2019,低壓開關柜磁場測量和柜體設計,答辯人：,導 師：,,,,,,,選題的背景及意義,總結和致謝,研究的方法及過程,目錄/Content,,選題的背景及意義,01,開關柜是一種電氣設備，開關柜外線先進入柜內主控開關，然后進入分控開關，各分路按其需要設置。一個或多個低壓開關設備和與之相關的控制、測量、信號、保護、調節(jié)等設備，由制造廠家負責完成所有內部的電氣和機械的連接，用結構部件完整地組裝在一起的一種組合體。開關柜（switchgear）的主要作用是 在電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電、配電和電能轉換的過程中，進行開合、控制和保護用電設備。開關柜內的部件主要有斷路器、隔離開關、負荷開關、操作機構、互感器以及各種保護裝置等組成,,什么是低壓開關柜？,,,選題的背景,低壓開關柜對電網(wǎng)系統(tǒng)起到保護、通斷和控制作用，并且在提高電網(wǎng)系統(tǒng)運行可靠性方面起到了至關重要的作用。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測量方式越來越不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求，主要表現(xiàn)為傳統(tǒng)CT固有的磁飽和、磁干擾、精度、二次繞組數(shù)量及輸出容量不能滿足現(xiàn)在系統(tǒng)要求。而且變電站對繼電保護的要求越高，二次回路越獨立，二次電纜越多，接線越復雜。除此之外，這種互感器存在體積大，質量大的缺點。,選題的背景及意義,,選題的背景及意義,研究的意義,本課題通過創(chuàng)新的使用GMR傳感器作為低壓開關柜磁場的測量元件，用巨磁阻傳感器進行測量，提高了靈敏度。由于傳統(tǒng)低壓開關柜傳感器體積較大，所以造成了柜體體積隨之變大。而巨磁阻傳感器具有體積小的特點，因此可以適當減小柜體的體積。,研究的過程及方法,02,,,,,研究的過程及方法,研究的過程,使用GMR傳感器進行磁場的測量實驗，收集大量數(shù)據(jù)。之后建立數(shù)學模型仿真，對比分析該測量方法的穩(wěn)定性。,研究的過程,進行磁傳感器的位置拓撲實驗，找出磁傳感器相對于母排的最佳測量點位置。,研究的過程,進行母排的結構設計實驗，找出母排的最佳擺放方式。通過母排的擺放，根據(jù)絕緣距離確定開關柜尺寸。,研究的過程,找出低壓開關柜中電磁干擾的產(chǎn)生，并逐個排除電磁干擾。使開關柜高效穩(wěn)定工作。,01,02,03,04,,,,,,傳感器位置拓撲,這次實驗中，計劃將三相母排分解成多個區(qū)域進行測量。具體操作為首先要確定出GMR傳感器的擺放位置，以水平方向為X軸，垂直于母排的方向為Y軸，對母排進行劃分，依次劃分七個測量點，每兩個相臨點的距離為10mm，并標注劃分點。最終確定最佳測量點為第二個點，垂直于母排10cm處。傳感器的豎直方向應該放在母排的中上部，在150mm高度以上。,,“品字形”和“一字形”擺放,兩種擺放方式的測量效果差別不大，但“品字形”擺放測量結果顯示磁場分布相對比較平穩(wěn)。而且“一字形”擺放比起“品字形”擺放，占據(jù)了母排室比較大的空間，會造成開關柜的體積增大。所以選用“品字形”擺放。如下：,GMR傳感器受到干擾的途徑以及屏蔽方法,屏蔽開關柜內部的干擾,屏蔽板具有很好的密封性，但是通常不適用全封閉的屏蔽板。否則GMR傳感器無法感應母排室的磁場，進而無法測量。所以采用半封閉屏蔽板，其工作原理如下圖，由于GMR傳感器測量的磁場強度是三相母排產(chǎn)生的磁場強度的矢量和，所以為了放大GMR傳感器所測量單相母排的磁場強度，在其周圍加上屏蔽板，讓他盡可能少地感知其他相母排產(chǎn)生的磁場，進而更加精準地測量。,總結和致謝,03,本次畢業(yè)設計解決了低壓開關柜體積大的問題，提高了其在安裝，運輸上的便捷性。,總結,致謝,由于本人能力有限，論述過程中還存在很多的問題，請答辯老師提出寶貴的意見。陳述完畢，謝謝！最后還想感謝我的指導老師程武山老師一直以來對我的辛勤指導以及程老師帶的研究生，也就是我的學長對我的幫助。感謝！,2019,感謝各位老師的聆聽,答辯人：周家明,導 師：程武山,