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間原則或電流原則來實現(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)鎖來實現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)選擇性保護(hù)。配電系統(tǒng)分為多個區(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,同時把時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。
　　實現(xiàn)區(qū)域選擇

2、性聯(lián)鎖一個重要的前提是斷路器的智能化,因此設(shè)計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,將斷路器的信號采集單元和動作執(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,單獨設(shè)計成一個智能控制器裝置,斷路器本體和智能控制器之間通過信號電纜連接,智能控制器能夠控制單個或多個斷路器實現(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)中實現(xiàn),然后主要討論了群組控制器的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計,最后通過實驗來驗證系統(tǒng),獲得測試結(jié)果。
　　硬件設(shè)計部分包括DSP最小系統(tǒng)電路、信號調(diào)理電路、脫扣電路、電源供電電路和數(shù)據(jù)通信電路等。信號調(diào)理電路和脫扣電路是設(shè)計的重點,在信號調(diào)理電路中針對互感器采集電流范圍較廣,設(shè)計了兩路放大電路,一路放大倍數(shù)較大,用來放大小電流

4、時的信號;另一路剛好相反,用于大電流的信號調(diào)理。脫扣電路設(shè)計了數(shù)字脫扣電路,同時增加模擬脫扣電路作為后備保護(hù),提高斷路器動作的可靠性。
　　軟件部分,DSP程序設(shè)計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求做出及時響應(yīng),DSP處理的工作量大,實時性又要求高,采用前后臺操作的模塊化編程模式很難完成軟件的開發(fā)。因此,將嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II