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永磁技術(shù)在中壓真空斷路器中的應用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):132
核心提示:

  真空斷路器電力系統(tǒng)中的使用越來越廣泛,對高可靠性斷路器的研究也越來越深入。不斷發(fā)展的計算機技術(shù)、智能控制技術(shù)和永磁技術(shù),為這項研究提供了強大的技術(shù)支撐。隨之出現(xiàn)的永磁操作機構(gòu),則對研究理念帶來了巨大沖擊。  

  電力系統(tǒng)對開關(guān)設(shè)備的要求  

  高可靠性電力系統(tǒng)對開關(guān)設(shè)備有一個綜合性、全方面、系統(tǒng)化的要求,其核心就是提高設(shè)備的運行安全和動作的可靠性。它包括開斷性能的高可靠性、機械操作性能的高可靠性、絕緣性能的高可靠性、環(huán)境耐受能力的高可靠性和二次控制部分的高可靠性。  

  提高安全性能可以通過加強滅弧系統(tǒng)能力和絕緣水平、改善運行環(huán)境或防護等級和對二次部分的冗余保護設(shè)計實現(xiàn),而提高機構(gòu)的動作可靠性則較難解決。機構(gòu)的可靠性不僅涉及機械學、力學、材料學、電工學、電磁學等領(lǐng)域,而且涉及環(huán)境溫度、濕度、氣體腐蝕等因素。根據(jù)概率論原理,機構(gòu)的結(jié)構(gòu)越簡單則可靠性就越高,所以,簡化機構(gòu)的結(jié)構(gòu)就成為一個可能方向。永磁操作機構(gòu)就因其簡化的結(jié)構(gòu)而具有較多優(yōu)勢。  

  嚴格講,“永磁操作機構(gòu)”應該稱為“永磁保持的電磁操動機構(gòu)”。它通過減少整體部件或移動部件數(shù)量,縮小了體積,增加了可靠性,通常只有一個運動部件,故障源少,機械壽命可輕易達到3萬~10萬次;結(jié)構(gòu)簡單,零部件數(shù)量不足傳統(tǒng)彈簧操作機構(gòu)的40%,通過對機構(gòu)的簡化實現(xiàn)了操作機構(gòu)的免維護;利用電磁性能實現(xiàn)脫、鎖扣功能,從結(jié)構(gòu)上消除了故障頻率高的機械脫、鎖扣裝置。此外,永磁機構(gòu)的合閘特性(出力特性)與真空滅弧室的反力特性達到近乎完美的匹配,這也是永磁機構(gòu)能迅速占領(lǐng)真空開關(guān)領(lǐng)域的重要原因。  

  永磁機構(gòu)真空斷路器工作原理  

  由于永磁機構(gòu)相對于彈簧機構(gòu)已經(jīng)簡化很多,它的控制部分就相對復雜。提高控制部分的可靠性,就必須解決好以下幾方面問題:  

  1. 控制回路(或電氣回路)的設(shè)計與優(yōu)化,主要應決定控制器的控制方式及保護功能、自測、邏輯判斷和運算速度、大功率電子元器件的控制方式(MOSFET或IGBT)、輸入輸出型式等關(guān)鍵技術(shù)指標及實現(xiàn)指標的方式。  
  2. 元器件的篩選,重點要控制好核心控制單元、電源模塊、大容量儲能電容、功率轉(zhuǎn)換模塊、輸出執(zhí)行元件、蓄電池、位置判別元件等關(guān)鍵元件的質(zhì)量。  
  3.控制回路(或電氣回路)的整體抗干擾性能,包括抗脈沖干擾(共模和差模)、抗靜電放電干擾、抗輻射電磁場干擾、抗快速瞬變干擾、抗傳導電磁場干擾和抗浪涌能力。  
  4.控制回路(或電氣回路)的整體抗震性能,包括抗機械震動能力、抗電氣震蕩能力、防雷、避雷能力等。  

  永磁機構(gòu)真空斷路器集微機處理技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和新型開關(guān)制造技術(shù)于一體,主要技術(shù)參數(shù)包括:戶內(nèi)永磁機構(gòu)真空斷路器可達到額定電流3150安,短路開斷電流達到40千安,滿容量短路開斷次數(shù)50次,機械壽命3萬~10萬次;戶外永磁機構(gòu)真空斷路器可達到額定電流1250安,短路開斷電流達到25千安,滿容量短路開斷次數(shù)50次,機械壽命3萬~6萬次。  

  永磁機構(gòu)真空斷路器的優(yōu)勢  

  永磁機構(gòu)真空斷路器與真空滅弧室能良好配合,體積小、重量輕,不僅便于安裝,而且可為用戶節(jié)約大量的構(gòu)架費和安裝費。控制單元緊湊,可以通過無線遙控器,實現(xiàn)在100米范圍內(nèi)控制開關(guān)的分合,功能擴展方便,操作方式靈活,易于實現(xiàn)配電自動化。永磁機構(gòu)真空斷路器具備了彈簧機構(gòu)真空斷路器的一切功能。同時,它還能設(shè)計出全新的同步開關(guān)(選相開關(guān)),有效乃至徹底解決彈簧機構(gòu)真空斷路器無法解決的問題。  

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