流能量故障之前的操作 數(shù) 圖 8 不同操作數(shù)的預(yù)觸發(fā)時(shí)間 隨著自動(dòng)化系統(tǒng)的計(jì)算，圖 8 表示每相對(duì)操作數(shù)的預(yù)觸發(fā)時(shí)間?？梢钥吹皆诓煌僮鲾?shù)下穩(wěn)定的預(yù)觸發(fā)時(shí)間。 V. 結(jié)論 本文中，合成測(cè)試實(shí)驗(yàn)室提出測(cè)試三相并聯(lián)電容器開(kāi)關(guān)的電氣壽命。測(cè)試包括一個(gè)三相真空斷路器分合閘操作。 要測(cè)試的最大無(wú)功功率為 20 無(wú)功在 24 千伏帶有浪涌電流高達(dá) 22 千安的情況下。 這個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠探索比廣大客戶應(yīng)用程序（在 10 千安）更嚴(yán)重的情況。 另一優(yōu)點(diǎn)是短的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，與在實(shí)驗(yàn)室 5周相比 10,000 次操作只要 8 天。 測(cè)試正在進(jìn)行中，以探索和評(píng)估各因素對(duì)并聯(lián)電容器開(kāi)關(guān)的真空斷路器電氣壽命的影響。未來(lái)的論文將公開(kāi)這些調(diào)查的結(jié)果。 致謝 作者感謝帕斯卡爾佩蒂特在執(zhí)行過(guò)程中的支持，塞爾橄欖在設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中的幫助，彼埃爾高蒂爾在電磁兼容工作，在安裝過(guò)程中，對(duì)機(jī)械裝配工作和電氣布線，和漢斯謝勒肯斯刺激的討論。 參考文獻(xiàn) [1] 2271“00: ,2008 [2] 37, “C on a 2005 [3] . “ 2008 [4] T. 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