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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能型永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器控制裝置的研制
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 從近幾年的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來看，由于控制裝置存在動(dòng)作時(shí)間分散性大、功能擴(kuò)展性低、體積大、功耗多等問題，限制了永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的推廣和發(fā)展，本作品很好地解決了上述問題，并具有體積小，功能齊全，動(dòng)作可靠，節(jié)能降噪，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。該項(xiàng)目不僅發(fā)展了永磁機(jī)構(gòu)斷路器的應(yīng)用技術(shù)，還擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁式真空斷路器的智能控制。
- 詳細(xì)介紹：
- 斷路器是高壓開關(guān)中最重要最復(fù)雜的一種開關(guān)，在電力系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)雙重功能。無論電力系統(tǒng)處在什么狀態(tài)，如空載、負(fù)載或短路故障，當(dāng)要求斷路器動(dòng)作時(shí)，它都應(yīng)可靠的動(dòng)作，或是關(guān)合或是開斷電路，即高壓斷路器不但能夠開斷、關(guān)合及承載運(yùn)行線路的正常電流，也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載、關(guān)合及開斷規(guī)定的異常電流，如過載電流和短路電流。因此，高壓斷路器是電力系統(tǒng)的最后保護(hù)屏障，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行關(guān)鍵的元件之一。對(duì)高壓斷路器的相關(guān)研究也是本領(lǐng)域的前沿課題。 本作品是針對(duì)真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的繼電回路控制器中普遍存在的動(dòng)作時(shí)間分散性大、功能擴(kuò)展性低、體積龐大、功耗多等問題而研制的。 本作品采用微處理器技術(shù)，具有應(yīng)用軟件，在硬件不變的情況下具備較大的適用性和升級(jí)能力。智能化的斷路器由于內(nèi)含智能控制裝置，不僅能夠提供傳統(tǒng)斷路器的各種保護(hù)和控制功能，還具有以下功能:能夠?qū)崟r(shí)顯示電路中的參數(shù);可以設(shè)定和修改各種保護(hù)功能的動(dòng)作參數(shù);保護(hù)電路動(dòng)作時(shí)的故障參數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中以便查詢。 同時(shí)在作品中加入相關(guān)的檢測(cè)、判斷和通信等芯片或電路，使智能控制裝置的各種狀態(tài)和工作參數(shù)能通過傳輸媒質(zhì)與線路上的其它電氣設(shè)備交流，適應(yīng)當(dāng)前電氣設(shè)備智能化及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)和遙控“四遙”功能。 本作品的通用性較好，檢測(cè)和維修相對(duì)簡(jiǎn)單。智能控制裝置的測(cè)試可以獨(dú)立于斷路器進(jìn)行，簡(jiǎn)化了測(cè)試程序，減少了測(cè)試時(shí)間。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 斷路器是高壓開關(guān)中最重要最復(fù)雜的一種開關(guān)，在電力系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)雙重功能。高壓斷路器是電力系統(tǒng)的最后保護(hù)屏障，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行關(guān)鍵的元件之一。經(jīng)過調(diào)查，在高壓真空開關(guān)中，80%的故障來源于彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈。研制一種高性能的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器就顯得尤為重要。 基本思路： （1）、通過理論聯(lián)系實(shí)際制定并論證該永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能控制器的軟、硬件設(shè)計(jì)方案； （2）、利用微控制器及其應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計(jì)出永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能控制器硬件電路；采用高級(jí)編程語言編寫出智能控制器的應(yīng)用程序。 （3）、利用電器智能化理論和先進(jìn)的智能控制與保護(hù)算法，完成對(duì)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器的智能控制單元的軟硬件設(shè)計(jì)。 （4）研發(fā)高壓永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器控制器，并進(jìn)行模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，若出現(xiàn)技術(shù)問題，再進(jìn)行修正。 創(chuàng)新點(diǎn)：本項(xiàng)目針對(duì)供配電系統(tǒng)，研制出基于永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的真空斷路器本體，并把具有對(duì)供電線路進(jìn)行綜合保護(hù)的綜合保護(hù)裝置與斷路器控制器相結(jié)合，研制出一種智能型永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器控制裝置。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁操作機(jī)構(gòu)分、合閘線圈的智能控制，具備對(duì)電壓的監(jiān)視、故障保護(hù)功能、工作狀態(tài)指示及可選的遠(yuǎn)程通信功能。 主要技術(shù)指標(biāo)： (1)、設(shè)計(jì)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)分、合閘線圈的通斷控制，對(duì)電容器的充放電控制等控制功能以及失壓、欠壓等保護(hù)功能。 (2)、設(shè)計(jì)的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器的控制器具有對(duì)開關(guān)自身及其工作線路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、保護(hù)等功能，并具有通信功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本控制裝置以微處理芯片和電力電子開關(guān)器件為核心，能夠根據(jù)真空斷路器的分合閘控制要求以及永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁操作機(jī)構(gòu)分、合閘線圈的智能控制。此外，還具備對(duì)儲(chǔ)能電容充放電電壓的監(jiān)視功能、對(duì)主回路工作電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障保護(hù)功能、工作狀態(tài)指示及可選的遠(yuǎn)程通信功能。 該控制裝置功能齊全、動(dòng)作可靠、體積小巧，可以用于替換現(xiàn)有的繼電器－接觸器控制方式以及早期的微機(jī)型永磁操作機(jī)構(gòu)控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁式真空斷路器的智能控制。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品；現(xiàn)場(chǎng)演示；圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：（1）配合永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)完成開關(guān)合、分閘操作；合閘和分閘互相閉鎖，當(dāng)同時(shí)發(fā)出合閘和分閘信號(hào)時(shí)，只響應(yīng)分閘指令；分閘、合閘狀態(tài)有指示信號(hào)。（2）監(jiān)測(cè)交流輸入回路電壓電流。（3）分、合閘時(shí)間可調(diào)。（4）手動(dòng)合閘和手動(dòng)分閘機(jī)械性能不受電控部分影響,手動(dòng)分閘時(shí)，應(yīng)將手分按鈕打開。（5）可外置通訊功能。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：（1）高度集成，控制器體積小巧，適合開關(guān)內(nèi)部裝配。（2）控制回路采用大容量開關(guān)管，并且?guī)в凶枞菸昭b置。（3）控制器全部選用工業(yè)級(jí)原材料。（4）控制器外殼將選用金屬殼體，表面噴塑，外形美觀、大方安裝方便。 適用范圍、推廣前景、市場(chǎng)分析、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)：傳統(tǒng)的真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性差、功能不完善，影響供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)效率。本裝置適用于工礦企業(yè)和電力公司，可以提高供配電系統(tǒng)的可靠性，最大限度降低供電系統(tǒng)事故發(fā)生率，具有較好的社會(huì)效益。本裝置投入市場(chǎng)后，必將會(huì)得到企業(yè)的認(rèn)可，并被大量應(yīng)用，取得非常理想的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 自1961年美國(guó)GE公司成功研制第一臺(tái)真空斷路器以來，真空斷路器的技術(shù)水平迅速提高，隨著新型觸頭結(jié)構(gòu)及新型觸頭材料的推出，真空斷路器的開斷性能不斷增強(qiáng)，使其在12KV及以下電壓等級(jí)中得到了廣泛應(yīng)用。真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)從最初的電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，到目前廣泛應(yīng)用的彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，并正向永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)方向發(fā)展。 國(guó)外永磁操動(dòng)技術(shù)的研究最初是開始于英德兩國(guó)，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)(The University of Manchester)系統(tǒng)與能量組于1989年為GEC公司設(shè)計(jì)了一臺(tái)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，1992年前后永磁操動(dòng)技術(shù)在英國(guó)工業(yè)開始應(yīng)用。1995年英國(guó)Whipp&Bourne公司進(jìn)一步改進(jìn)了永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。1997年ABB Calor Emag開關(guān)設(shè)備公司在德國(guó)刊物上介紹了其最新研制的VM1型永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器。荷蘭Holec的MMS型永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器，短路開斷電流達(dá)到31.5KA。該操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是它還能實(shí)現(xiàn)分相可控操作，可減小在關(guān)合容性負(fù)載時(shí)的涌流，降低在分閘時(shí)的過電壓，且其分合閘時(shí)間的偏差不超過1ms，性能良好。 國(guó)內(nèi)從二十世紀(jì)九十年代末開始研究永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，至今已取得了一些成果。沈陽工業(yè)大學(xué)和西安森源電氣有限責(zé)任公司合作于1998年就著手了12kV永磁真空斷路器的開發(fā)，并取得突破性的進(jìn)展。2000年6月首批樣機(jī)在西高所國(guó)家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心通過了12kV，1250/3lkA規(guī)格VSm的全部型式試驗(yàn)。在國(guó)內(nèi)引起了同行的關(guān)注，相繼常州森源開關(guān)有限公司、北京華東開關(guān)廠、錦州華光電器有限責(zé)任公司等著名的斷路器生產(chǎn)廠紛紛研制出了自己類似的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)真空斷路器。但從近幾年的銷售統(tǒng)計(jì)情況來看，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的推廣和使用并不盡人意，原因在于永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)本體設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)電源和控制部分還需進(jìn)一步完善。所以研制高可靠、低成本、智能化的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器控制器是十分必要的，也將是未來的發(fā)展方向。
