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随着电力系统配电自动化和现代化工业的深入发展,各行各业对电力系统的供电质量和供电可靠性的要求越来越高,尤其是一些新型电力敏感负荷对电能暂态质量的可靠性、可控性提出了更高的要求。现有配电网中大量使用的机械式断路器因受其自身物理结构的制约,其操动机构动作时不仅伴随着噪声和弧光,而且开断时间长,难以满足一些电力用户对电流开断的速动性要求。为了提高断路器工作的可靠性,完善保护功能,降低功耗,智能化已成为断路器的一个重要发展方向。 固态断路器利用新一代电力电子开关器件的优良特性以及应用电力电子技术、微机处理技术、控制技术等多种高新技术,使其具有微秒级的开断速度,能够准确控制开断时刻。研究可靠稳定的新型智能化固态断路器对于提高我国整个输电线路的供电电能质量和实现配电网的数字化管理都具有十分重要的意义。 本文研究基于电力电子器件的固态断路器的电路拓扑,结合电力系统对保护装置的要求分析其工作原理,验证了固态断路器理论上的可行性,包括检测方法、控制方法,对电压电流的检测和控制的速动性。应用了仿真软件Matlab/Simulink对系统进行仿真,验证主电路和控制方法的可行性。重点解决智能控制器的总体设计、开关方式的确定、开关频率,开关器件驱动电路、主控硬件电路设计等。设计了系统硬件电路及控制软件,对硬件电路各项参数做了详细的计算,系统控制由32位ARM处理器STM32完成。