為減小永磁真空斷路器分合閘時間的分散性，改善其操作時動觸頭的運動特性，提出了變電壓變輸出能量(VVVE)優(yōu)化方法。分析了開環(huán)控制時永磁機構(gòu)的線圈電流特性，給出了電流的擬合方程及電流曲線的優(yōu)化方法。在保持電容輸出能量不變的情況下，通過類似改變儲能電容初始電壓(VV)的機制實現(xiàn)對斷路器合閘時間的粗調(diào)。通過改變電容輸出能量(VE)以及類似保持電容初始電壓不變的機制實現(xiàn)對合閘時間的微調(diào)。采用改進型滯環(huán)控制的方法，控制線圈電流與參考曲線一致，實現(xiàn)了對斷路器動觸頭運動特性的優(yōu)化�；�于上述方法設(shè)計了相應(yīng)的控制器，在不同的電容初始電壓下，對12kV永磁真空斷路器進行了合閘實驗。實驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的合閘時間比原開環(huán)控制的合閘時間縮短了約4ms，且偏差≤0.3ms;動觸頭的剛合速度比原額定開環(huán)控制時降低了5%。因此，所提出的方法能夠使合閘時間保持良好的一致性，加快了斷路器的合閘過程，降低了觸頭碰撞能量，較大地改善了動觸頭的運動特性。

　　同步關(guān)合技術(shù)(即選相關(guān)合技術(shù))，其實質(zhì)是根據(jù)不同負載的特性，控制開關(guān)在電壓或者電流的最佳相位點完成合閘或分閘操作。同步關(guān)合技術(shù)可以有效削弱分合閘操作引起的操作過電壓和涌流，提高電力系統(tǒng)可靠性和用戶電能質(zhì)量。要實現(xiàn)同步關(guān)合，首先要計算并預(yù)測電壓(電流)的相位，確定合閘(分閘)命令的實際執(zhí)行時間，已有較多文獻給出了相應(yīng)的計算方法;其次，要求減小機構(gòu)動作時間分散性，這是實現(xiàn)同步關(guān)合的難點所在。傳統(tǒng)斷路器操動機構(gòu)動作分散性大、運動可控性差、響應(yīng)速度慢，使同步關(guān)合技術(shù)的發(fā)展受到了限制。

　　永磁機構(gòu)斷路器的出現(xiàn)為實現(xiàn)同步關(guān)合提供了技術(shù)基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)彈簧機構(gòu)斷路器相比，其零部件少、動作分散性較小、運行可靠性高。然而，永磁操動機構(gòu)儲能電容容量易受溫度影響，電壓不穩(wěn)定，線圈電阻率會發(fā)生變化，因此會造成一定程度的動作分散性。這些因素對合閘時間的影響是非線性的，難以用精確的數(shù)學(xué)模型描述。因此，很多文獻采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測上述因素影響下的分合閘操作時間，以補償動作分散性。然而，由于在操作過程中動觸頭的運動過程不受控制，因此其運動特性并不理想，表現(xiàn)為分合閘整體時間較長、剛合速度較高等。為獲得更好的動觸頭運動特性，文獻提出了基于動觸頭位移閉環(huán)控制的控制策略，文獻進一步提出了自適應(yīng)位移閉環(huán)的控制策略，取得了良好的控制效果。然而，這一類方法在斷路器的本體機構(gòu)上加裝了位移傳感器，而傳感器本身可靠性不高，分合閘時動觸頭的快速運動以及操作完成時的動觸頭驟停等會對傳感器的壽命產(chǎn)生很大影響，而位移傳感器的安裝固定也較難，因此限制了其實用性。

　　為克服上述應(yīng)用難點，本文以12kV單穩(wěn)態(tài)真空斷路器合閘為例，分析了合閘時的線圈電流波形，通過曲線擬合的方法，給出了合閘的電流方程，并通過變電壓變輸出能量(varying voltage and varyingoutput energy，VVVE)的方法，對動觸頭運動特性進行優(yōu)化。通過類似改變電容初始電壓(varying initialvoltage，VV)的原理來實現(xiàn)對合閘時間的粗調(diào)，通過類似改變電容輸出能量(varying output energy，VE)的原理來實現(xiàn)對斷路器合閘時間的微調(diào);結(jié)合電流閉環(huán)控制方法，有效改善了斷路器動觸頭的運動特性。該方法不僅能保持永磁真空斷路器的合閘時間恒定，還能減小合閘時間，控制剛合速度以減小動觸頭的碰撞能量。

　　4、結(jié)論

　　1)為優(yōu)化斷路器動觸頭的運動特性，本文提出了永磁真空斷路器合閘優(yōu)化方法，該方法能對斷路器合閘時間進行粗調(diào)和微調(diào)，提高了斷路器動觸頭合閘時的平均速度，并有效控制了剛合速度，保護了動觸頭。

　　2)通過實時計算斷路器合閘時應(yīng)選取的k值和η值，采用文中所述的VVVE參數(shù)計算方法來計算電流方程的參數(shù)，可以實現(xiàn)斷路合閘時間的在線補償，使永磁真空斷路器在不同工況下的合閘時間保持恒定。