[发明专利]环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法及装置

权利要求书

1.一种环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法，其特征在于，通过计算电缆两侧的高频功率，并在某电缆两侧的高频功率幅值都大于启动阈值时保护启动并进入故障识别与选极阶段；分别计算正负极电缆两侧高频功率相关系数并完成故障电缆的识别和故障极的选取；当判据成立后，判别出的故障极电缆两侧的直流断路器动作于跳闸；

所述的正负极电缆两侧高频功率相关系数其中：s为2ms时间窗内采样点总数；k为时间窗内采样点序号(k＝1,2,3,…,s)，从故障启动后开始计数，满时间窗后计算相关系数作为输出；ρ_mn表示电缆两侧高频功率的相关系数；当P_m(k)和P_n(k)同号时，0＜ρ_mn≤1，相关系数为正值；当它们异号时，-1≤ρ_mn＜0，相关系数为负值；当它们满足正比例线性关系时，有ρ_mn＝1成立；当它们满足负比例线性关系时，有ρ_mn＝-1成立。

2.根据权利要求1所述的环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法，其特征是，所述的故障电缆的识别和故障极的选取包括：区外故障、区内负极接地故障、区内双极短路故障和区内正极接地故障。

3.根据权利要求1所述的环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法，其特征是，所述的判据，包括故障启动判据、故障识别与选极判据。

4.根据权利要求3所述的环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法，其特征是，所述的故障启动判据是指：正常运行时保护安装处的高频功率几乎为0；仅故障发生后，故障启动判据：其中：|P_m(k)|和|P_n(k)|表示电缆m和n侧的高频功率的幅值；|P_set|为设定的启动阈值，当电缆两侧高频功率的幅值均大于设定阈值时，保护启动，并进入故障识别与选极阶段。

5.根据权利要求3所述的环型直流船舶配电网暂态高频功率保护方法，其特征是，所述的故障识别与选极判据是指：分别计算正极电缆两侧高频功率的相关系数和负极电缆两侧高频功率的相关系数故障识别与选极判据为：其中：ρ_set为设定的相关系数阈值。

6.一种实现权利要求1～5中任一所述方法的环型直流船舶配电网暂态高频功率保护系统，其特征在于，包括：

用于实时测取电缆两端的直流母线电压的电压互感器单元、用于实时测取直流母线流向电缆的电流的电流互感器单元、分别与电压互感器单元和电流互感器单元相连的高频电压与高频电流测取单元，该高频电压与高频电流测取单元用于实时提取电缆两侧的高频电压幅值和相角以及高频电流幅值和相角；

互相连接构成环路的用于实时计算电缆两侧的高频功率计算单元、用于计算电缆两侧高频功率在故障后2ms时间窗内的相关系数的相关系数计算单元、用于故障发生后保护算法的快速启动的故障启动逻辑单元以及用于故障电缆的快速准确识别和故障极的可靠判别的故障识别与选极逻辑单元；

依次连接的直流断路器单元、继电器单元和直流灭弧单元，继电器单元根据故障判别结果，向相应的直流断路器发跳闸信号；直流断路器单元采用固态开关，用于快速断开故障电缆的短路电流，实现故障区段的及时隔离；直流灭弧单元用于直流断路器动作瞬间的快速灭弧。