[实用新型]基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置

说明书

本实用新型公开了一种基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置，直流母线与每条直流馈出支路之间均设有保护装置，保护装置包括单片机控制电路以及与单片机控制电路连接的电力电子断路器和故障检测电路，直流母线的输出端与电力电子断路器的输入端连接，电力电子断路器的输出端与对应的直流馈出支路连接，单片机控制电路控制信号输出端与电力电子断路器控制信号输入端连接；故障检测电路包括电压电流采样电路和接地故障检测电路。本实用新型直流电源主动式保护装置既能够及时发现变电站内直流系统的接地和短路故障，又能够精确定位出对应出故障的直流支路，还能够根据故障及时调整出输出到馈出支路的电压，从而提高了变电站直流电源系统工作的连续性、可靠性与安全性。

技术领域

本实用新型涉及一种基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置，属于电力自动化技术领域。

背景技术

对于变电站直流系统而言，由于各种原因，站内直流系统经常发生接地和短路等故障，站内直流系统的单点接地长时间运行是不允许的，如不及时处理，当另一极再发生接地故障就会造成直流系统短路，引起直流失电。

现有的直流系统接地故障的解决方法和故障定位技术存在许多不足之处：由于查找仪的抗干扰能力差，会造成接地故障的误报，对于接入直流母线上的任何导线都要查找，工程量大，无法实现接地故障的快速精确定位；另外，现在的直流系统基本依靠断路器、熔芯的被动跳闸和熔断保护，无法实现对直流故障的主动监测和主动保护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置，该直流电源主动式保护装置既能够及时发现变电站内直流系统的接地和短路故障，又能够精确定位出对应出故障的直流支路，还能够根据故障及时调整出输出到馈出支路的电压，从而提高了变电站直流电源系统工作的连续性、可靠性与安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置，直流母线(直流电源)与每条直流馈出支路之间均设有所述保护装置(各直流馈出支路之间相互并联)，所述保护装置包括单片机控制电路以及与单片机控制电路连接的电力电子断路器和故障检测电路，直流母线的输出端与电力电子断路器的输入端连接，电力电子断路器的输出端与对应的直流馈出支路连接，单片机控制电路控制信号输出端与电力电子断路器控制信号输入端连接；故障检测电路包括电压电流采样电路和接地故障检测电路。

其中，所述保护装置还包括故障报警电路，故障报警电路与单片机控制电路连接。

其中，电力电子断路器包括电压输入端Uin、电压输出端Uo、MOS管Q1～Q4、高频隔离变压器T、谐振电感Lr、输出电感L1以及整流二极管D1～D4，单片机的PWM1～PWM4的四个信号驱动端与电力电子断路器的四个MOS管Q1～Q4分别对应连接，PWM1～PWM4的四个信号驱动端控制MOS管Q1～Q4的导通和关断。

其中，单片机控制电路采用的单片机型号为STM32F101RBT，Ui为输入电压采样端口AN0，Uo为输出电压采样端口AN2，Io为输出电流采样端口AN1，AN5、AN6分别为直流馈出支路中直流正负母线对地电压采样口，PWM1～PWM4的四个信号驱动端与电力电子断路器的四个MOS管Q1～Q4分别对应连接。

上述基于故障定位的变电站用直流电源主动式保护装置的保护方法，具体包括如下步骤：

步骤1，通过电压电流采样电路采集直流馈出支路中直流母线的输出电压和电流，单片机对电压电流采样数据与电压电流设定值进行对比，根据对比结果进行短路故障的预测和判断；

步骤2，同时通过接地故障检测电路来采样直流馈出支路中正负母线对地电压，并将采样数据送到单片机进行数据处理和计算，根据计算结果进行正负母线接地故障的预测和判断；