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面向物联网的低压直流配电智能设备

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成果主要完成人

孔玉辉、赵 占、张 禛、王雅倩、郭煜敬、李亚婷、乔会杰、孙 桃、杨东娜、张鸿超

项目概况

低压直流技术可实现直流用电设备智能互动、灵活用能管理;提升用户感知能力,实现用户需求变化快速响应;实现直流型分布式电源和可控负荷灵活并网及供需互动。其技术优势体现在安全可靠、绿色节能、经济高效、灵活智能。因此亟需研制一二次融合的智能化低压直流断路器和面向物联网的智能化低压直流漏电保护装置,通过低压直流技术的研究和应用,实现能源与信息的深度融合以及器件的柔性控制,形成从网到器件等不同层级的万物互联,提升电网智能化、信息化水平。 低压直流断路器触头导电系统与灭弧单元设计是项目研究的关键点和难点。方案设计时增加断路器断口开距,直接增大了电弧长度,提高电弧弧柱电压,同时采用金属栅片灭弧室,金属栅片对分断过程中的介质恢复很有帮助,较大尺寸的金属栅片能降低电弧温度,减少热电子的发射,提高击穿电压,解决了因直流电流没有自然过零点而导致直流断路器中触头导电系统与灭弧单元设计这两个特定难点问题。 通过创新断路器触头导电系统与灭弧单元设计,研制了一二次融合的智能化低压直流断路器,实现为直流配网系统中故障隔离和功率分配提供全面的控制和配合手段;通过磁通门传感和LoRa无线传输技术,研制出面向物联网的智能化低压直流漏电保护装置,解决了泛在电力物联中对直流和交直流漏电的检测保护及漏电信息的远程监控保护问题,保障了人员安全以及低压直流网络设备安全可靠运行。 本成果可广泛用于市政、工业、商业、民用等多种用电场景,满足用户多样化用电需求,建设多元化、节能化、信息化的新型低压直流配电网。项目成果应用和推广以后,支撑低压直流配电网建设可靠运行,有效降低人身伤害事故和停电经济损失。面向物联网的智能化低压直流漏电保护装置除在低压直流配电领域,还能有效的提高光伏电站、汽车充电桩、家庭用电等场景的检测保护水平,助力泛在电力物联的建设。