[发明专利]一种船用网络型差动保护装置及差动保护输出确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种供电系统保护装置，特别涉及一种船用网络型差动保护装置及差动保护输出确定方法。

背景技术

传统船舶供电系统电网保护的主要方法是通过将系统解列的方式来隔离故障，具体讲是通过整定各断路器的长延时、短延时、瞬时的动作电流值，实现短路的选择性保护的。例如，当系统中任意一点发生短路故障后，保护动作的先后顺序为：跨接断路器、母联断路器、发电机断路器。这样，虽然可以最终达到可靠隔离故障的作用，但基本没有故障定位的功能，有可能会使非故障区域断电，达不到较好的选择性，用这种解列的方式虽然最终隔离了故障，但并没有良好的选择性，而且影响了其它无故障区域的正常运行。

传统方法实现差动保护功能一般使用差动保护继电器，该器件动作时间较长(一般在50ms)，测量精度不高，在实现差动保护的同时并不能完成快速的故障隔离和精确的故障定位。

发明内容

本发明是针对常用差动保护精度不高，响应速度不快，复杂网络供电系统使用传统过流保护无法实现完全选择性保护的问题，提出了一种船用网络型差动保护装置及差动保护输出确定方法，可实现对一次网络短路故障进行快速定位并予以切除的功能，可在故障发生后有效限制供电中断区域、减小故障影响的范围和程度，可实现供电网络的三相和相间短路的完全选择性保护，保证供电系统可靠运行。

本发明的技术方案为：一种船用网络型差动保护装置及差动保护输出确定方法，每个区域的差动电流信号送入对应的各个节点控制装置处理，节点控制装置输出控制指令到对应的保护执行单元，各个节点控制装置通过CAN总线与区域控制主机交换数据，节点控制装置包括二级电流互感器、滤波电路、A/D转换器、控制处理器和CAN通讯接口，差动电流信号为经过二级电流互感器输出的毫安级信号，经过滤波电路后送A/D转换器转换为数字信号送控制处理器处理，控制处理器处理数据输出保护指令到保护执行单元，同时通过CAN通讯接口向区域控制主机发送数据。

一种船用网络型差动保护输出确定方法，包括船用网络型差动保护装置，具体包括如下步骤：

1）节点控制装置使用采样点的瞬时值进行比较判别，固定采样频率，每个采样数据是经过连续高速采样10次后经数字低通滤波和均值计算后得到有效的采样值；

2）设制动电流I_res=|I₁|+|I₂|，即制动电流为保护区域输入输出电流的绝对值之和，设定差动保护电流阀值I_OP1、区域制动电流阀值I_res1及制动倍数值S；

3）当制动电流I_res<I_res1，差动电流I_OP≥I_OP1时,判定为区域内有短路故障发生，进行差动保护，输出保护指令到对应的保护执行单元进行保护动作；

4）当制动电流I_res≥I_res1，差动电流I_OP≥S|I_res|时，判定为区域内有短路故障发生，节点控制装置输出保护指令到对应的保护执行单元进行保护动作，同时数据送区域控制主机；

5）每次判别时，连续5个有效采样值超过设定的阀值才判定为区域内有短路故障发生。

本发明的有益效果在于：本发明一种船用网络型差动保护装置及差动保护输出确定方法，在船舶复杂供电网络结构形式和供电方式下，本发明装置实现三相短路和相间短路的精确测量、快速精确故障定位和快速故障隔离功能，完全实现选择性保护。

附图说明

图1为线路差动保护原理示意图；

图2为母排差动保护原理示意图；

图3为本发明差动保护实现原理框图；

图4为本发明节点控制装置原理框图；

图5为本发明船用网络型差动保护输出确定方法示意图；

图6为本发明实施例差动保护装置系统图。

具体实施方式

差动保护是指用引导线将输电线两端的电气量测量装置纵向连接起来，将两端的电气量进行比较，也可以对某保护区域的多个进出节点进行矢量求和，如果当流入该区域的电流等于流出该区域的电流时，认为其中没有短路故障，反之认为其中有故障，瞬时切除与之相关联的所有断路器，隔离故障区域。差动判别原理如图1，图2所示。测量支路“M”的支路电流增大为故障判别的依据。