【研讨】永磁组织zw20智能操控设备的规划
发布时间：2020-05-04
本成果于2015年5月取得第十届西安高新“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖；具有已受理发明专利一项（“单稳态永磁组织野外zw20智能操控设备”），已授权运用新式专利一项（“单稳态柱上永磁组织断路器操作脉冲操控设备”），一起已宣布论文四篇，EI检索三篇（“单稳态柱上永磁组织断路器电源规划”、“智能变电站断路器状态监测IED规划”、“根据物联网的智能高压开关柜规划”、“10kV永磁组织zw20智能操控器规划”）。成果内容提要：首要观点：在配电网中，10kV馈电线路占有相当大的份额，而在10kV馈电线路的用户与供电公司的T接点处，一般仅设备熔断器或分界负荷开关作为维护和操控设备，难以敏捷隔离毛病用户而且影响非毛病用户的供电牢靠性。近年来跟着各种永磁组织zw20相继被研发出来，其作为当前电力系统中一种新式电气设备，具有体积小、结构简略、零部件少、重量轻、灭弧能力强、毛病率低等多方面的优势，遭到各电力行业的喜爱。本设备是针对永磁组织zw20操控设备的智能化和归纳自动化的发展趋势而研发的，集维护、丈量、操控、通讯等功用于一体，选用电力电子操控模块，动作敏捷，而且能够完结准确的时刻操控，使永磁组织zw20成为真实含义的免维护智能化断路器。首要完结功用如下：电源办理功用：办理配电线路PT与蓄电池组进行互补供电方法，使整个操控设备能够在断电情况下持续运行48小时；对蓄电池组的充放电进行办理，延长蓄电池的运用寿命。丈量功用：经过继电维护专用PT和CT进行配电线路电压、电流信号的收集，经过FFT算法运算后将收集的数据送入主控MCU，完结实时丈量数据更新，供给维护逻辑判断及液晶显现运用，且丈量精度达到1级要求。维护及报警功用：具有电流速断维护、定时限过电流维护、四种反时限过流维护、零序维护、自动重合闸、后加快维护等维护功用，能够对维护进行挑选，整定值设置，延迟时刻更改等功用，而且能够实时显现毛病状态及SOE事情查询。操控功用：经过MCU操控IGBT导通时刻然后操控线圈通电时刻，以此完结对分合闸操作的准确操控。实验结果表明：该永磁组织zw20的牢靠分闸脉冲时刻为20ms、合闸脉冲时刻为40ms。通讯功用：本操控设备经过RS232完结各模块之间通讯，并可经过GPRS或以太网完结操控设备与监控中心进行实时人机交互及通讯，然后完结智能断路器与监控中心的遥测、遥控、遥信等功用。创新点：（1）PT与蓄电池组互补供电方法：当配电线路中呈现电压跌落严重或者呈现配电线路断电时，能够运用蓄电池组给整个设备供电，最短维持时刻不少于48小时，且能够给电容充电，满足最少一组“分-合-分”的操作，然后保证整个操控设备不间断供电的意图。（2）永磁组织的驱动电路：选用IGBT全桥驱动电路能够快速关断线圈中的大电流，然后操控断路器完结分合闸操作。与此一起硬件及软件分别选用闭锁功用，防止呈现桥臂直通烧坏IGBT，然后削减断路器的误操作。（3）削减能量损耗：经过断路器分合闸操作时线圈电流波形剖析，然后确认断路器的最优分、合闸脉冲时刻。该断路器的分合闸时刻缩短即能量消耗少的一起按键、遥控及上位机远方操控分合闸试验成功率均达100%，动作牢靠性高。（4）继电维护算法的完结：10kV配网中常见的毛病有单相接地、相间短路、相间短路接地等毛病。本设备经过速断维护保、定时限过流和反时限过流维护、零序维护等功用完结对被维护线路的智能确诊，并经过三次重合闸及加快功用能够有挑选性的及时切除瞬时毛病，有挑选性的切除永久毛病，然后保证配网供电的安全、牢靠运行。（5）操作系统的嵌入：通讯程序中嵌入μC/OS-II实时操作系统，能够进步操控设备的牢靠性和实时性。一起该操控设备具备实时监测并显现各种电量及非电量参数、设定和修正维护定值及毛病事情记载（SOE）等功用，且供给GPRS、以太网通讯接口，能够完结与监控中心进行远程操控及监控的一起，并可完结就地遥控及按键，手动机械分闸等操作。（6）本设备是针对永磁组织zw20操控设备的智能化和归纳自动化发展趋势而研发的，选用模块化操控形式集丈量、维护、操控、通讯等功用于一体。
这种模块化的规划改变了传统的断路器的操控形式，不同的模块完结不同的功用，且各模块相对独立并行工作，即使其间任一模块发作毛病也不会影响其它模块，而且更新换代只需更换模块即可，具有很可观的经济效益，具有宽广的应用远景。实践含义：在我国农网及城市配电网中，10kV馈电线路占有相当大的份额，而在10kV馈电线路的用户与供电公司的T接点处，一般仅设备熔断器或分界负荷开关作为维护和操控设备，难以敏捷隔离毛病用户而且影响非毛病用户的供电牢靠性。本规划针对10kV配网中的这种问题，并结合新式永磁组织zw20的优势开发与其配套的永磁zw20操控设备，其首要意图是完结对配电线路的维护、监测及对断路器的远程操控和集中办理。对于进步配电网智能化、自动化程度和安全性具有重要现实含义。本设备是针对永磁组织zw20操控设备的智能化和归纳化的发展趋势而研发的集维护、丈量、操控、通讯等功用于一体。选用电力电子操控模块，动作敏捷，而且能够完结准确的时刻操控，使使永磁组织zw20成为真实含义的免维护智能化断路器。具有非常广泛的应用领域：如供电公司、煤矿、电力公司、油田等。不仅削减设备检修费用而且也避免了设备毛病所带来的巨大人员及经济损失。面临配网中宽阔的商场，经过对断路器操控设备进行技术改造，使其为我国智能电网输变电工程供给一种新的研讨战略，必将取得可观的社会效益和企业经济效益。
