● 摘要
本课题以断路器的同步关合技术为基点，结合北京航空航天大学与河南省南阳机械电子技术研究所的合作项目――配永磁机构真空断路器的同步开关控制器研制，深入研究了真空断路器的同步操作控制技术。本文首先分析了配永磁机构的同步真空开关的工作原理以及影响永磁机构动作时间的因素，在对永磁机构动作时间随控制电压和环境温度的变化进行统计分析的基础上，提出了对机构动作时间的自适应补偿方法，预测机构的实际动作时间。然后针对容性负载中性点接地和中性点不接地两种情况，分别给出了开关同步关合的控制策略，并通过仿真验证了采用同步关合技术可有效减小合闸过程中系统的涌流和过电压。其次本文介绍了同步开关控制器的总体设计方案和基本工作原理，并对其硬件结构的设计和系统软件的设计进行了详细介绍，完成了控制器软硬件的调试和装配工作，以及控制器上位机软件的调试工作。再次设计实验线路对控制器进行测试，结果显示控制器能准确完成三相电压、电流的测量，控制电压和环境温度的测量，开关状态的检测以及断路器动作时间的测量。通过断路器的同步操作实验，证明现有的硬件组成和控制算法能使同步操作时的动作分散性基本保持在合闸±2ms，分闸±2.5ms以内。最后对控制器的电磁兼容性进行试验，试验结果表明控制器的抗扰度能力基本上能满足现场运行环境的要求。