直流配电网保护技术

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1、分类号学号M201271156学校代码10487密级硕士学位论文直流配电网保护技术学位申请人：宋光举学科专业：电气工程指导教师：毛承雄教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringProtectionTechnologyofDCDistributionSystemCandidate：SongGuangjuMajor：ElectricalEngineeringSupervisor：Prof.MaoChengxiongHuazhon

2、gUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和

3、借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着社会经济的发展，电力系统在电源形式和用电方式等方面发生了明显变化，交流配电网面临着供电容量不足、线路走廊紧张等挑战。与此同时，电力电子技术的进步使得直流配电网在传输容量、供电可靠性、系统效率等方面表现出了显著的技术经济优势而拥有广阔的发展前景。然而，直流配电网的安全稳定运行需要完备可靠的

4、保护系统。因此，本文围绕直流配电网的保护技术展开研究，重点研究如何结合直流配电网的故障特点进行保护设备和保护方案的选择和设计。本文首先从电压等级、拓扑结构和接地方式等方面阐述了直流配电网的构建准则；在此基础上构建了典型的直流配电网，建立了各模块的数学模型，确定了其控制策略，并在Matlab中进行了仿真分析。然后为了便于故障分析，对直流配电网进行了故障区域的划分，分析了每个故障区域内各种故障类型的特点和影响；重点研究了直流侧短路的故障过程，并对直流短路时的故障特性进行了理论推导和仿真分析，阐述了直流配电网的故障特点。接着结合直流配电网的故障特点，探讨了熔断器、隔离开关、直流断路器等常见的

5、保护设备在直流配电网中的应用，着重分析了直流断路器研制的技术难点和目前常见类型直流断路器的原理和优缺点；提出了一种新型的可双向快速关断的混合式直流断路器的拓扑结构，分析了其工作原理和优点，并通过Matlab仿真证明了其可行性。最后阐述了直流配电网保护系统的要求和面临的技术难点，并根据故障区域的划分对直流配电网进行了保护分区；重点研究了电流差动保护在直流母线和线路保护中的应用，分析了其保护原理和技术难点，给出了整定原则，并结合具体系统通过Matlab仿真验证了其有效性。关键词：直流配电网，保护技术，故障分析，直流断路器，电流差动保护I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththe

6、developmentofsocietyandeconomy,theelectricpowersystemhaschangedsignificantlyintermsoftheformsofpowergenerationandconsumption.ThetraditionalACpowerdistributionsystemisfacingchallengessuchasinsufficientcapacityandlimitationoflinecorridor.Atthesametime,withtheprogressofpowerelectronictechnology,the

7、DCdistributionsystemhasshowedthehugetechnologicalandeconomicadvantagesintransmissioncapacity,reliabilityofpowersupply,transmissionefficiencyandotheraspects.However,thesecureandstableoperationofDCdistributionsystemisinfluence