[发明专利]解决串交流、直流接地和短路的措施及直流系统新型设计

说明书

(一)所属技术领域：

本发明针对解决串交流、直流接地和直流短路等直流系统电源故障影响或造成其他电源直流主设备事故扩大的技术难题，提出新的解决措施和方法，并以此新的解决措施和方法提出直流系统设计的新工艺、思路、原理和方法，更新了直流系统设计理念，解决了目前直流系统存在的技术难题，适用于任何直流系统及直流操作电源系统的领域。

(二)背景技术：

目前，在大型企业或电力系统中，直流系统操作电源都是常规的设计：包含蓄电池组、整流充电装置、配电回路和监控及绝缘监察装置等，直流母线经开关(或熔断器)直接到主设备的操作电源，存在的问题是：直流电源系统故障(如串交流、直流接地、直流短路等)可以经过直流母线直接影响到其他直流操作电源及主设备的安全运行，造成其他操作电源回路的主设备误动或拒动使事故扩大，目前直流系统普遍使用的绝缘监察及选线装置为交流注入法，对经过改进的直流系统整流回路接地故障无法正确判断，部分利用霍耳传感器的绝缘监察及选线装置对直流采样精度要求比较高，不容易实现，巡检周期长。

近年来大量的微电子和新技术应用，设备运行可靠性要求也比较高，特别是直流系统操作电源的可靠性要求也越来越高，由于直流操作电源故障造成大的事故和损失比较多，特别是串交流、直流接地、直流短路等问题造成电厂全厂停电、跳机组和造成设备损坏等事故比较多，在这种背景下本人经过理论分析和试验，针对串交流、直流接地、直流短路等问题进行专题研究和调查，提出了新的解决方法和措施，并以此新的解决方法和措施提出了新型直流系统及其相应配套附件的设计新工艺、思路、原理和方法，解决了目前存在的技术难题。

(三)发明内容：

直流电源系统故障(如串交流、直流接地、短路等)时，故障源经过直流母线直接影响到其他直流操作电源及主设备安全运行，造成其他操作电源回路的主设备误动或拒动使事故扩大，针对此问题，采取在易误动的重要继电器线圈并联分流电阻，在重要电气设备之间通讯联系，在直流电源支路装整流回路、DC/DC直流转换隔离装置和跳闸(断开)功能的直流专用开关等措施，减弱或隔离了故障源的影响。在此提出直流系统设计的新思路、原理和方法：采用高精度不平衡电流专用霍耳传感器和带跳闸(断开)功能的直流专用开关，增加接地阻容回路增大接地支路的不平衡电流，提高测量灵敏度，分布式就地监控模块完成母线电压、不平衡电流、开关状态等数据的采集和传输，监控中心按设计的逻辑完成所有的数据处理和报警，并通过分布式就地监控模块，向故障支路发跳开关指令，带跳闸功能的开关或关断功能的电子开关接到命令后及时断开故障支路，缩小了直流电源故障影响的范围，解决了因直流短路、串交流和直流接地故障造成主设备误动等事故扩大的技术难题。

本发明解决串交流、直流接地和直流短路等主要问题而提出的解决措施和方法及直流系统设计新工艺、原理、思路和方法所采用的技术方案(附图1：为本发明的新型直流系统设计电路原理示意图)具体内容：

1、支路串交流或直流接地影响到其他直流操作电源回路主设备的安全运行，造成开关或保护误动的原理分析。如图2：假设的直流电源支路11和支路12均正常运行，支路11远控接点CKJ11未通，支路11中的继电器线圈ZJ11不动作，某时刻支路12的负电源串交流电源E12故障，此交流电源E12必然经过支路12的开关QFK12和直流母线-KM11、支路11开关QFK11到继电器线圈ZJ11的一端(负电源端)，线圈ZJ11的另一端(正电源端)经电缆的分布电容C11与地连接，构成交流电源E11的闭环回路，如果交流故障电源E12在分布电容C11上产生的电流比较大(如0.1A)，即流过继电器线圈ZJ11的交流电流(如0.1A)大于继电器线圈ZJ11的动作电流(如0.05A)时将造成继电器线圈ZJ11的误动作(接点CKJ11未通，继电器线圈ZJ11不该动而误动)。如果支路12的负电源E12某时刻突然接地(E12的电压为零，电阻为零)，电容上积累的电能也经上述同样的路径构成闭环回路，电容的放电电流足够大的话也容易造成继电器线圈ZJ11的误动作。如托克托电厂“10.25”事故等就是上述原因和原理造成事故扩大的案例。对于直流电源支路短路，如果支路直流开关未跳开或越级直流开关总开关跳开，可能造成主设备拒动而使事故扩大。解决的方法和措施：