CN111487504B - 一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流窜入直流故障快速保护方法，对于不接地或高阻接地系统，首先系统进行实时检测，确定故障极；其次，改变故障极与大地间的接入阻抗，诱使故障点与大地间产生交流电流；利用各回路的电流检测器件，检测产生的交流电流；若电流大于预设门槛，发出告警信号或驱动开断元件断开故障回路。对于直接接地或低阻接地系统，交流窜入直流回路时，交流电通过故障点、故障回路负极/正极与大地产生交流电流；利用各回路的电流检测器件，检测产生的交流电流；若电流大于预设门槛，发出告警信号或驱动开断元件断开故障回路。本发明可以快速检测到交流窜入故障，发出故障告警，自动切断故障回路，减少了工程量，提高了时效性和精确性。
Description
技术领域
本发明涉及直流故障保护方法，尤其涉及一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法。
背景技术
直流系统因其安全、可靠、经济、高效、易于接纳新能源和储能设备等优势，应用范围不断扩大。但是，直流配电系统在实际运行中也出现了一些问题，由于直流电和交流电组成了交直流混合配电网，会因各种原因使混合配电系统中交流电窜入直流电，造成直流电源和负载出现保护，进一步引起人身和安全事故，直流系统必须具备交流窜入直流快速保护功能。
现有的交流窜入直流故障可以通过查找仪来查找故障，但是查找仪的兼容性低和抗干扰能力差，成本高，而且对于接入直流母线上的任何导线都要查找，工程量大，时效性差，交流窜入直流故障难以分辨和精确查找，且无法实现快速跳闸切除故障回路，从根本上解决故障。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够快速检测交流窜入故障，发出故障告警或者驱动开断元件断开故障回路的直流系统交流窜入直流故障快速保护方法。
技术方案：一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法，应用于直流不接地或高阻接地系统，包括如下步骤：
步骤1.1：检测装置实时检测直流系统，当直流系统的正极/负极发生交流窜入直流故障时，确定故障极；所述故障极和大地之间预设有阻抗Z；
步骤1.2：当检测装置检测到交流窜入直流系统的正极/负极时，检测装置给出开关控制信号，控制开关导通，故障极和大地之间接入阻抗Z，诱使故障点和大地之间产生交流电流；
步骤1.3：利用预先安装在各直流回路的电流检测器件，检测步骤1.2产生的交流电流；
步骤1.4：当步骤1.3检测到的交流电流大于预设门槛时，发出故障告警信号或驱动开断元件断开故障回路。
进一步的，所述步骤1.2中，当直流系统的正极为故障极时，通过接入阻抗Z改变正极与大地之间的接入阻抗，故障点的交流电通过直流回路交流窜入点、直流回路正极、直流系统的正极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流。当直流系统的负极为故障极时，通过接入阻抗Z改变负极与大地之间的接入阻抗，故障点的交流电通过直流回路交流窜入点、直流回路负极、直流系统的负极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流。
优选的，步骤1.3中，所述电流检测器件为电磁线圈或电流传感器。
一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法，应用于直流直接接地或低阻接地系统，包括如下步骤：
步骤2.1：交流窜入直流回路时，交流电通过故障点、故障回路负极/正极与大地产生交流接地电流；
步骤2.2：利用预先安装在各直流回路的电流检测器件，检测步骤2.1中产生的交流接地电流；
步骤2.3：当步骤2.2中检测到的交流接地电流大于预设门槛时，发出故障告警信号或驱动开断元件断开故障回路。
进一步的，若直流系统工作在负极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电通过故障接入点、故障回路负极与大地产生交流接地电流；若直流系统工作在正极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电会通过故障接入点、故障回路正极与大地产生交流接地电流。
优选的，步骤2.2中，所述电流检测器件为电磁线圈或电流传感器。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、可以快速检测交流窜入故障，发出故障报警，自动切断故障回路，减少了工程量，提高了时效性和精确性；2、方法简单、成本低、可靠性高，易于推广等优点。
附图说明
图1为本发明的直流系统交流窜入直流故障快速保护方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种直流系统交流窜入直流故障的检测与快速保护方法，工作过程如下：
1、对于直流不接地或高阻接地系统：
首先，实时检测直流系统是否出现交流窜入故障；在直流不接地或高阻接地系统中，一般需要配置绝缘监察装置，部分绝缘监察装置具有交流窜入直流检测功能，但只能进行故障告警。当检测装置检测到某一极(正极或者负极)发生交流窜入直流故障后，确定此极为故障极。
其次，通过改变故障极与大地之间的接入阻抗，诱使故障点和大地之间产生交流电流，具体的：
正极、负极和大地之间预先安装有一定大小的阻抗Z。当检测到交流窜入直流系统某一极(正极或者负极)时，检测装置就会给出开关控制信号，控制开关导通，故障极和大地之间就会接入上述预先安装的阻抗Z。
当直流系统的正极为故障极时，交流电会通过直流回路交流窜入点、直流回路正极、直流系统的正极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流。
当直流系统的负极为故障极时，交流电会通过直流回路交流窜入点、直流回路负极、直流系统的负极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流。
系统中预先安装在直流系统各个回路的电磁线圈或电流传感器可以快速检测到上述故障回路产生的交流电流；当检测到的交流电流大于预设门槛时，发出告警信号或驱动故障回路开断元件断开，切断交流窜入直流的故障回路，实现交流窜入直流故障的快速保护功能。
2、对于直流直接接地或低阻接地系统：
直流系统的工作方式包括负极直接接地或低阻接地、正极直接接地或低阻接地。若直流系统工作在负极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电会通过故障接入点、故障回路负极与大地产生交流电流。若直流系统工作在正极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电会通过故障接入点、故障回路正极与大地产生交流电流。
(1)直流系统负极直接接地或低阻接地：
当交流电与直流回路负极相接时(或交流电与直流回路正极相接时)，交流电会通过直流回路交流窜入点、直流回路负极回到直流系统的负极(即大地)，产生交流电流。
(2)直流系统正极直接接地或低阻接地：
当交流电与直流回路负极相接时(或交流电与直流回路正极相接时)，交流电会通过交流窜入点、直流回路正极回到直流系统的正极(即大地)，产生交流电流。
系统中预先安装在直流系统各个回路的电磁线圈或电流传感器或其他器件可以快速检测到上述故障回路产生的交流电流；当检测到的交流电流大于预设门槛时，发出告警信号或驱动故障回路开断元件断开，切断交流窜入直流的故障回路，实现交流窜入直流故障的快速保护功能。
Claims (2)
1.一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法，其特征在于，应用于直流不接地或高阻接地系统，包括如下步骤：
步骤1.1：检测装置实时检测直流系统，当直流系统的正极/负极发生交流窜入直流故障时，确定故障极；所述故障极和大地之间预设有阻抗Z；
步骤1.2：当检测装置检测到交流窜入直流系统的正极/负极时，检测装置给出开关控制信号，控制开关导通，故障极和大地之间接入所述阻抗Z，诱使故障点和大地之间产生交流电流；当直流系统的正极为故障极时，通过接入所述阻抗Z改变正极与大地之间的接入阻抗，故障点的交流电通过直流回路交流窜入点、直流回路正极、直流系统的正极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流；当直流系统的负极为故障极时，通过接入所述阻抗Z改变负极与大地之间的接入阻抗，故障点的交流电通过直流回路交流窜入点、直流回路负极、直流系统的负极与大地之间的接入阻抗回到大地，产生交流电流；
步骤1.3：利用预先安装在各直流回路的电流检测器件，检测步骤1.2产生的交流电流；所述电流检测器件为电磁线圈或电流传感器；
步骤1.4：当步骤1.3检测到的交流电流大于预设门槛时，发出故障告警信号或驱动开断元件断开故障回路。
2.一种直流系统交流窜入直流故障快速保护方法，其特征在于，应用于直流直接接地或低阻接地系统，包括如下步骤：
步骤2.1：交流窜入直流回路时，交流电通过故障点、故障回路负极/正极与大地产生交流接地电流；
步骤2.2：利用预先安装在各直流回路的电流检测器件，检测步骤2.1中产生的交流接地电流；所述电流检测器件为电磁线圈或电流传感器；
步骤2.3：当步骤2.2中检测到的交流接地电流大于预设门槛时，发出故障告警信号或驱动开断元件断开故障回路；若直流系统工作在负极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电通过故障接入点、故障回路负极与大地产生交流接地电流；若直流系统工作在正极直接接地或低阻接地方式，当交流窜入直流回路的正极或负极时，交流电通过故障接入点、故障回路正极与大地产生交流接地电流。
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