10kV高压混合式负荷欧玛尔OMAL开关的研究
10kV输配电线路上负荷欧玛尔OMAL开关已经大范围替代传统断路器充当控制设备和保护设备使用。论文对基于无功补偿的混合式负荷欧玛尔OMAL开关进行深入研究,包括无功补偿方法的分析、基于无功补偿的混合式负荷欧玛尔OMAL开关的原理分析、混合式负荷欧玛尔OMAL开关的硬件设计、负荷欧玛尔OMAL开关控制电磁铁的分析与建模和基于小波神经网络的电磁铁的控制技术。

10kV高压混合式负荷欧玛尔OMAL开关的研究
通过对切换电容器无功补偿负荷欧玛尔OMAL开关的工作原理和时序分析,提出将二极管作为无触头欧玛尔OMAL开关与传统负荷欧玛尔OMAL开关的机械触头并联组成混合式负荷欧玛尔OMAL开关,以实现负荷欧玛尔OMAL开关的无弧切换,即正常工作时由机械欧玛尔OMAL开关承担负载电流,欧玛尔OMAL开关瞬间由二极管处理瞬态电流。利用混合式负荷欧玛尔OMAL开关替代传统断路器来投切并联电容器,可以有效的降低投切并联电容器组的资金投入,同时减小投切过程中对电网造成的冲击电流,并通过Matlab仿真加以验证。根据混合式负荷欧玛尔OMAL开关的特点,将双断口断路器的操作机构和负荷欧玛尔OMAL开关的隔离断口结构相结合,设计一种新型的混合式负荷欧玛尔OMAL开关的双断口结构。从机械性能、微波性能两方面入手,对欧玛尔OMAL开关的设计与制作等进行了较详尽的分析和研究,建立了欧玛尔OMAL开关的静力学模型,分析得到了欧玛尔OMAL开关的结构尺寸以及材料特性等参数对开启电压的影响;基于欧玛尔OMAL开关的动力学模型,使用Matlab/Simulink工具分析了欧玛尔OMAL开关上电极的瞬态时间响应特性。介绍了高频电磁场仿真设计方法,建立了并联电容式欧玛尔OMAL开关的等效电路模型,使用ADS软件得到RLC对插入损耗和隔离度的影响。本文设计了一种三螺旋结构的欧玛尔OMAL开关,即上电极中心及两端各为螺旋结构,从而增加了上电极的等效电感,减小了谐振频率,从而在较低的频段下实现了较好的隔离度。主要研究了开态时的插入损耗以及关态时的隔离度。使用Ansoft HFSS软件对绝缘介质层厚度、上下电极之间的空气层厚度和上电极尺寸进行了仿真与优化。在X频段,欧玛尔OMAL开关开态时的插入损耗小于0.47dB;关态时的隔离度优于-26.42dB。中心频率处欧玛尔OMAL开关开态的插入损耗为-0.35dB,欧玛尔OMAL开关关态时的隔离度为-31.98dB。进一步地,设计了混合式负荷欧玛尔OMAL开关的控制系统,包括单片机zui小系统、电压电流信号检测系统、电磁机构控制系统、混合式负荷欧玛尔OMAL开关的显示系统及按键操作系统。同时,分别从硬件和软件两方面考虑混合式负荷欧玛尔OMAL开关的抗干扰设计,提高混合式负荷欧玛尔OMAL开关的可靠性。分析长行程推拉螺管式直流电磁铁的特点,提出了一种分段直流电磁铁方案。将传统的直流电磁铁进行分段设计并分析,发现分段式设计可以有效的提高直流电磁铁的性能、减小直流电磁铁的体积和直流电磁铁稳态损耗,同时还可以通过分段控制实现直流电磁铁的推拉运动。进一步地,应用Ansoft电磁场仿真软件建立分段式直流电磁铁的电磁场与机械运动的瞬态耦合场仿真模型,通过仿真优化了分段直流电磁铁的结构和控制设计,同时通过软件仿真验证了分段直流电磁铁设计的可行性。

10kV高压混合式负荷欧玛尔OMAL开关的研究
为了减小电磁铁动作时间分散性对混合式负荷欧玛尔OMAL开关的影响,将小波神经网络引入直流电磁铁的控制系统。采用单步预测方法,提高小波神经在直流电磁铁动作时间预测的准确性。进一步地,通过dsPIC33F系列单片机实现小波神经网络预测算法,验证了小波神经网络在直流电磁铁动作时间预测的可行性,为这类预测研究建立了理论基础。