低壓斷路器群組智能控制器的研究.pdf

1、船舶電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,由于各種原因?qū)е鹿收习l(fā)生,特別是短路故障,要求實(shí)現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)短路選擇性保護(hù)。以前更多的是采用時(shí)間原則或電流原則來實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù),兩者都有各自的不足。因此,研究區(qū)域選擇性聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)選擇性保護(hù)。配電系統(tǒng)分為多個(gè)區(qū)域,在這一區(qū)域內(nèi)根據(jù)設(shè)定好的斷路器之間的協(xié)同關(guān)系,同時(shí)把時(shí)間原則和電流原則考慮進(jìn)去,能夠減小故障波及范圍,縮短總的故障時(shí)間,為船舶電力系統(tǒng)選擇性保護(hù)提供更為可靠地保證。
　　實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇

2、性聯(lián)鎖一個(gè)重要的前提是斷路器的智能化,因此設(shè)計(jì)了一種新型智能控制器,即用于船舶低壓配電系統(tǒng)的斷路器群組控制的智能控制器,其改進(jìn)之處是,將斷路器的信號(hào)采集單元和動(dòng)作執(zhí)行元件安裝在斷路器本體之中,而智能控制器則與斷路器本體相分離開來,單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)智能控制器裝置,斷路器本體和智能控制器之間通過信號(hào)電纜連接,智能控制器能夠控制單個(gè)或多個(gè)斷路器實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。
　　文章首先闡述了船舶電力系統(tǒng)選擇性保護(hù)以及船用斷路器存在的一些問題,回顧了國內(nèi)

3、外在這些領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,接著較為詳細(xì)的分析了區(qū)域選擇性聯(lián)鎖在船舶電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用,以及相關(guān)理論算法在智能控制器當(dāng)中實(shí)現(xiàn),然后主要討論了群組控制器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),最后通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證系統(tǒng),獲得測(cè)試結(jié)果。
　　硬件設(shè)計(jì)部分包括DSP最小系統(tǒng)電路、信號(hào)調(diào)理電路、脫扣電路、電源供電電路和數(shù)據(jù)通信電路等。信號(hào)調(diào)理電路和脫扣電路是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),在信號(hào)調(diào)理電路中針對(duì)互感器采集電流范圍較廣,設(shè)計(jì)了兩路放大電路,一路放大倍數(shù)較大,用來放大小電流

4、時(shí)的信號(hào);另一路剛好相反,用于大電流的信號(hào)調(diào)理。脫扣電路設(shè)計(jì)了數(shù)字脫扣電路,同時(shí)增加模擬脫扣電路作為后備保護(hù),提高斷路器動(dòng)作的可靠性。
　　軟件部分,DSP程序設(shè)計(jì)主要完成三段電流保護(hù)功能,并完成電壓和電流等有效值的測(cè)量、諧波分析、區(qū)域連鎖等功能,還需要操作指令、顯示、通信和事件記錄等請(qǐng)求做出及時(shí)響應(yīng),DSP處理的工作量大,實(shí)時(shí)性又要求高,采用前后臺(tái)操作的模塊化編程模式很難完成軟件的開發(fā)。因此,將嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II