永磁真空斷路器的同步關(guān)合技術(shù)研究與仿真

陳亞彬，顧偉康，柳慶東

(東南大學(xué)電氣工程學(xué)院,江蘇 南京 210000)

永磁真空斷路器的同步關(guān)合技術(shù)研究與仿真

陳亞彬，顧偉康，柳慶東

(東南大學(xué)電氣工程學(xué)院,江蘇 南京 210000)

從同步關(guān)合技術(shù)的意義和原理入手，從理論上分析了關(guān)合電容器的相位選擇策略，并通過Matlab仿真加以證實(shí)。然后分析了永磁機(jī)構(gòu)同步關(guān)合的影響因素，包括真空斷路器的預(yù)擊穿特性、控制電壓對(duì)合閘時(shí)間的影響、環(huán)境溫度對(duì)合閘時(shí)間的影響以及老化與磨損對(duì)合閘時(shí)間的影響，通過對(duì)這些影響因素的分析，研究了同步分合閘控制的關(guān)鍵技術(shù)，并利用FIR濾波的方法提取參考信號(hào)的過零點(diǎn)，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)算法預(yù)測(cè)永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器分合閘時(shí)間。

永磁機(jī)構(gòu)；同步關(guān)合技術(shù)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1 引言

電網(wǎng)電壓的初相角在電力系統(tǒng)中的斷路器開斷和關(guān)合的瞬間完全是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的過電壓和涌流。當(dāng)用于投切容性負(fù)載(如電容器組、空載輸電線路等)或感性負(fù)載(如空載變壓器、電抗器組、大容量電動(dòng)機(jī)等)時(shí)，其產(chǎn)生的涌流和過電壓不僅會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生各種干擾，對(duì)電網(wǎng)中的電力設(shè)備不利，還可能引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成威脅。同步關(guān)合技術(shù)是一種有效解決以上問題的智能控制技術(shù)，它是指利用智能控制系統(tǒng)，使斷路器在電網(wǎng)電壓指定相角處關(guān)合，從而使得電力系統(tǒng)中的容性負(fù)載和感性負(fù)載在對(duì)系統(tǒng)沖擊最小的時(shí)刻投入或切斷。同步關(guān)合技術(shù)可以降低合閘操作暫態(tài)過程中的過電壓和過電流，從而可以提高電力系統(tǒng)設(shè)備的壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。總結(jié)下來采用同步關(guān)合技術(shù)有如下意義：(1)減小合閘操作的涌流和過電壓；(2)提高電能質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；(3)延長(zhǎng)了電器的使用壽命和檢修周期，降低了成本；(4)采用同步技術(shù)可以使系統(tǒng)的瞬態(tài)過程縮短；(5)斷路器的同步分?jǐn)嗫梢源蟠筇岣咂浞謹(jǐn)嗄芰ΑＨ欢鴤鹘y(tǒng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)如電磁機(jī)構(gòu)和彈簧機(jī)構(gòu)等是由復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)組成的，具有動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)、制造工藝復(fù)雜、動(dòng)作時(shí)間分散性大的缺點(diǎn)，因而難以實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確控制。而同步技術(shù)的關(guān)鍵正是要操動(dòng)精確，達(dá)到毫秒級(jí)，傳統(tǒng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)很難勝任。永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較高的機(jī)械可靠性，動(dòng)作時(shí)運(yùn)動(dòng)部件少且連接緊密，使得配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器的分合閘時(shí)間比較短而且穩(wěn)定，分合閘時(shí)間的分散性可以控制在±1 ms內(nèi)，在動(dòng)作時(shí)間的精確度方面能滿足同步關(guān)合的要求，永磁機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)為開關(guān)的同步關(guān)合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了很好的物質(zhì)基礎(chǔ)[2]。

2 同步關(guān)合的原理與分析

2.1 電容器的同步關(guān)合分析

電容器常用于高低壓電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償無功功率，可減少線路能量損耗，減少線路電壓降，改善電壓質(zhì)量，提高系統(tǒng)供電能力，因此其對(duì)電容器的投切就比較頻繁。當(dāng)電容器從電力系統(tǒng)中投切時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的涌流，其后果可能會(huì)損壞斷路器的觸頭，破壞電力設(shè)備的絕緣等。圖1為關(guān)合電容器的原理圖。其中U為10kV電壓源；QF為斷路器；R為0.2Ω的線路電阻；L為1.5mH的線路電感；C為355μF的負(fù)載電容器。

圖1 關(guān)合電容器原理圖

其回路方程如式(1)所示：

(1)

對(duì)上式方程兩邊同時(shí)微分得：

(2)

對(duì)上式求解，得：

(3)

C1=Bsinφ

通過Matlab仿真計(jì)算得到不同合閘初相角下電容器涌流的波形。圖2分別是α為0°、45°、90°時(shí)的涌流波形。

圖2 同相角下關(guān)合電容器的涌流仿真分析

從圖2中可以看出，當(dāng)α為0°時(shí)，涌流的幅值大約為穩(wěn)態(tài)值的1.5倍，同時(shí)關(guān)合時(shí)的暫態(tài)過程較短；當(dāng)α為45°時(shí)，涌流的幅值有明顯的增大，大約為穩(wěn)態(tài)值的3.2倍；當(dāng)α為90°時(shí)，涌流的幅值進(jìn)一步增大，達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的4.2倍左右，且暫態(tài)持續(xù)過程較長(zhǎng)，對(duì)電力設(shè)備造成的危害較大。當(dāng)α在0°～90°范圍內(nèi)，涌流的幅值隨著α的增大而增大；當(dāng)α在90°～180°范圍內(nèi)，隨著α的增加，涌流幅值隨之減小。因此，若能控制斷路器在0°或180°附近關(guān)合電容器，就能極大地減少涌流及其對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的沖擊，從而能夠比較理想的達(dá)到保護(hù)電力設(shè)備的效果[3]。

2.2 同步關(guān)合的動(dòng)作過程

圖3描述了同步關(guān)合的動(dòng)作過程。

圖3 同步關(guān)合過程

選擇系統(tǒng)電壓初相角為0°時(shí)進(jìn)行同步關(guān)合。其中，T0為總共所需的合閘時(shí)間；Td為合閘指令發(fā)出后的延遲時(shí)間；T0為斷路器觸頭動(dòng)作時(shí)間。在合閘指令發(fā)出后后，處理器根據(jù)一定的算法計(jì)算出斷路器合閘所需要的時(shí)間，然后根據(jù)零點(diǎn)的位置計(jì)算出合閘指令需要延時(shí)的時(shí)間Td，從而保證在指定的相角處能可靠關(guān)合。

同步關(guān)合技術(shù)成功的關(guān)鍵就在于精確的控制合閘和分閘時(shí)的相位。相位控制的精確度受到很多因素的影響，如主控芯片的數(shù)據(jù)處理速度、操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的時(shí)間分散性、斷路器觸頭的預(yù)擊穿等。因此同步控制技術(shù)的關(guān)鍵就在于能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出電壓及電流的過零點(diǎn)。

3 永磁機(jī)構(gòu)同步關(guān)合的影響因素

3.1 控制電壓對(duì)合閘時(shí)間的影響

永磁機(jī)構(gòu)的同步控制是通過其配備的分合閘線圈的通斷實(shí)現(xiàn)的，因此控制電壓的大小會(huì)對(duì)分合閘線圈電流的大小和鐵心運(yùn)動(dòng)速度的變化造成直接影響。合閘線圈的放電電流的表達(dá)式為：

i=Imsinωt

(4)

(5)

(6)

U為電容電壓，即控制電壓的大小對(duì)合閘線圈的放電電流具有直接的影響。合閘時(shí)，合閘線圈的電感是隨鐵芯位移而不斷發(fā)生變化的，因此，控制電壓的大小與斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘時(shí)間之間的關(guān)系是很復(fù)雜的，并且可以肯定的是，合閘時(shí)間必然受到控制電壓大小的影響[4]。在經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后，擬合出了控制電壓大小與操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘時(shí)間之間的關(guān)系曲線圖，如圖4所示。從圖中可以看出，控制電壓越大，合閘時(shí)間越短，且二者之間近似呈線性關(guān)系。由圖中可知，合閘時(shí)間的變化率在控制電壓為166V左右發(fā)生了變化，綜合來看，其隨控制電壓的變化率在0.244ms/V左右。

3.2 環(huán)境溫度對(duì)合閘時(shí)間的影響

從圖4中可以看出，環(huán)境溫度同樣對(duì)合閘時(shí)間有著不可忽略的影響，溫度越低則操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘時(shí)間越長(zhǎng)。其對(duì)斷路器合閘時(shí)間的影響具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

圖4 控制電壓與合閘時(shí)間的關(guān)系曲線

(2)溫度變化對(duì)永磁體性能的影響。永磁體磁性能會(huì)隨著溫度的變化而變化，以釹鐵硼為例，其矯頑磁力會(huì)隨溫度的上升而降低，這種變化可由溫度系數(shù)來描述，溫度是指當(dāng)溫度變化1度時(shí)，剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，矯頑力，內(nèi)稟矯頑力可逆變化的百分率。矯頑磁力的降低會(huì)導(dǎo)致永磁體的吸合力減小，對(duì)斷路器的合閘時(shí)間和合閘速度造成影響[5]。

(3)溫度變化對(duì)運(yùn)動(dòng)阻尼的影響。在斷路器永磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作的過程中會(huì)遇到摩擦阻尼、粘滯阻尼以及空氣阻尼的影響，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起相應(yīng)阻尼系數(shù)的變化，使永磁機(jī)構(gòu)的反力特性發(fā)生改變，從而影響斷路器的合閘速度與時(shí)間。

3.3 預(yù)擊穿的影響

在真空電極間隙施加電壓，隨著間隙電壓的不斷升高，真空間隙擊穿前，電極間出現(xiàn)微小的預(yù)擊穿電流，如果真空間隙上的電壓進(jìn)一步提高，間隙間就會(huì)突然發(fā)生火花放電，也就是真空間隙的完全擊穿。真空間隙中的電流會(huì)隨著預(yù)擊穿到完全擊穿的過程而迅速增大，其電流值可以在幾十毫秒的時(shí)間內(nèi)從毫安級(jí)別迅速增大到數(shù)百上千安，同時(shí)，真空間隙中的電壓值會(huì)迅速降低到數(shù)十伏。

同步關(guān)合初始相角的選擇與真空斷路器的預(yù)擊穿特性有關(guān)。如圖5所示，預(yù)擊穿特性可以由系統(tǒng)電壓的絕對(duì)值來考慮，同時(shí)，斷口耐壓與合閘速度密切相關(guān)，較低的關(guān)合速度會(huì)使斷口耐受電壓對(duì)時(shí)間的特性曲線斜率較低，如圖中直線簇A所示，當(dāng)斷路器的關(guān)合速度較低時(shí)，斷路器中的真空間隙會(huì)在預(yù)定合閘相位之前導(dǎo)通，從而導(dǎo)致較大的瞬態(tài)電壓；而較高的關(guān)合速度會(huì)使該斜率較高，從而保證合閘過程中不會(huì)發(fā)生預(yù)擊穿，如圖中直線簇B所示。所以，只有達(dá)到一定的關(guān)合速度才能夠?qū)崿F(xiàn)同步關(guān)合[6]。

圖5 預(yù)擊穿特性圖

由圖5可知，當(dāng)耐受電壓對(duì)時(shí)間的特性曲線與系統(tǒng)電壓過零點(diǎn)處相切且關(guān)合速度較高時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)斷路器的同步關(guān)合，并且不會(huì)發(fā)生預(yù)擊穿的現(xiàn)象。保持同樣的關(guān)合速度，當(dāng)特性曲線的合閘相位滯后于零點(diǎn)相位時(shí)，在關(guān)合的瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高的過電壓；反之，當(dāng)特性曲線的合閘相位超前于零點(diǎn)相位時(shí)，在關(guān)合的瞬間則會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較低的過電壓。在實(shí)際操作中，如圖6所示，斷口電壓對(duì)時(shí)間的特性曲線一般都介于B1與B2之間，由于但斷路器合閘動(dòng)作時(shí)間具有分散性，一般選擇在電網(wǎng)電壓波形過零點(diǎn)1ms左右關(guān)合，以減小預(yù)擊穿發(fā)生的可能性，保證較好的關(guān)合效果。

圖6 預(yù)擊穿的統(tǒng)計(jì)特性圖

3.4 老化與磨損對(duì)合閘時(shí)間的影響

斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)每次開斷時(shí)都會(huì)對(duì)觸頭產(chǎn)生碰撞，尤其是關(guān)合速度較快時(shí)，觸頭的碰撞更為強(qiáng)烈，從而導(dǎo)致斷路器在開斷一定次數(shù)后，觸頭會(huì)產(chǎn)生一定程度的磨損與老化，進(jìn)而影響操動(dòng)機(jī)構(gòu)的開斷行程，導(dǎo)致合閘時(shí)間發(fā)生一定程度的變化[7]。

4 斷路器同步關(guān)合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

4.1 電壓電流信號(hào)過零點(diǎn)的提取

同步關(guān)合系統(tǒng)必須能獲取電網(wǎng)電壓或電流過零點(diǎn)的準(zhǔn)確時(shí)刻，才能以此為基準(zhǔn)預(yù)測(cè)出電壓、電流的同步關(guān)合點(diǎn)時(shí)刻，并進(jìn)一步確定永磁機(jī)構(gòu)分合閘信號(hào)的發(fā)出時(shí)刻。但由于實(shí)際的電壓電流信號(hào)中成分復(fù)雜，還包含各次諧波分量及噪聲，會(huì)大大影響信號(hào)的測(cè)量精度，因此，在獲取電壓電流過零點(diǎn)前，必須先去除信號(hào)中的噪聲，我們可以將電力系統(tǒng)中的噪聲看作是隨機(jī)性最強(qiáng)的白噪聲，并采用FIR數(shù)字濾波器對(duì)原始采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，通過線性插值的方法來提取基波電壓或電流的零點(diǎn)。

FIR 的突出優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)線性相位，允許設(shè)計(jì)多通帶(或多阻帶) 濾波器[8]，其差分方程為：

(7)

其中x(n)為輸入序列，y(n)為輸出序列，h(k)為濾波器系數(shù)，N為濾波器的階數(shù)。

本文選用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)線性相位FIR帶通濾波器，選用具有較好頻譜分辨率的海明窗(hamming)。設(shè)計(jì)濾波器階數(shù)N為64，帶通上下截止頻率為55、45Hz，采樣頻率fs為3.2kHz，利用Matlab軟件中的fdatool工具箱設(shè)計(jì)FIR濾波器，設(shè)置好相應(yīng)參數(shù)后進(jìn)行仿真，得到如圖7和8所示的FIR濾波器的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)，從圖中可得此濾波器具有較好的幅頻與相頻特性,符合零點(diǎn)檢測(cè)的要求。

圖7 FIR濾波器的幅頻響應(yīng)

圖8 FIR濾波器的相頻響應(yīng)

在設(shè)計(jì)完成數(shù)字FIR濾波器以后，利用matlab仿真軟件進(jìn)行仿真測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖9所示。其中Uf為基波信號(hào)，Ui為混入諧波噪聲后的輸入信號(hào)，通過FIR濾波器對(duì)輸入信號(hào)Ui進(jìn)行濾波處理，結(jié)果如Uo所示，從圖中可以看出，濾波效果明顯且相位延遲180°，可以很好地進(jìn)行電壓電流零點(diǎn)信號(hào)的提取，其中相位延遲是由濾波器的延時(shí)作用造成的，可由如下公式計(jì)算延時(shí)時(shí)間：

(8)

圖9 濾波器濾波前后波形比較

在濾波結(jié)束后可用線性插值法計(jì)算過零點(diǎn)，在采樣過程中，當(dāng)采樣到的相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)異號(hào)時(shí)，則該兩點(diǎn)之間必包含過零點(diǎn)。當(dāng)采樣頻率足夠高時(shí)，過零點(diǎn)處的采樣曲線可近似看作直線。設(shè)第n+1個(gè)采樣點(diǎn)y(n+1)和第n個(gè)采樣點(diǎn)y(n)異號(hào)，則過零點(diǎn)時(shí)刻tz的計(jì)算公式可由線性插值公式表示為：

(9)

式中，tz為過零點(diǎn)時(shí)刻，tn為第n個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)刻，fs為采樣頻率。

4.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分合閘時(shí)間預(yù)測(cè)

在計(jì)算出電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)以后，還需要能夠準(zhǔn)確計(jì)算斷路器分合閘所需要的時(shí)間，以求出準(zhǔn)確的延時(shí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)斷路器的同步控制。由第二節(jié)的分析可知，真空斷路器的分合閘時(shí)間由多種因素決定，其中最重要的兩個(gè)因素是環(huán)境溫度和控制電壓，再結(jié)合斷路器的機(jī)械磨損和老化，這些因素綜合起來對(duì)斷路器分合閘時(shí)間的影響非常復(fù)雜，很難用數(shù)學(xué)解析的方法建立它們之間的聯(lián)系，應(yīng)該通過進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)確定這些運(yùn)行變化的影響，然后對(duì)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模建立環(huán)境溫度、控制電壓與合閘時(shí)間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間的自適應(yīng)計(jì)算[9]。

目前在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，絕大部分網(wǎng)絡(luò)模型是一種無反饋多層前向網(wǎng)絡(luò)-BP網(wǎng)絡(luò)和它的變化形式。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通常具有多層結(jié)構(gòu)，包括輸入層、輸出層和隱含層。為簡(jiǎn)化BP 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、減少網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時(shí)間，這里采用3 層BP 網(wǎng)絡(luò)。輸入信號(hào)有控制電壓和環(huán)境溫度，輸出為動(dòng)作時(shí)間。從而可確定輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為2，輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)為1，隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)在訓(xùn)練過程中確定。

從圖4所示的曲線中采集訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)，選取不同的隱層數(shù)對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。由于動(dòng)作時(shí)間的取值范圍較大，故輸出層采用線性神經(jīng)元，隱含層采用S形神經(jīng)元。為了提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂速度，采用L_M算法訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)[10]。通過訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，隱含層層數(shù)選擇6比較合適，此時(shí)既有好的訓(xùn)練精度，又有較快的收斂速度，其BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)語

本文論述了同步關(guān)合技術(shù)的意義和在永磁機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)的可能性，通過對(duì)切斷電容器的同步關(guān)合仿真，驗(yàn)證了同步關(guān)合的重要性及理論正確性，再經(jīng)過分析影響同步關(guān)合技術(shù)的關(guān)鍵因素，分別對(duì)其分析并給出解決方案，為智能斷路器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)，提高斷路器的操作精確性。

綜合以上分析，同步關(guān)合控制系統(tǒng)應(yīng)該包括電壓電流過零點(diǎn)檢測(cè)、合閘時(shí)間計(jì)算、內(nèi)部延時(shí)計(jì)算等綜合功能，其原理框圖如圖11所示。

圖11 同步關(guān)合控制系統(tǒng)原理圖

[1] 林莘.永磁機(jī)構(gòu)與真空斷路器[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[2] Zhang Qingjie,Yuan Haiwen,Liu Yingyi.The Operating Transient Process Analysis and Synchronous Switching StrategiesResearch of Vacuum Breaker[C].2010 Fourth International Conference on Genetic and Evolutionary Computing,2010:7695-4281.

[3] 白申義,魏金成,孫樹平.智能斷路器的同步關(guān)合控制研究[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào),2009,28(1):159-167.

[4] 杜金婷.永磁真空斷路器同步控制技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué),2012.

[5] 謝將劍,李鵬,崔國(guó)榮.基于永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步關(guān)合關(guān)鍵技術(shù)的研究[M].高壓電器,2010,7(7):113-118.

[6] 孫浩,徐建源,楊志勇,等.同步關(guān)合永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器驅(qū)動(dòng)控制器的研究[J].低壓電器,2010,28(12):530-553.

[7] 張慶杰,袁海文.配永磁機(jī)構(gòu)的真空斷路器同步分合閘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2010,30(3):98-102.

[8] 李茂清,王潔,陳強(qiáng),等.基于MATLAB 程序的FIR 濾波器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[M].電力學(xué)報(bào),2008,23(2):650-654.

[9] 周開利,康耀紅.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其Matlab仿真程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005:101-106.

[10] 董長(zhǎng)虹.Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2005.

Research and Simnlation on the Synchro Switching Technology of Permanent-magnet Vacuum Circuit Breakers

CHENYa-bin,GUWei-kang,LIUQing-dong

(School of Electrical Engineering,Southeast University,Nanjing 210000,China)

This paper start with the significance and principle of the synchronous closing technology,theoretical analyzed the phaseselectionstrategies of closing capacitors,and verify through the Matlab simulation.Then the factors effectingthe synchronous switching of PMA has been analyzed,including the prebreakdown characteristics ofvacuum circuit breaker,and the influence of control voltage and environment temperature and aging and wearingon closing time,through the analysis of these effect factors,the key technology of PMA based synchronousswitching has been researched,and using FIR filter to detect the zero-crossing of the reference signal,adopting BP neural network and adaptive algorithm topredict the closing and opening time of vacuum circuit breaker.

permanent magnetic actuator;synchronous control technology;BP neural network

1004-289X(2015)03-0076-06

TM56

B

2014-04-09

陳亞彬(1990-)，男，碩士研究生。