[发明专利]一种用于变电站直流系统的支路保护装置及其保护方法

说明书

本发明公开了一种用于变电站直流系统的支路保护装置，所述支路保护装置串联在直流母线与直流馈出支路之间，所述支路保护装置包括单片机控制单元以及分别通过信号线与单片机控制单元连接的隔离型DC/DC变换器、静态切换开关、霍尔电流传感器、漏电流传感器和报警显示单元。本发明支路保护装置当检测到漏电流时，不仅能够发现故障并报警，而且还能在不断电的情形下实现对故障区与直流母线的隔离，解决了传统绝缘监察装置只能报警无法保护的问题；本发明支路保护装置当检测到支路发生短路故障时，通过静态开关实现负载的快速切断，切除时间在1毫秒以内，并且能够匹配多种不同电流等级负载，根据不同的负载调整该支路的短路电流保护值，从而解决了传统断路器整定值固定且切除动作慢的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种用于变电站直流系统的支路保护装置，还涉及上述支路保护装置对支路故障的保护方法。

背景技术

在变电站中，常采用直流系统为继电保护、控制、信号、计算机监控以及事故照明等负载供电。为了提高直流系统的供电可靠性，保证重要直流设备的安全运行，一般会采用相应的直流系统保护设备。现阶段常见的直流保护设备包括电流速断保护和绝缘监察等。电流速断保护多采用断路器热磁脱扣方式，但该装置短路电流保护值是个固定值，不能根据接的负载的不同而进行调整；绝缘监察能发现故障并报警，但需要人为干预后续处理，如若处理不及时，绝缘下降有可能演变为接地或短路故障。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中采用绝缘监察进行直流保护时只能发现漏电故障并报警，需要人为进行后续处理存在的处理效率差，保护可靠性差的问题，提供一种用于变电站直流系统的支路保护装置。本发明还提供上述支路保护装置对支路故障的保护方法。

技术方案：本发明所述的用于变电站直流系统的支路保护装置，所述支路保护装置串联在直流母线与直流馈出支路(负载)之间，所述支路保护装置包括单片机控制单元以及分别通过信号线与单片机控制单元连接的隔离型DC/DC变换器、静态切换开关、霍尔电流传感器、漏电流传感器和报警显示单元。

其中，所述静态切换开关包括两路并联输出的静态开关，一路静态开关的输入直接连接直流母线；另一路静态开关的输入经隔离型DC/DC变换器与直流母线连接。

其中，两路并联输出的静态开关为直连支路静态开关S1和隔离支路静态开关S2，静态开关S1和静态开关S2为MOS管或IGBT模块，静态开关S1和静态开关S2的驱动信号引自单片机控制单元的PWM输出引脚。

其中，所述隔离型DC/DC变换器采用全桥型拓扑结构，U_in为输入电压、U_o为输出电压，L₁为滤波电感，T为隔离型高频变压器，C₁、C₂为滤波电容，功率管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄为IGBT模块，整流二极管D₁、D₂、D₃、D₄为快恢复二极管。