电力系统智能断路器的研究与开发
电力系统自动化技术的研究与应用
电力系统自动化技术的研究与应用摘要：电力系统自动化技术的研究与应用在近期取得了巨大的成果，本文是基于各种影响电力系统自动化控制技术因素和目前的技术发展情况进行分析，提出相关的研究结果，并且为电力系统自动化技术的应用提供一定的参考。
关键词：电力系统自动化技术研究应用中图分类号：tm76 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2012）11-0120-011、电力系统自动化技术研究（1）电力系统自动化技术在静态分析中的应用，包括记录动态过程中的整个电力网络和应急分析，识别和校准的电力系统控制动态模型，瞬态稳定性预测和控制，以及电压和频率稳定度监测和控制；也可以用于显示，分析和阻尼低频振荡器的控制，故障定位和参数测量的输电线路，因此，可以用于许多电力系统分析与控制问题的解决。
通常可以由参数依赖微分代数模型的形式表示电力系统自动控制能力，用动态方程dx/dt，来表示控制系统在dt时间内的频率和测试。
位移变量可由（x，y，p）雅克比矩阵表示。
空间参数p的系统（如系统的负载）的变化，在稳定平衡点时可能会失去其在局部分岔点的动态稳定性。
该系统将失去其稳定性的可行性边界，这是由三个不同的局部位移动态变化，发生在减压的雅可比矩阵中，更多的计算自动控制发生器（例如为dw），以及有时负载的动态行为也要考虑，还有瞬时变量的功率流变量。
参数空间p组成的系统参数，它描述了系统的导线和电机被通电时，电气设备（电感，电容，变压器比等系数和操作参数），以及发电机，励磁机，动态加载动态和一些其他的控制设备一起形成的差分方程和形成方程的功率流平衡。
（2）在这项研究中，分析三个位移变量可由（x，y，p）雅克比矩阵的功率流计算的径向电路实时分发系统的应用。
我们的目标是速度快，准确（提供良好的电压和功率流的估计），和稳定的自动化控制系统（为广泛不同的负载条件）。
它是没有必要的查询系统参数的瞬态过程的衰减后，雅可比矩阵的计算方法是直接使用的电力系统自动化技术数据的瞬间之后发生干扰，稳态频率的电源系统后的干扰，以及甩负荷量，使其保持设定值的稳态频率是可以预测的。
高压断路器燃弧时间测量方法研究
高压断路器燃弧时间测量方法研究摘要：高压断路器是电力系统中起保护和控制作用的关键电气设备，其运行状况直接决定着电力系统的运行安全和经济效益。
本文主要对高压断路器燃弧时间测量方法进行研究，详情如下。
关键词：高压断路器；燃弧时间；测量方法引言高压断路器是电力系统中的关键设备之一，在电力系统中具有控制和保护的作用，一旦发生故障，将造成重大经济损失。
随着智能电网的建设，对高压断路器的可靠性提出了更高的要求。
1断路器的燃弧时间在高压断路器开断试验中，有三个时间参量非常重要，分别是开断时间、分闸时间和燃弧时间。
开断时间包括分闸时间和燃弧时间两部分，是指断路器接到分闸指令瞬间起到燃弧时间终了时刻的时间间隔；分闸时间是指断路器接到分闸指令瞬间起到所有相中弧触头分离瞬间的时间间隔；燃弧时间是指从第一极电弧起始时刻到所有极电弧熄灭时刻的时间间隔。
在高压断路器开断试验中可以通过数据采集系统直观显示出电弧的熄灭时刻即电流零点处，但是无法精确标记或寻找到电弧起始时刻，因此燃弧时间准确测量的关键在于确定断路器的燃弧起始时刻即触头分离时刻。
2燃弧时间测量方法对高压断路器电弧电压波形的测量，可以观察到起弧点和熄弧点的位置，从而准确地计算出燃弧时间。
该方法的原理是利用在断路器开断时，断路器两端电压发生显著畸变的特征，使用高精度，高带宽的分压器为电弧电压传感器，配合带有消除内部导电回路压降算法的数据采集装置得到精确的电弧电压波形，从而确定准确的起弧点，再结合熄弧点最终得到相应的燃弧时间。
断路器在开断线路故障电流的过程中，电弧电压波形包含有整个电弧在形成及发展的详细信息。
在动、静触头刚分后电弧形成的初始阶段，伴随有液态金属桥的形成和发展，电弧电压波形相对呈平滑上升的趋势，当液态金属桥爆炸断裂后，触头间隙等离子体及金属蒸气压力的剧增导致电弧电压呈急剧上升趋势，此时电弧电压依然平滑，但当触头开距或电弧电流增大至一定值后，真空电弧点状斑点或阳极斑点的出现，将导致电弧电压出现不同程度的噪声分量，此时断路器两端的电压也会有着明显的变化。
固态断路器的应用与仿真研究
固态断路器的应用与仿真研究固态断路器(SSCB)是柔性交流输电系统(FACTS)和DFACTS(配电FACTS)中实现对电力系统参数和网络结构快速、灵活、准确控制的关键设备，也是保障现代电力系统安全、可靠运行的重要设备。
随着配电网容量的日益增大，系统的短路容量也持续增加，这对开关设备的开断能力提出了更高的要求。
同时，随着用户对供电质量要求的不断提高，如何快速切除短路电流以抑制故障期间电网电压的跌落也非常重要。
现有的机械式断路器因受其自身物理结构的制约，其开断容量很难有大幅度提高，并且动、静触头分开时引起的电弧延长了故障电流切除时间，使之难以满足一些电力用户对故障电流开断的速动性要求，因此如何限制、迅速开断故障电流显得日趋重要。
基于电力电子器件的固态断路器因其卓越的电流关断性能使其自问世以来便引起广泛的关注。
2 固态断路器的工作原理SSCB是背靠背地将晶闸管并联在一起，形成一个交流开关模块，再按额定电压将其串联起来。
如果晶闸管是常规的硅整流管(SCR)，则开关在交流电流第1次过零点时断开回路。
这将形成几毫秒的时延，但已可为大部分用途所接受。
如果采用门极可关断晶闸管(GTO)，则可瞬时切断电流。
图中的ZnO避雷器和缓冲器用来吸收晶闸管关断时所产生的过电压。
用于6kV及以上系统的SSCB大多采用GT0器件。
正常运行时GTO导通，负荷电流从中流过；一旦检测到故障，控制系统向GTO门极发出关断脉冲，SSC B可在几百lls内，在故障电流没有上升到较大幅值前就予以切除，因此可有效抑制电网电压的跌落和大故障电流带来的恶劣后果。
若再将1组电抗器并联于SSCB(图1中虚线所示)，则构成了故障电流限制器(FCL)。
其工作原理是：在正常负荷条件下，GTO开关闭合并处于完全导通状态。
GTO开关由电流大小或电流上升率驱动，在几十lLs内可转换为断开状态，并可断开很大的电流，使故障电流在达到破坏性的数值前很快受到限制。
在GTO关断瞬间，电流流向缓冲器，缓冲器在晶闸管电压达到ZnO避雷器动作电压之前，限制了电压的上升速度。
低压开关柜智能监控系统研究与设计开发
辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）教务处2015年5月中文题目：低压开关柜智能监控系统外文题目：Intelligent monitoring system for low voltage switchgear毕业设计（论文）共 49 页（其中：外文文献及译文13页）图纸共1张完成日期 2015年06月答辩日期 2015年06月摘要开关柜作为变电站的重要电气设备，担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重作用,对变电站的安全、可靠运行起着举足轻重的作用。
我国经济建设和改革开放的蓬勃发展，电力系统的应用及其安全得到广泛关注,然而对用电设备的监测与监控却种供电配电柜组，这些配电柜组的安全是用电安全的重要保障。
对配电柜的是一个长期未能解决的问题。
我国的发电厂、工矿企业等用电场所大都配备各工作状态、工作环境的监测是保障配控制装置,采用智能检测技术设计合理的开关柜温度、湿度电柜安全工作的重要手段。
本课题主要研制电力开关柜内各参数的检测与检测和状态模拟系统,实现对开关柜工作状态模拟和环境监测。
论文首先介绍了当前开关柜测温的几种方法及光纤光栅测温法的优势,基于光纤光栅温度传感技术提出了一种利用光纤光栅测量开关柜触头温度的方案。
该方案采用光纤光栅作为传感元件,利用波分复用技术实现对开关柜触头温度的在线监测。
关键词:开关柜；在线监测；温度传感器；实时监控软件AbstractAs the important electrical equipment in substation，switchgear shoulders the dual role of closing and disconnecting the power line and protecting the system security,which plays an important role for the substation’s,safe and reliable operation.The vigorous development of China's economic construction and reform and opening up, the application and their security of the power system are widespread concerned, however, monitoring and control of electrical equipment is a long-term unresolved issue. Our country's power plants, industrial and mining enterprises and other electricity places mostly equip with a variety of power supply and distribution Libraries group, the safety of the Distribution Libraries group is an important guarantee of the safe use of electricity. The monitoring of the working status and the work environment of the distribution cabinet is an important mean to protect the security of the distribution cabinet.The topic mainly develops a kind of device which can detect and control various parameters of the power switch cabinet, using intelligent detection technology to design the reasonable switch cabinet temperature and humidity detection and status simulation systems,so that it can realize the working status simulation and environmental monitoring of the switch cabinet.The current methods of temperature monitoring of switchger and the advantages of fiber Bragg gratings temperature monitoring is introduced in this paper.Then based on the fiber Bragg gratings sensing technique,we design a system that could measure the temperature of the contact of switchgear.The design uses fiber Bragg gratings as the sensing elements and realizes the on-line temperature monitoring of the contact inside switchgear with WDM technology.Keywords：Metal-clad switchgear；on-line monitoring；temperature sensor ；real-time monitoring software目录前言 01绪论 01.1设计背景和意义01.2开关柜智能监控系统的研究21.3系统检测软件的设计要求 (2)1.4现有开关柜测温方案比较 (3)1.5课题主要任务 (4)2开关柜智能监控系统的总体设计 (5)2.1监控系统的硬件结构 (7)2.2监控系统软件功能设计 (10)3监控系统的硬件设计 (12)3.1温度传感器的选择 (9)3.2光纤光栅温度传感器原理 (10)3.3电压传感器的选择 (12)3.4电流传感器的选择 (12)3.5传感器的主要安装步骤如下: (13)3.6开关柜数据采集器 (13)3.6.1最小系统电路设计 (16)3.6.2时钟电路163.6.3 复位电路203.8串口通信接口电路183.9键盘输出 (20)4监控系统的软件设计..................... 错误！未定义书签。
基于电力系统继电保护故障分析中人工智能技术的探讨
基于电力系统继电保护故障分析中人工智能技术的探讨【摘要】随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，本文根据笔者多年工作经验，通过对电力系统继电保护故障分析常用的几种人工智能技术进行分析和研究，简述了专家系统、人工神经网络、模糊理论、遗传算法及petri网络等人工智能技术的优点及存在的缺陷，并提出了解决方案。
仅供参考。
【关键词】人工智能电力系统故障分析应用前言随着计算机技术在电力系统的广泛应用，继电保护和故障检测方法研究越来越引起人们的重视。
电力系统继电保护是电网安全运行的重要保障。
人工智能技术则由于其善于模拟人类处理问题的过程，善于利用人的经验和具有一定的学习能力等特点在电力系统故障分析领域得到了广泛的应用。
常用的有专家系统、人工神经网络、模糊理论、遗传算法及Petri网络等人工智能技术。
本文针对上述几种人工智能技术进行了分析，并指出了各自的优点及存在的缺陷，并提出了解决方案。
专家系统专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一，它是一个智能计算机程序系统，其内部具有大量专家水平的某个领域知识与经验，应用人工智能技术根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题专家系统可以划分为基于规则系统、基于模型系统、基于逻辑系统和其他智能系统技术。
基于规则系统一般由产生式规则库、推理引擎和一个记录当前推理状态的工作存储区构成，见图1。
规则库中的每条规则，都使用“IF-THEN”语句。
推理方式有两种：前向推理和后向推理。
前向推理是一种数据驱动推理方式，而后向推理是一种目标驱动推理方式。
对于故障征兆有限而故障原因很多的问题，可以采用前向推理技术，否则，后向推理技术更为合适。
在求解某些复杂问题时，可以综合使用前向推理和后向推理技术。
图1 基于规则专家系统的一般结构电力系统继电保护故障诊断专家系统大多是采用基于规则系统。
有关电力系统配网自动化的研究
有关电力系统配网自动化的研究摘要：电力系统配电网自动化在不同地区不同环境下的用途是不同的，但是无论在什么地区，电力系统配网自动化都能够有效地提高人民的生活质量水平，能够科学、有效地促进社会的全面协调、稳定发展，有利于社会的可持续发展，随着社会的发展和进步，电力系统配网自动化的科技也会越来越尖端，电力系统配网自动化就会在全国范围内实现。
关键词：电力系统配网自动化研究下文主要讲述了电力系统合理规划配电网；电力系统配电网选择合理开关设备；各个开关或者断路器与控制中心之间的通信数据网络；电力系统配电网的自动化的实用化模式。
1、电力系统合理规划配电网电力系统自动化配电网的原理：分段的开关将配电网的线路分割成不同的供电区域，配电网的线路是环网结构并且是开环运行的，当电力系统的某个区域出现电力方面的故障时，要及时地将开关在中间跳开，必须是采用分割这个供电区域的开关，将出现故障的供电区域进行隔离，但是没有因为发生电力故障但是没有完全失去电力的电力区域要及时地将电供应，以免给他人的生活造成不必要的困扰，如果一段区域内电力系统发生故障，但是其他的区域没有发生电力故障，则其他区域内的电力系统仍然能够持续供电，这就避免了因为一段电路出现故障而致使全部的电路都跟着失去电力的现象，停电的范围就会相应地缩小，这样极大地提高了供电区域的可靠性和持续性，也就完成了电力系统配电网自动化的目标：电力系统供电区域的线路和电力要结成网状，环形的网状，而且至少有两个电源，对于供电比较密集的区域，要采用多个电源一起供电的形式，要考虑电源的数量形成电力系统的意义、作用和价值。
电力系统的供电的线路分支的干线要进行分段，分段的目的就是为了避免因为一条线路不能够供电而导致的整条线路都不能够连续供电的现象，如果一条线路出现故障而导致其他的供电区域都跟着不能连续供电的话，会给人们的生活带来很大的不便，给人们的生活质量造成不必要的损失。
也就是说如果分段能够避免其他区域受不供电干扰的话，那么电力系统就达到了目的，没有出现故障的供电区域就能够持续地供电，没有发生故障的区域就会转移电负荷。
HOMER UEM5系列塑壳断路器、UEM5L系列漏电断路器、UEM5Z1系列智能断路器 说明书
一、产品介绍UEM5系列的不断创新和发展使其成为今天市场上主要的低压塑壳断路器之一，能够满足不同用户的安装使用需要。
HOMER一直把创新、技术和质量作为产品开发中的宗旨。
UEM5系列塑壳断路器的开发正是在这样的宗旨下进行的，因此在任何条件下都具备高质量、高可靠性和高性能的特性，而且安装简单、操作方便、使用安全。
持续不断的发展使UEM5产品系列不断扩展，并进一步的完善。
UEM5系列产品依据不同用户需求、不同使用场合所合理的将其分为四个壳架和四个分断登记，当然对于一些特殊电力系统中特殊产品的需求，HOMER也将最大限度的予以满足。
UEM5系列的创新性不仅体现在其使用上的合理性，而且在外形尺寸、安装方式以及与断路器相关的附件都一一得到体现。
UEM5系列发展的另一个重点是智能化断路器。
它们是专为电网的智能化、网络化发展的需要而设计开发的。
创新和可选择性的保护功能保障了UEM5智能产品的经济性、方便性和可靠性。
UEM5系列智能产品的一个基本特征是可以和HOMER配电智能监控系统进行通讯与对话，从而保证断路器在电网监控系统中最优化应用和集成。
二、丰硕的成果HOMER 一如既往的根据市场的需要，甚至预期、不断更新，并总是走在技术的前沿。
同时将质量与可靠性保持在客户要求的最高水准，这一点得到了市场的赞赏。
每一处细节都意味着一个被满足的客户要求。
UEM5系列产品，不论是标准设计还是特殊设计，应用在世界各地的很多领域。
在任何有电的地方就有UEM5系列产品：制造业、钢厂、精炼厂、化工厂、医院、铁道、机场、地铁站、计算中心、办公大楼、摩天大楼等。
UEM5系列产品同时也承担保护的功能，用以保护经济和技术上都相当重要的基础设施中，如：发电厂等。
三、主要特性4.设计新颖独到（获得多项国家专利）外观专利◇全系列外观特征专利。
新材料应用专利◇聚合物产气型自动吹弧材料的运用。
结构设计专利 ◇动触头斥开后自锁结构 ◇新式的外盖翻转结构 ◇双向斥开的触头系统 …………（1）聚合物产气型自动吹弧 （2）双向斥开的触头系统（3）新型灭弧装置（4）动触头电动斥开及自锁机构聚合物产气材料聚合物产气材料 ◇快速分割电弧 ◇缩短电弧燃弧时间 ◇延长触电寿命 ◇提供短路分断能力创新的利用电流安培力“异向相斥”原理,将动静触头设成旋转式; 在短路大电流情况下,该系统可迅速斥开切断回路。
基于DSP永磁智能断路器数据采集系统的分析与设计
０ 引 言
低 压 断路 器是 低压 配 电系统 中起 通 断和保 护
作 用 的低 压 器 件 。在 重 要 的用 电场 合 ， 求 供 电 要
的 电能质 量尽 可 能 高 ， 其 是在 需 要 持 续 稳 定 供 尤
电的设 备 中 ， 即使 不 可避 免地 出现 断 电 ， 希望 断 也
ｔｒ ｆ ｃ ｕ ｃｒｕ ｔ Ｂａ ｅ ｏ ｉ，ａ ｕ ｒ ｎ ａ ｄ ｏｔ ｇ ｄ ｔ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｓ ｓｅ ｅ ｓ ｏ ａ ｔ ａ ｉｃ ｉ ｌ ． ｓ ｄ ｎ ｔ ｃ ｒｅ ｔ ｎ ｖ ｌ ｅ ａａ ｃ ｕ ｓ ｉｎ ｙ ｔｍ ｗａ ｄ ｓｇ ｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ａ ｔ ｓ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｅ ｏ ＴＭＳ ２ Ｆ ８ ２ ＤＳ ｈ ｐ ３ ０ ２ １ Ｐ ｃ ｉ ．Ｂ ｏ ａ ｉｇ ｓ ｖ ｒｌｄｆ ｒ ｎ ｃ ｅ ｓ ｓｏ ｕ ｒｎ ．ｖ ｌ ｇ ｙ ｃ ｍｐ ｒ ｅ ｅ ａ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｓｅ ｆ ｒｅ ｔ ｏ ｔ ｅ ＲＭＳ ｍｅｈ ｄ ．ｔｅ Ｆ Ｔ ｌ ｏ ｎ ｆ ｃ ａ ｔｏ ｓ ｈ Ｆｒ ａｇ — ｒ ｈ ｗａ ｐ ｌ ｄ ｉ ｈ ａａ ａ ｑ ｉ ｔ ｎ ｓ ｓ ｍ ，ａ ｄ ａ ｎ ｗ ｉ ｓａ ｔ ｎ ｏ ｓｐ ｏｅ ｔ ｎ ａｇ ｒ ｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｅ － ｉ ｍ ｓａ ｐ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｉ ｙ ｔ ｔ ｅ ｉｏ ｅ ｎ ｅ ｎ ｔ ｎａ ｅ ｕ ｒ ｔｃｉ ｌｏ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｔ ｒ ｅ ｏ ｉ ｄ ｔｓｉ ｉ ｄ ｗ ｎ ｒ ｖ ｄ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉｌ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｔｏ ｓｐ ｅ ｅ ｔｄ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｉｎ ｌ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｉ ｕ ｔ ｏ ｌ ｗ ｎ ｏ ａ ｄ ｉ ｏ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｅ ｉ ｎ ｈ ｄ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｔ ｅｄ ｓ ｆ ｇ ａ ｎ ｉ ｏ ｉ ｇｃ ｒ ｉ ｐ ｍｐ ｆ ｃ ｉ ｍｅ ｇ ｓ ｃ ｉ ｃ
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电力系统智能断路器的研究与开发
智能断路器是一种新型的安全保护设备，它能够实时监测电路中的电流、电压和频率等参数，一旦发现异常情况，就能够迅速断开电路，保护设备和人员的安全。
随着科技的不断进步，智能断路器在电力系统中的应用越来越广泛，它可以有效地提高电网的安全性、可靠性和稳定性。
本文将从研究和开发两个方面来探讨智能断路器在电力系统中的应用。
一、研究
智能断路器的研究主要涉及到以下方面：
1.材料：智能断路器的材料需要具有优良的导电、导热和绝缘特性，能够承受高温、高压以及其他恶劣环境下的工作条件。
目前，常用的材料有铜、铝、陶瓷、玻璃纤维等。
2.算法：智能断路器的算法需要能够实时监测和分析电路中的参数，并通过数据处理和控制来实现快速断电。
目前，常用的算法有神经网络、模糊逻辑和遗传算法等。
3.传感器：智能断路器的传感器需要能够快速、准确地检测电路中的电流、电压和频率等参数，并将这些参数传输到控制系统中。
目前，常用的传感器有磁电流互感器、电容式传感器和霍尔传感器等。
4.控制系统：智能断路器的控制系统需要能够实现快速断电、
确保电路的安全运行，并能够将实时数据传输到监控系统中。
目前，常用的控制系统有集中式控制系统、分布式控制系统和云端
控制系统等。
通过对这些方面的研究，可以不断提高智能断路器的性能和功能，使其在电力系统中发挥更大的作用。
二、开发
智能断路器的开发主要包括以下几个步骤：
1.设计：在进行智能断路器的设计时，需要根据电路的参数和
工作条件来选取合适的材料和算法，并考虑到稳定性、可靠性和
成本等因素。
2.制造：在进行智能断路器的制造时，需要注意材料的选取和
加工工艺，确保产品的质量和性能符合相关标准和要求。
3.测试：在进行智能断路器的测试时，需要对产品进行全面的
电气、热学和机械性能测试，确保产品能够满足各种工作条件和
实际需求。
4.推广：在进行智能断路器的推广时，需要加强市场宣传和技
术交流，将产品和技术推向市场，并与其他行业和领域进行合作，不断拓展应用领域。
通过这些步骤，可以提高智能断路器的制造能力和推广能力，实现产品和技术的转化和应用。
总结
智能断路器是电力系统中必不可少的安全保护设备，它能够实时监测电路中的参数，并快速断电，保障设备和人员的安全。
研究和开发智能断路器，需要结合材料、算法、传感器和控制系统等多个方面，注重产品的性能、质量和成本效益。
随着技术的不断进步，智能断路器将在电力系统中发挥越来越重要的作用，为电力行业的发展和进步奠定坚实的基础。