[发明专利]直流变换器过流保护方法

说明书

本发明涉及电力电子化电力系统领域，公开了一种直流变换器过流保护方法，包括以下步骤：根据元件选型过程中的设计裕量，设定直流变换器输出电流瞬时保护值，明确系统对直流变换器的过载、故障限流指标要求，确定直流变换器稳态输出的电压‑电流特性，并拟合功率与维持时间之间的数学关系，依正常、过载、故障限流、瞬时过流四种工况形成保护方案。本发明直流变换器过流保护方法，充分考虑系统选择性保护的需求，与系统其他保护元件或装置协调配合，实现直流变换器在正常、过载、故障限流、瞬时过流工况下完备的过流保护功能，提高电力电子化配电网络的供电连续性。

技术领域

本发明涉及电力电子化电力系统领域，具体涉及一种直流变换器过流保护方法。

背景技术

在直流配电网中，直流变换器作为主要的电源设备，在短路、过载等极端工况下需要在保证设备自身安全地同时，具备完善的过流保护功能，以协调配合断路器、熔断器等系统中的其他保护元件或装置实现选择性保护。

但由于直流变换器内部的主电路以功率半导体器件为主，而功率半导体器件本身的物理特性决定其在安全工作区以外的过载能力较差，过流、过压等极端工作条件下极易导致功率半导体器件的损坏或驱动保护电路动作，此时直流变换器将立即停机。而传统电力电子装置的过流保护方法仅考虑装置内部元件安全，难以实现与系统其他保护元件或装置的协调配合，可能会引起大面积失电，进而影响网络的供电连续性。

因此，急需一种过流保护方法，不仅考虑装置内部的元件安全，还能够充分考虑系统选择性保护的需求，与系统其他保护元件或装置协调配合，实现直流变换器瞬时过流、过载反时限、短路限流等完备的过流保护功能，提高电力电子化配电网络的供电连续性。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种直流变换器过流保护方法，够充分考虑系统选择性保护的需求，与系统其他保护元件或装置协调配合，实现直流变换器在正常、过载、故障限流、瞬时过流工况下完备的过流保护功能，提高电力电子化配电网络的供电连续性。

为实现上述目的，本发明所设计的直流变换器过流保护方法，包括以下步骤：

A.根据元件选型过程中的预设值，设定直流变换器额定电压v_e、额定电流i_e、额定功率p_e、输出电流瞬时保护值i_h；

B.根据系统对所述直流变换器的过载指标要求，设定输出电流阈值i₁、输出功率阈值p₁，根据系统对所述直流变换器的故障限流指标要求，设定短路电流i₂、短路时间t₂，其中i₁<i₂；

C.根据系统对所述直流变换器的过载、故障限流指标要求，确定所述直流变换器稳态输出的电压-电流特性；

D.根据过载指标要求，拟合输出功率p_o与维持时间t之间的数学关系，记为t×Poutsec(p_o)＝1，其中Poutsec(p_o)是关于p_o的多项式；