民用低壓直流系統(tǒng)接地型式與短路保護研究.pdf

1、節(jié)能環(huán)保的低壓直流(low voltage direct current,LVDC)供電方式在民用建筑等常規(guī)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力,其安全保護問題的成功解決將成為 LVDC系統(tǒng)向常規(guī)領(lǐng)域推廣的關(guān)鍵所在。低壓供電系統(tǒng)的安全主要體現(xiàn)為有合適的接地措施,并在故障時能保證電氣設(shè)備及人身的安全。論文從LVDC系統(tǒng)接地型式、短路保護兩方面展開研究,為LVDC系統(tǒng)的進一步推廣提供一定的理論依據(jù)。
　　低壓系統(tǒng)接地型式的選擇主要由系統(tǒng)電擊防護性能

2、與供電連續(xù)性決定,尤以電擊防護性能為重點。安全電壓限值是研究低壓系統(tǒng)電擊防護性能的基礎(chǔ),且直流電通過人體時的電擊效應(yīng)與交流電有著本質(zhì)的差異。論文首先結(jié)合國際標準IEC60479-1,對比了直流電與交流電電擊效應(yīng),給出了直流電的安全閾值曲線,分析了不同方向直流電通過人體時的安全電壓限值。同時,論文還對目前所能獲得的直流電可能含有高頻紋波的現(xiàn)象,討論了直流紋波對人體電擊效應(yīng)的頻率加權(quán)效應(yīng)及影響。
　　基于對直流安全電壓的分析,論文探討

3、了理想直流源、單相橋式整流器兩種直流供電電源系統(tǒng)各接地型式的電擊防護性能。重點詳細分析了基于直流微網(wǎng)、電壓平衡器的直流雙極供電系統(tǒng)的接地故障參數(shù),利用Matlab/Simulink軟件構(gòu)建了DC±190V系統(tǒng)進行驗證。在此基礎(chǔ)上,討論了各接地型式的供電連續(xù)性、電擊防護性能與保護設(shè)備要求,與傳統(tǒng)交流220V供電系統(tǒng)的對比表明,低壓直流供電系統(tǒng)在電氣安全方面有較明顯的優(yōu)勢;直流TT系統(tǒng)在配備RCD的情況下,其供電連續(xù)性和電氣安全性能可以得到

4、很好兼顧,相較直流IT和直流TN系統(tǒng)而言,更適合作為該類含有電壓平衡器的直流雙極供電系統(tǒng)的接地型式,并給出了保證其電氣安全的接地電阻取值范圍及保護裝置技術(shù)要求。
　　針對LVDC系統(tǒng)的短路故障及保護配合問題,論文討論了PWM控制的三相橋式整流器的短路故障,分別基于外特性曲線和開關(guān)函數(shù)模型,給出了兩種簡化短路模型。然后重點利用直流變換電源,搭建小型的直流供電網(wǎng)絡(luò),對線路短路、負載短路的故障參數(shù)分別進行測量,得到了LVDC系統(tǒng)短路電流