超级不间断电源系统故障保护设计方法

发布时间：2017-05-09 22:08

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【摘要】：超级不间断电源系统(UPS)适合于通信系统、数据中心、精密制造、核电站等对供电可靠性有较高要求的应用场合。超级UPS采用直流母线结构,源、储能元件和负载都通过双向AC/DC变换模块或双向DC/DC变换模块连接到直流母线。在超级UPS系统中,变换器模块直流侧短路故障对于系统供电可靠性有严重影响。本文主要对于超级UPS直流母线侧短路故障模型和保护技术进行了研究。第一章介绍了直流多能源储能系统研究的背景,随后重点介绍多能源储能系统保护技术的研究现状,介绍了本文的意义和主要工作。第二章对于2个、3个、N个变换器模块连入超级UPS系统情况进行了直流母线侧短路故障的建模。分析了故障模块和正常模块参数对于故障电流的影响。并对典型超级UPS系统的故障情况进行了初步仿真和实验验证。第三章基于超级UPS系统故障模块故障电流的方向特性,探讨了采用以固态开关为保护元件的方向性电流保护,以实现对故障模块的快速的故障判定和故障隔离。介绍了方向性电流保护的基本原理,并设计了基于CE端电压检测的方向性电流保护技术。最后采用仿真和实验验证了超级UPS的方向性电流保护技术。
【关键词】：超级UPS 直流母线侧短路故障 故障模型 方向性电流保护
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 直流系统的保护方法研究现状11-15
• 1.2.1 直流多能源储能系统保护技术作用及要求11-12
• 1.2.2 直流多能源储能系统保护装置12-13
• 1.2.3 直流多能源系统短路保护技术现状13-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 第2章 超级UPS系统故障分析16-39
• 2.1 两个模块系统故障分析16-23
• 2.1.1 两个模块系统故障模型16-18
• 2.1.2 两个模块系统故障特性分析与仿真18-21
• 2.1.3 两个模块系统实验21-23
• 2.2 三个模块系统故障模型分析23-30
• 2.2.1 三个模块系统故障模型23-26
• 2.2.2 三个模块系统故障特性分析与仿真26-29
• 2.2.3 三个模块系统实验29-30
• 2.3 N个模块故障系统分析30-38
• 2.3.1 N个模块系统故障模型30-33
• 2.3.2 五个模块系统故障模型和仿真系统比较33-36
• 2.3.3 5个模块系统实验36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章 超级UPS保护技术研究39-57
• 3.1 超级UPS系统保护需求分析39-45
• 3.1.1 超级UPS系统保护需求分析39-41
• 3.1.2 超级UPS系统故障特点41-45
• 3.2 超级UPS方向性电流保护技术45-56
• 3.2.1 方向性电流保护技术基本原理45-47
• 3.2.2 基于固态开关的CE端电压检测的方向性电流保护47-49
• 3.2.3 方向性电流保护仿真49-52
• 3.2.4 方向性电流保护实验52-56
• 3.3 本章小结56-57
• 第4章 总结与展望57-59
• 4.1 本文的工作总结57
• 4.2 未来工作的展望57-59
• 参考文献59-62
• 附录A 实际超级UPS系统装置及参数62-65
• 攻读硕士期间发表的论文65-66
• 致谢66

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