配電電器智能化是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,其中的低壓小型斷路器是應(yīng)用最為廣泛的低壓配電電器其產(chǎn)值約占低壓電器總產(chǎn)值的50%以上。研究小型斷路器具有重大意義,而研究智能小型斷路器的三段式電流保護(hù),優(yōu)化現(xiàn)有的ZSI區(qū)域聯(lián)鎖保護(hù),則是重中之重。本課題來源于國家自然科學(xué)基金:新型熱電磁混合式脫扣器關(guān)鍵問題與斷路器網(wǎng)絡(luò)化選擇性保護(hù)研究(項(xiàng)目編號:51777129)�，F(xiàn)有的斷路器ZSI保護(hù)只包含短路段,無法處理多處發(fā)生過載或下級斷路器過載保護(hù)發(fā)生故障時(shí)的選擇性保護(hù)問題,因此本文設(shè)計(jì)了一種基于CAN總線的智能斷路器控制器網(wǎng)絡(luò)。這種控制器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的智能斷路器控制器功能有一定區(qū)別,并且增加了一個(gè)中央控制器。斷路器控制器只負(fù)責(zé)傳統(tǒng)三段式電流保護(hù)相關(guān)的電信號測量計(jì)算、人機(jī)交互和電子脫扣等功能的實(shí)現(xiàn),而當(dāng)涉及到ZSI保護(hù)時(shí),將故障信息通過CAN總線發(fā)送給中央控制器。中央控制器根據(jù)需要收集各級斷路器的故障情況,基于斷路器的上下級配合保護(hù)原則,仲裁各斷路器ZSI保護(hù)脫扣處理情況,實(shí)現(xiàn)線路短路段與過載段故障的全范圍ZSI保護(hù)功能。首先根據(jù)現(xiàn)有三段式電流保護(hù)技術(shù)、ZSI保護(hù)技術(shù)以及未來智能電網(wǎng)對斷路器智能化的功能需求,完善了本文設(shè)計(jì)的智能斷路器控制器網(wǎng)絡(luò)理論部分,并搭建低壓配電網(wǎng)絡(luò)的短路及過載模型,分析故障發(fā)生時(shí)各級斷路器的電流電壓情況。其次完成了智能斷路器控制器網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計(jì),包括斷路器控制器單元與中央控制器單元通用的STM32單片機(jī)基本系統(tǒng)部分、電源模塊部分、人機(jī)交互模塊部分、CAN硬件節(jié)點(diǎn)模塊部分,以及斷路器單元獨(dú)有的電信號采集調(diào)理轉(zhuǎn)換模塊部分、模擬脫扣模塊部分。然后基于搭建的硬件電路,依托μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)完成斷路器控制器及中央控制器各自的主程序、采樣A/D轉(zhuǎn)換程序、人機(jī)交互程序,尤其是與實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能相關(guān)的三段式電流保護(hù)程序、短路段及過載段ZSI保護(hù)程序的實(shí)現(xiàn)并定義各子程序間優(yōu)先級的仲裁。并且基于設(shè)計(jì)的控制器網(wǎng)絡(luò)的功能要求自定義了CAN通訊協(xié)議。最后完成了實(shí)物平臺的搭建,檢驗(yàn)硬件電路部分與軟件模塊部分的工作情況,包括過載長延時(shí)保護(hù)、短路短延時(shí)反時(shí)限保護(hù)、短路定延時(shí)保護(hù)、短路瞬時(shí)保護(hù)及全范圍ZSI保護(hù)通信等試驗(yàn)的數(shù)據(jù)測量和誤差分析,完成了對搭建的控制器網(wǎng)絡(luò)的功能驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP273;TM561
【部分圖文】：

圖 1.1 斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig. 1.1 Internal structure of circuit breaker路或者過載等故障是無法避免的，但線路故障的誤的情況卻需要極力避免。想要減少此類故障的發(fā)生

圖 2.1 三段式電流保護(hù)特性曲線2.1 Characteristic curve of three-stage current protection護(hù)電流的整定值、mI 為短路短延時(shí)保護(hù)電流的值，短路短延時(shí)保護(hù)分為兩部分，第一部分是

8圖 2.2 熱磁脫扣斷路器特性曲線與電子脫扣斷路器特性曲線haracteristic curve of thermomagnetic release and Characteristic curve of electronic rea 熱磁脫扣斷路器 b 電子脫扣斷路器
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本文編號：2867583