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    13

    5  系统软件设计 16

    5.1  软件开发环境介绍 16

    5.2  主程序设计 16

    5.3  交流数据采集程序设计 17

    5.4  故障判断与处理程序设计 18

    5.5  输出控制程序设计 18

    6  系统调试及功能仿真 18

    6.1  电源模块调试 18

    6.2  核心控制模块调试 19

    6.3  交流采集模块调试 20

    6.4  电子驱动模块调试 22

    结  论 25

    致  谢 27

    参考文献 28

    1  绪论

    1．1  课题背景及研究意义

    随着我国经济的快速发展，城市化和现代化水平的不断提高，对电力行业配电网的要求也越来越高。配电网不断向高安全性，高自动化程度方向发展。[1]

        断路器作为电力系统终端设备之一，其可靠性和智能化的水平对电力系统的稳定和自动化程度有着深远的影响。仅仅能完成开合闸操作的断路器已经不能满足发展需求，保护、控制、测量、开关量监测、故障记录与录波、通信等功能被要求在断路器及其控制器上实现。[2]

    近年来发展起来的真空断路器自用于电力系统以来，便以其重量轻、结构简单、使用寿命长、几乎不需要维护检修、无爆炸危险，不会对环境造成污染等优点得到迅速发展，成为中压开关领域的主流产品，并不断向高压领域发展。[3]

        真空断路器操动机构一般有电磁式，电动弹簧式和永磁式。[4]其中永磁操动机构是近几年正在发展的一种新型操动机构，它利用永久磁铁产生的磁力将真空断路器保持在分合闸位置，而无需任何传统机械脱扣锁扣装置。它机构零部件少，结构简单，使断路器动作的可靠性大大提高。[3]

    10KV永磁真空断路器，主要用来开断关合农网、城网和小型电力系统的负荷电流、过载电流和短路电流，实现10KV线路保护功能。永磁开关驱动电路主要完成对永磁机构的驱动控制，并由永磁机构驱动断路器完成分合闸动作。驱动电路的稳定性与精确度将直接影响永磁开关的性能进而限制其应用。

    永磁机构大体可分为三种:双线圈式永磁机构,单线圈式永磁机构和分磁路式永磁机构。由于单线圈永磁机构分、合闸共用一个操作线圈，结构较简单，体积较小，更适合户外封闭式箱体内安装，且循环能耗低等优点，故本文主要讨论单线圈永磁机构的驱动控制，并由单线圈永磁机构驱动断路器完成分合闸动作。

    永磁开关驱动电路改变了以往采取的直接电容或电感对断路器线圈放点的方式，驱动电路为充放电电流提供了测量控制电压单元，控制断路器开关动作电流波形一致。[11]若采用直接放点模式，则断路器工作时，指令发出时刻与开关动作时刻之间的延时不是固定值且分散较大。永磁开关驱动电路的设计与发展为线圈开关电流不一致而导致永磁断路器开关动作存在分散性的问题提供了一种合理的解决方法。

    本课题研究设计的永磁开关驱动电路主要由四个单管IGBT构成的桥式电路，储能电解电容器，光耦驱动芯片等组成。通过控制IGBT的导通和关断，来控制电容对永磁机构中的线圈放电，达到使断路器动作的目的。

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