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为了满足日益增长的电力需求,我国正在建设以特高压电网为基础的坚强智能电网。随着智能电网朝着特高压等级迈进,研发高性能的高压断路器以提高智能电网的安全供电水平至关重要。作为断路器重要组成部分的操动机构,其工作性能直接关系到高压开关的可靠性和安全性,为此本文提出了一种高速电磁斥力操动机构,对该机构进行研究与分析,制作了试验样机;并研制了与断路器相配套的智能控制系统。 首先对高速电磁斥力操动机构的拓扑结构及其工作原理进行了分析,利用有限元分析软件Ansoft Maxwell对高速电磁斥力操动机构进行了电磁场仿真,搭建了电磁场仿真模型,对模型的静、动态特性进行分析,在模型优化后进行了机械结构设计,并制作了一台40.5kV真空断路器样机。 以高性能DSP芯片TMS320F2812作为核心处理器,运用模块化的设计思想对智能控制系统的硬件电路进行了详细设计。重点介绍了数据采集、信号处理、电源供电、驱动、通信等硬件模块;针对高速电磁斥力操动机构智能断路器的工作特点,软件部分划分为数据采样、继电保护、驱动、通信以及上位机等若干模块进行设计,给出设计思想和软件流程图。 最后,利用40.5kV高速电磁斥力操动机构真空断路器样机、智能控制系统装置、激光测距仪等仪器设备搭建了实验平台,进行了实验分析。实验结果验证了理论分析及仿真结果的正确性。