智能断路器操作机构性能分析与优化

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智能断路器工作原理及技术特点

智能断路器工作原理及技术特点摘要：智能断路器具有数字化的接口，可以将位置信息、状态信息、分合闸命令通过网络方式传输。

本文介绍了智能断路器根本原理、工作模式和工作过程。

和传统的断路器相比拟，智能断路器有着其自身的优点。

随着各项技术的开展和各种产品的研发，智能断路器将逐步进入实用化阶段。

随着我国电网建立的快速开展，数字化变电站成为建立和研究的热点。

数字化变电站的核心在于一次设备的智能化与二次设备的网络化。

对于断路器这种极其重要的电力一次设备而言，其智能化的实现有十分重要的意义。

断路器智能化在于运行状态实时监测，通断准确，智能控制和信息传递网络化等。

随着电力电子技术和自动控制理论的广泛应用，计算机与网络通信技术的飞速开展，以及对传感器技术和人工智能的深入研究和综合应用，智能断路器的功能得到了极大的扩展和完善。

一、什么是智能断路器断路器按其使用X围分为高压断路器和低压断路器，上下压界限划分比拟模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。

低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进展失压、欠压、过载、和短路保护的电器。

它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。

而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，己获得了广泛的应用。

高压断路器(或称高压开关)是变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故X围.因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的平安运行。

随着国民经济的开展，技术的不断进步，无论是工业生产还是日常生活都对电力系统的供电质量提出了越来越高的要求:能够实现不连续供电，即使断电也必须要求断电时间尽可能的短，停电X围尽可能的小。

智能断路器的特点及其应用分析

智能断路器的特点及其应用分析摘要：在电力系统中，断路器是十分关键的设备，其智能化是变电站重要基础。

对于智能断路器而言，具备一定的功能作用，将计量和通信功能结合开来，确保电力设备系统化与模块化。

伴随微控制器技术的发展，智能断路器功能愈发多样化，具备一定的可靠性，随之性能优化具备一定的技术保障。

智能断路器是什么，功能作用优势体现在哪些方面。

文章对智能断路器特征进行了深入性分析，并介绍了主要应用。

关键词：智能断路器；特点；应用分析伴随电网建设的发展，数字化变电站为建设主要研究热点。

基于数字化变电站而言，以一次设备智能化和二次设备网络化为核心。

基于断路器电力一次设备来讲，实现智能化具有一定的价值作用。

此外，断路器智能化主要为信息传递网络化等。

伴随电子技术与自动控制理论的应用，计算机和网络技术的快速化发展，加之传感器技术的应用，智能断路器功能得到了不断的完善。

对于断路器主要为关合与开断回路电流，在一定时间内开断异常电流开关装置。

高压断路器则为额定电压固定值的断路器，在电力系统中是主要保护设备，能够接通回路，隔离故障的主要控制设备。

1.智能断路器概述从利用范围角度讲，断路器分为两种，一种是高压断路器，另一种则为低压断路器。

对于低压断路器而言，又叫做自动开关，其具备手动开关作用，还能进行自动欠压与失压的电器。

此外，实现电能分配，启动异步电动机，给予电源线路有效保护。

如果出现过载或是短路情况时，可以自动切断电路，功能作用为熔断器式开关和过欠热继电器间的组合作用。

对于高压断路器来讲，在变电所中是极为关键的电力控制设备，具备着灭弧性。

当系统出现故障时，与继电保护配合，切断故障电流，避免事故范围的扩大。

因此，高压断路器工作情况，对电力系统安全运行具有一定影响。

伴随国民经济的快速化发展，不管是工业生产，还是生活对电力系统供电质量具有极为严格化要求。

确保不间断供电，就算断电也应确保断电时间的缩短，减少停电范围。

基于这样的情况，作为供电系统应具备一定的自动化程度与智能化水平。

电力系统中的智能断路器切换与优化调控研究

电力系统中的智能断路器切换与优化调控研究随着电力系统的快速发展和电能需求的不断增长，对电力设备和系统的安全性、可靠性和效率等方面提出了更高的要求。

而智能断路器作为电力系统中的重要组成部分，其切换和调控功能的研究显得尤为重要。

本文将从智能断路器切换和优化调控两个方向对其进行深入研究和探讨。

一、智能断路器切换智能断路器作为电力系统中关键的设备之一，其主要功能是在系统超负荷或异常情况下及时切断电流，从而保护设备和系统的安全运行。

智能断路器的切换性能对整个电力系统的运行有着直接的影响。

因此，智能断路器的切换速度、切换稳定性和切换可靠性是研究和改进的重点。

1. 切换速度：智能断路器的切换速度应该能够快速响应系统中的故障或超负荷条件，并迅速切断电流。

切换速度与断路器的设计、驱动系统和控制策略密切相关。

通过改进断路器的机械结构、优化电磁继电器的响应时间以及采用先进的电子控制系统，可以提高智能断路器的切换速度。

2. 切换稳定性：智能断路器在切换过程中应该保持稳定，并且不产生过压、过电流或击穿等现象。

切换稳定性取决于断路器设计的合理性以及切换过程中的电磁、电力等参数的准确控制。

通过优化断路器的电磁设计以及使用先进的控制算法，可以提高智能断路器的切换稳定性。

3. 切换可靠性：智能断路器在长期运行中应该保持高度可靠性，能够承受高温、高湿等环境条件，并且不容易发生故障。

切换可靠性的提高需要对断路器的结构、材料和制造工艺进行综合考虑，并进行精细化的设计和制造。

同时，智能断路器的运行状态应该能够进行实时监测和故障诊断，以及及时采取措施进行维修或更换。

二、智能断路器优化调控除了切换功能外，智能断路器还可以通过优化调控来提高电力系统的运行效率和供电质量。

智能断路器的优化调控涉及到多个方面，包括负荷均衡、电能质量改善和优化能源管理等。

1. 负荷均衡：电力系统中存在着不平衡负荷的问题，即不同区域或节点的负荷分布不均。

不平衡负荷会导致电力系统的能量损耗和设备寿命的降低。

断路器弹簧操动机构的仿真分析及试验研究

断路器弹簧操动机构的仿真分析及试验研究1. 引言1.1 研究背景断路器是电力系统中重要的开关设备，用于保护电力系统的安全运行。

而断路器弹簧操动机构作为断路器的重要组成部分，直接影响着断路器的动作性能。

随着电力系统的不断发展和改进，对断路器弹簧操动机构的性能要求也越来越高。

在过去的研究中，断路器弹簧操动机构的设计和分析主要依靠经验和试错方法，存在着一定的局限性。

为了提高断路器弹簧操动机构的设计效率和性能，需要进行更深入的仿真分析和试验研究。

本文旨在对断路器弹簧操动机构进行仿真分析及试验研究，以探讨其结构设计、工作原理、性能优化等方面的问题。

通过本次研究，将为断路器弹簧操动机构的改进提供有力的支持，促进电力系统的稳定运行和发展。

【2000字】1.2 研究目的研究目的是为了深入探究断路器弹簧操动机构的工作原理，通过仿真分析和试验研究，验证其可靠性和稳定性，为进一步优化设计和提升性能提供依据。

通过研究断路器弹簧操动机构的性能优化，提高其断路器的开合速度和可靠性，确保电力系统的安全稳定运行。

通过本研究，可以为断路器的设计、制造和运行提供技术支持和参考，促进电力系统的发展和提高。

1.3 研究意义断路器是电力系统中的重要设备，用于保护线路和设备免受过载或短路等故障的影响。

而断路器弹簧操动机构作为断路器的关键部件，直接影响着断路器的性能和可靠性。

对断路器弹簧操动机构进行仿真分析和试验研究具有重要的意义。

通过对断路器弹簧操动机构的结构设计进行研究，可以优化其设计方案，提高其工作效率和稳定性。

通过深入探讨断路器弹簧操动机构的工作原理，可以更好地理解其运行机理，为进一步的研究和改进提供理论支持。

利用仿真分析技术可以全面、准确地模拟断路器弹簧操动机构在不同工况下的性能表现，为设计优化和性能改进提供重要依据。

对断路器弹簧操动机构进行仿真分析及试验研究具有重要的理论和实践意义，可以提高断路器的性能和可靠性，保障电力系统的正常运行。

电力系统中新型智能化断路器的应用研究

电力系统中新型智能化断路器的应用研究摘要：随着人们用电需求不断的增加，促进了电力行业的发展，配电线路的容量不断的增加，传统的断路器已难以满足发展的需求，新型的智能化的断路器的应用和研究成为了主要的方向，同时也成为了配电行业发展的趋势。

本文针对电力系统中新型智能化的断路器的应用进行了探究，希望对于电力行业的发展能够有所帮助并提供借鉴。

关键词：电力系统；新型智能化；断路器；应用随着社会的发展，人们物质生活水平的逐渐提高，在生产，生活等领域更加依赖于电能，电力系统的安全稳定运行显得尤为重要。

而在电力系统的运行过程中，断路器的正常开断处理，能够灵活的对电路的运行状态进行调整，并在电路发生故障时，及时的进行局部的切断处理以及快速反应，确保了整个电力系统的安全稳定运行。

而为了满足电力系统发展的需求，新型的自动化断路器的研究和应用，对于电力事业的发展意义重大。

1.新型智能化断路器应用的必要性随着配电线路容量不断的增加，传统的断路器技术以及器具的局限性难以满足电力行业发展的需求。

例如，传统的跌落式熔断器，当出现电路故障时，不能够及时的对问题进行解决，常常会导致大面积的电路受阻导致大面积停电，并伴随其他危险问题的出现。

也不利于检修人员的检修工作，很难在短时间内发现问题所在并进行解决，影响了正常的电力系统的运行，同时也不利于电力系统的自动化发展。

而随着电气设备广泛的应用，尤其是室外的，电气设备，如果发生了故障和问题，由于检修的困难会直接影响到人们的正常生活。

因此，新型智能化的断路器则显得尤为重要。

新型自动化断路器与传统的断路器技术相比，具有明显的技术优势，其主要表现在：第一，新型智能化断路器，其性能更高，体积小，而且可靠性强，他能够准确的对电流和电压进行采集，并精准的对故障类型进行判断。

新型的，智能化的断路器，其防护的等级更高。

他集成了高精度的电压传感器以及电流传感器以及取件单元的采集部分于一身，并在绝缘套管的保护下。

10kV智能断路器故障分析与解决方案

10kV智能断路器故障分析与解决方案摘要:10kV智能断路器一般常见故障的解决思路为:首先要了解设备情况，检查发生故障现象，然后根据故障代码和故障值检查回路，最后调整检查排除故障。

智能断路器，适用于6kV~10kV的电压范围，在日常使用中避免不了会遇到这样或者那样的问题，下面总结一下智能断路器常见故障及排除方法，为行业解决实际困难。

关键词:10kV智能断路器；故障；Smart专家诊断系统引言:虽然10kV智能断路器的使用效果非常好，运行平稳安全性高，但是在断路器运行过程中会受到各种外部环境干扰，造成断路器运行故障。

针对这些因素部分电力企业并没有提高重视对断路器的维修保养工作不到位，忽视了断路器可能由于外部因素造成的故障。

在实际工作当中要求电力企业要对断电器定期合理地进行检修工作，这不仅仅有利于提高10kV智能断路器的使用效果，更能有效地延长断路器的使用寿命，保障了电力运行的安全性，从根本上降低了电力企业的运行成本。

一、10kV智能断路器故障分析10kV智能断路器频繁出现故障，其中最主要的原因是断路器跳闸，此时断路器不动作，红灯不亮。

此时应检查断路器辅助触点是否正常，断路器储能机构是否有储能，与低压成套设备的连锁是否满足。

此外断路器不能远程控制跳闸线圈、合闸线圈是无法正常工作。

断路器二次回路故障，三相操作箱线路出现异常。

(一)断路器液压机构无法正常运行断路器在运行过程中，如果液压系统内活塞密闭不严造成油压进入氮气当中就会导致液压系统无法正常运行，且压力表数据不准确。

与此同时液压系统的合闸开关密闭不严也会造成油压过低现象。

(二)10kV智能断路器在运行过程中故障如果10kV智能断路器在正常运行时出现漏气现象就会造成断路器失灵，维修人员在检修时可以通过观察断路器内的密度断路器信号来确定漏气标准是否超过正常范围值，如果漏气现象严重，断路器内部表压出现急速下降或者已经达到零时要迅速停止断路器继续运行，使用精密仪器进行详细检查确定断路器气体泄漏部位，然后联系专业人员进行及时补修。

SF6高压断路器智能化操动机构的研究与优化

闸进行现场数据采集，并对开合同期性进行了验证。实验波形的计算结果表明：永磁无刷直流电机驱动的操动机构可根据预先设定的操作特性曲线实现对Ｓ高压断路器的操作，能够满足Ｓ高
压断路器操作的要求。
ｍｏｔｏｒ（ＢＬＤＣＭ）ｄｉｒｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｐｅｆｒｏｍａｒｎｃｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｉ【ｇｈｖｏｌｔａｇｅｃｉｒｃｕｉｔ
芦宇峰，孟大伟，徐永明，夏云彦
（哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨１５００８０）
摘
要：针对传统的ＳＦ６高压断路器零部件多、传动机构复杂、不便于实时控制的问题，结合电力电
ｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｄｏｅｓｎｏｔｓｕｉｔｒｅａｌ — ｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｍｂｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｐｏｗｅｒｅｌｅｃ — ｔｒｏｎｉｃｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｏｔｏｒｄｅｓｉｇｎ，ａｍｅｔｈｏｄｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂａｓｅｄｏｎｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣ

智能电力技术的性能测试与优化方法

智能电力技术的性能测试与优化方法随着科技的发展和社会的进步，智能电力技术在现代生活中扮演着越来越重要的角色。

智能电力技术的广泛应用为我们的生活带来了诸多便利，但是在利用智能电力技术之前，我们需要先对其性能进行一系列的测试与优化。

一、智能电力技术的性能测试1. 功能性测试在开始测试智能电力技术的性能之前，我们首先需要测试其功能性。

功能性测试是通过检查智能电力技术在不同场景下的正常工作状态来判断其是否满足我们的需求。

例如，在智能电力网格监控系统中，我们需要测试其是否能够准确地监测电力数据、及时报警和修复故障。

2. 可靠性测试智能电力技术的可靠性是指在长时间运行中是否能够保持稳定和可靠的性能。

通过对智能电力技术进行可靠性测试，我们可以评估其在不同负载、不同环境条件下的稳定性。

例如，在智能电表系统中，我们可以模拟不同电网负载和异常情况，测试其是否能够正确运行。

3. 安全性测试智能电力技术的安全性是我们在应用中非常关注的一个方面。

安全性测试可以包括对系统的防护能力、数据隐私保护等方面的测试。

例如，在智能电网系统中，我们需要测试其是否能够抵御各种网络攻击，并保护用户的隐私数据不被泄露。

二、智能电力技术性能优化方法1. 优化算法为了提高智能电力技术的性能，我们可以采用一些优化算法。

优化算法可以通过调整智能电力技术的参数和策略，使其达到更好的性能。

例如，我们可以使用遗传算法对智能电网系统中的智能配电策略进行优化，以提高电力的分配效率和节能率。

2. 数据分析通过对智能电力技术产生的数据进行分析，我们可以发现其中的规律和问题，并进一步优化其性能。

例如，在智能电表系统中，我们可以通过分析用户用电数据的变化规律，预测未来的用电情况，从而优化电网的供电计划。

3. 硬件升级智能电力技术的性能也可以通过升级硬件设备来提升。

例如，在智能电网监控系统中，我们可以安装更先进的传感器和监测设备，以获取更准确的电力数据，并提高系统的响应速度和可靠性。

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§1-1 引言 ....................................................................... 1-1-1 低压电器的发展 ........................................................... 1-1-2 智能断路器的发展 ......................................................... §1-2 断路器操作机构虚拟样机技术发展概况 ......................................... §1-3 本课题所做的主要研究工作 ...................................................
by Wang Yubo
Supervisor: Prof. Su Xiuping
November 2012
This work is supported by the Natural Science Foundation of Hebei Province， China. No. E2011202079.
第二章智能型可通信断路器实体模型的建立 ..................................
§2-1 概述 ....................................................................... 6 2-1-1 研究对象 ................................................................. 6 2-2-2 低压塑壳断路器工作原理 ................................................... 6 §2-2 基于 PRO/E 建立断路器操作机构三维模型 ....................................... 8 2-2-1 三坐标测量仪简介 ......................................................... 8 2-2-2 断路器触头开距测量 ....................................................... 9 2-2-3 建模软件 PRO/ENGINEER .................................................... 10 2-2-4 智能断路器操作机构模型的建立 ............................................ 11
河北工业大学硕士学位论文
智能断路器操作机构性能分析与优化摘要
智能断路器是智能电网的重要组成部分，是低压智能配电网中关键的保护电器，在智能电网中被大量使用。其性能优劣直接影响到低压智能配电网的安全运行，而断路器的性能又主要取决于操作机构的性能，所以对智能断路器的操作机构性能分析与优化具有重要的意义和实用价值。本课题的主要研究对象选取 CM1Z-100 型号智能型可通信断路器，对其操作机构的分合闸过程和优化设计方面进行了研究。首先搭建实验平台，测量自由脱扣状态断路器动触头角位移随时间的变化情况、脱扣力和触头开距。应用 CMM（三坐标测量仪）对断路器各零部件尺寸进行实际测量，通过专业建模软件 PRO/E 建立断路器的三维实体模型，再通过接口软件 MECH/PRO 将模型导入到 ADAMS 中，进行初步的仿真分析，利用软件的可视化技术，动态模拟断路器工作过程。以提高断路器动触头的分断速度为目标，通过仿真分析找出影响它的主要因素，并以改变主弹簧刚度系数、零件质量、质心位置和关键轴位置对断路器操作机构进行分析优化。本课题是结合了河北省自然科学基金资助项目“智能电网中用的塑壳断路器可靠性与关键技术研究”进行的。
ABSTRACT
As an important member of the smart grid and the key electrical in the low voltage intelligent distribution network, the performance of intelligent circuit breaker directly affects the safe operation of the low voltage intelligent distribution network, so it’s widely used in the smart grid. For the performance of circuit breakers mostly depends on the performance of operating mechanism, it's significant and useful to study the performance analysis and optimization of the operating mechanism in intelligence circuit breaker. Focusing on CM1Z-100 Molded Case intelligent communicative Circuit Breaker, the opening and closing process, performance analysis and optimization design of the circuit breaker operating mechanism were studied in this paper. Firstly, an experimental platform was built to measure of the moving contact angle change with time in the trip-free state, the tripping force and the contact opening distance. With the CMM (coordinate measuring machine), the actual measurement of the dimensions of the circuit breaker can be obtained. Through professional modeling software PRO/E, a three-dimensional solid model of circuit breaker was established. Then, the model was put into ADAMS by the interface software MECH/PRO. After that, the operation process of the breaker was simulated dynamically by the visualization technology of the software. Based on the model, the effect of different factors on operating velocity of mechanism was analyzed. By changing the stiffness coefficient of the main spring, mass of parts, position of centroid and key axis position of components of operating mechanism, the operating mechanism of circuit breaker was optimized.
KEY WORDS: intelligent circuit breaker, operating mechanism, virtual prototyping, dynamic simulation, optimization
ii
河北工业大学硕士学位论文
目录
第一章绪论
....................................................................... 1 1 1 1 2 4 6
第三章
断路器操作机构动态特性测试与仿真 ................................
18 18 18 19 20 20 22 23 23 26 27 28 34
§3-1 ADAMS 软件简介............................................................ 3-1-1 ADAMS 软件 ............................................................... 3-1-2 ADAMS 设计流程 ........................................................... §3-2 断路器操作机构动态特性测试 ................................................ 3-2-1 断路器主转轴角位移变化测量 .............................................. 3-2-2 断路器脱扣力的测量 ...................................................... §3-3 虚拟样机模型的建立 ........................................................ 3-3-1 样机模型添加约束 ........................................................ 3-3-2 样机添加驱动力 .......................................................... 3-3-3 样机添加弹簧 ............................................................ §3-4 模型的初步仿真分析 ........................................................