典型开关站智能断路器算法设计与应用研究

作     者：牟洋 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李国锋

授予年度：2018年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：DTU装置 集成智能断路器 保护算法 

摘      要：本文针对配电网自动化建设中配电开关大量应用的现状,构建了传统DTU配电终端的信息模型,并对DTU装置硬件电路关键芯片的选型进行了研究,完成了硬件电路的制作;为了提高智能断路器的集成化程度,对断路器的拓扑结构进行了集成化设计,并从可靠性和速动性两个方面对保护算法进行了改进。在大量阅读国内外文献的基础上,深入研究了DTU配电终端的三层次信息模型;在构建信息模型的基础上对DTU装置的关键硬件电路的核心芯片进行了选型,完成了DTU装置关键电路的制作。本文针对传统智能开关外部设备结构复杂,集成化程度低,占用空间大等问题进行了深入研究,根据集成化思想完成了集成化智能断路器整体结构设计,内部模块化结构按功能划分为:电子式互感器、控制单元、高压侧供电电源,局域网通讯。论文重点分析了智能断路器现有的两点乘积算法和全波傅式算法存在的响应速度慢、可靠性不高的问题;在全波傅式算法的基础上进行了改进,构建了六分段和十二分段积分保护算法,在保证保护算法可靠性的基础上进一步提升了算法的运算速度。通过算法的仿真比对,验证了两种改进保护算法在可靠性和速动性方面具有明显优势;十二分段保护算法与六分段保护算法对比,十二分段算法响应更快。最终确定了智能断路器的保护算法。论文对典型双电源供电手拉手环网的联络线故障、负荷开关出线故障和断路器出线故障情况下,DTU装置配合主站控制配电开关完成对故障区域的隔离和恢复非故障区域供电进行了分析;对构建的新型分段保护算法进行了实验平台测试,进一步验证了保护算法的有效性。