论文智能无功补偿装置自适应控制技术是大学硕士与本科自适应控制毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写自适应控制算法方面论文范文。
摘 要：本文提出一种基于永磁真空断路器的智能无功补偿装置方案,能够实现断路器的精确控制,根据实时电网信息实现无功设备在最佳相位投切.仿真及试验结果表明：永磁真空断路器具有很强的可控性,智能无功补偿装置能够实现电压或电流相位的精确捕捉,两者结合的技术方案能够完成无功设备最佳时机的投切任务,有效地抑制了无功设备投切过程中的涌流和过电压暂态.
关键词：永磁真空断路器；智能无功补偿装置；涌流和过电压
随着电网规模的不断扩大,为实现电压控制和系统保护等功能,需要配备大量开关设备来投切电容器组、电抗器、变压器及输电线路等电气设备,起到降低电网损耗、提高供电可靠性等目的.传统的开关基本都采用三相联动式,动作相位具有随机性,动作时会产生很大的涌流和过电压,易损坏设备绝缘性能,由此所 造成的运行事故时有发生,给设备及电网运行安全造成了严重的威胁.
为降低这一暂态过程所造成的影响,国内外专家学者开展了大量研究,主要包含两个方面：一方面是通过提高开关设备灭弧性能或加装过电压抑制装置,增加开关设备开断能力及减少过电压幅值.该方法不能从根本上解决问题,受设备自身质量影响较大,投切过程所产生的暂态过程依然明显；另一方面通过分相投切技术调整开关动作时序,并配合相应控制策略,有效限制开关动作时断口的电压及电流变化趋势,从理论上消除涌流及过电压,提高设备运行可靠性.相比国外,我国对相控开关的研究起步较晚,已有的应用多集中在高压领域,如66kV以上电容器、电抗器投切,500kV线路投切等,其使用设备多为国外进口产品.考虑到设备成本,在中压无功补偿领域应用较少,然而由操作过电压及涌流所造成的中压无功设备故障时有发生.为解决这一问题,本文提出一种基于永磁真空断路器的智能无功补偿装置,该装置尤其较为简单的结构特性,动作时间分散性较低,同时配合有效的修正控制策略,控制精度在±0.5ms以内,实现了对无功负载投切时机进行精确的控制,抑制合闸涌流,减少分闸重燃的概率,有效提高设备运行可靠性.
1智能无功补偿装置原理
基于永磁真空断路器的智能无功补偿装置原理,智能控制单元根据当前采集到的电网系统运行信息,根据控制要求,自动判断无功补偿设备投、切状态需求,并以系统电压、电流为参考信号,根据负荷类型精确控制开关触头在最佳相位关合或分离,实现无功补偿设备在电压或电流的最佳相位投入或切除,减小其投切过程中的暂态涌流和过电压,改善设备运行环境,延长设备使用寿命,提高电网电能质量和安全稳定运行.
以智能无功补偿装置合闸操作为例,其控制操作时序图如图1所示,为外部合闸操作指令输入时刻,为参考电压零点,为开关合闸动作时间,为选择的目标关合相位（三相可以具有不同的目标关合相位）,为开关触头金属接触时刻,为开关各相延迟时间.通过控制的长短,能够起到修正开关动作时间分散性的目的,使得开关在目标值处合闸.同理装置分闸操作也一样,而要实现对不同的负荷特性的灵活的控制,则需要三相断路器均独立可控,且在其他条件一定的情况下,断路器分合闸离散性越小,我们的控制精度越高.
图1 智能无功补偿装置原理示意图
2永磁操动机构特性分析
操动机构是开关电器的执行机构,对操动机构的要求一般如下：关合短路电流时要有足够的机械功输出（克服由短路电流引起的导电回路电动力及触头推斥电动力）；具有保持合闸功能；能自动遥控分闸也能手动分闸；自由脱扣功能等.传统的高压开关操动机构主要有：气动机构、液压机构、弹簧机构和直流电磁机构.CIGRE曾对高压开关及其操动机构可靠性进行了两次世界范围的调查研究.调查研究表明,开关大部分的故障为机械故障,常见的故障有：弹簧机构的锁扣故障；液压机构的漏油漏氮故障；气动机构的压缩机、干燥器的故障.弹簧机构分合闸操动启动后难于进行运动过程中的控制调节.传统机构由于其工作原理及结构的机械性决定了其不具有高可靠性且可控性低.
本文介绍一种直驱型永磁机构真空断路器永磁机构的主要零件包括：线圈、铁芯、永磁体、驱动连接杆、分闸簧,机构中唯一运动的部件是其铁芯,结构简单,无其他传动环节,从而减少了由于中间环节带来的损耗和不确定性.永磁机构使用永磁体实现合闸保持,当需要进行机构操动时（由合闸位置运动到分闸位置或者由分闸位置运动到合闸位置）,线圈通以大小和方向可控的电流,线圈电流产生的磁场和永磁体产生的磁场叠加合成.铁芯在合成磁场的作用下运动到另一个极限位置,驱动开关完成分合闸操作,之后撤去线圈电流,依靠永磁体将铁芯保持在新的极限位置.
图2 电容器选相合闸操作时序
考虑到其他外界环境可能会影响永磁机构的磁路参数和磁化特性,从而影响断路器动作特性,采用数值分析方法对电容放电励磁情况下永磁机构动态特性进行建模,得到式（1）微分方程组：
（1）
式中,为永磁机构储能电容操作电压；为储能电容容量；、分别是励磁线圈电流和线圈电阻；为永磁机构全电磁系统磁链；为永磁机构动作时间；为系统运动部件归算到铁芯处的质量；为铁芯位移；为是电磁吸力和电磁系统磁能有关；是运动反力,包括弹簧负载反力和空气阻力,分别于位移和速度有关；为电磁系统磁能,是和的函数；和分别是线圈工作温度和环境温度；为永磁机构功耗；和分别代表线圈的外径和高度.
永磁机构动态过程历时时间较短,且电磁系统具有热惯性,,所以动作过程中的热变化量（）可忽略不计.永磁机构的动态过程一般分为两个阶段,触动阶段和运动阶段.
第一阶段：激磁电流从0逐渐增大,由于产生的电磁力没有足够大,铁芯未开始移动,位移和速度等于均为零的起磁阶段,该阶段的永磁机构动态方程为：
（2）
第二阶段：从激磁电流增加到某一数值而使得动铁芯开始运动的时刻开始（设为时刻）,直至动铁芯到达另一极限位置（动作过程结束）为运动阶段,该阶段的永磁机构动态方程为：
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参考文献：
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