CN113097978A - 一种并联直流电源系统母线故障判别方法 - Google Patents

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肖宁
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Abstract

本发明公开了一种并联直流电源系统母线故障判别方法，该方法包括以下步骤：步骤一：在直流馈线支路增加一组霍尔元件，采集各支路流经的直流电源；步骤二：采集各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流以及各馈线的流经电流；步骤三：将各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流与各馈线霍尔元件采集的电流进行差值分析；步骤四：根据差值大小判断直流母线有无故障。本发明能够实现直流母线故障的快速判别，判别精确，解决了现有并联直流电源系统无法识别母线故障的难题。

Description

一种并联直流电源系统母线故障判别方法
技术领域
本发明涉及并联直流电源系统母线故障判别技术领域，具体涉及一种并联直流电源系统母线故障判别方法。
背景技术
目前并联直流电源系统中，DC/DC变换器与直流母线通过接触器直接连接，中间无开关等保护元器件，若直流母线故障，无法及时发送故障信号，只能等待故障升级，DC/DC模块闭锁，发送模块闭锁信号，由工作人员切除故障后恢复送电。由于并联直流电源系统是直流电源系统的一种新型技术方案，目前对直流母线故障无相关识别方法，更无法在直流母线故障的情况下发送故障告警信号，通知运维人员进行故障处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种并联直流电源系统母线故障判别方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明采取的技术方案为：一种并联直流电源系统母线故障判别方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在直流馈线支路增加一组霍尔元件，采集各支路流经的直流电源；
步骤二：采集各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流以及各馈线的流经电流；
步骤三：将各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流与各馈线霍尔元件采集的电流进行差值分析；
步骤四：根据差值大小判断直流母线有无故障。
步骤三中差值计算公式为：
Figure BDA0003009429530000021
式中：
Figure BDA0003009429530000022
为并联直流电源系统各馈线霍尔元件采集的电流与各DC/DC模块输出的电流、AC/DC输出的电流进行差值；
Figure BDA0003009429530000023
为第1路DC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000024
为第n路DC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000025
为AC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000026
为流经第1路馈线的电流；
Figure BDA0003009429530000027
为流经第n路馈线的电流。
若
Figure BDA0003009429530000028
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间无故障电流，则判断直流母线无故障；若
Figure BDA0003009429530000029
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间有故障电流，则判断直流母线有故障。
并联直流电源系统为：蓄电池通过DC/DC升压模块，电压升至直流母线电压，交流进线通过AC/DC模块，将交流电源转换成直流电源，与直流母线相连，两者共同作为直流负荷的电源。
并联直流电源系统负荷由各直流馈线供电，各馈线直流电流之和即为直流负载的总电流。
流向直流母线的直流之和与流出直流母线的电源之和相等，故各DC/DC、AC/DC流出总电流与各馈线直流电流之差为故障电流。
步骤四中若直流母线有故障，发送直流母线故障信号至集控中心。
本发明的有益效果：本发明解决了现有并联直流电源系统无法识别母线故障的难题，在识别母线故障后，发送故障信号至集控中心，通知运维人员及时对母线故障进行处理，防止母线故障时无人知晓，导致故障持续扩大，引发重大事故事件。
附图说明
图1是并联直流电源系统主接线图。
图2是直流母线发生故障电流回路图。
图3是馈线开关故障电流回路图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-3所示，一种并联直流电源系统母线故障判别方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：在直流馈线支路增加一组霍尔元件，采集各支路流经的直流电源；
步骤二：采集各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流以及各馈线的流经电流；
步骤三：将各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流与各馈线霍尔元件采集的电流进行差值分析；差值计算公式为：
Figure BDA0003009429530000031
式中：
Figure BDA0003009429530000032
为并联直流电源系统各馈线霍尔元件采集的电流与各DC/DC模块输出的电流、AC/DC输出的电流进行差值；
Figure BDA0003009429530000033
为第1路DC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000034
为第n路DC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000035
为AC/DC模块的输出电流；
Figure BDA0003009429530000041
为流经第1路馈线的电流；
Figure BDA0003009429530000042
为流经第n路馈线的电流；
步骤四：根据差值大小判断直流母线有无故障：若
Figure BDA0003009429530000043
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间无故障电流，则判断直流母线无故障；若
Figure BDA0003009429530000044
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间有故障电流，则判断直流母线有故障，发送直流母线故障信号至集控中心。
并联直流电源系统为：蓄电池通过DC/DC升压模块，电压升至直流母线电压，交流进线通过AC/DC模块，将交流电源转换成直流电源，与直流母线相连，两者共同作为直流负荷的电源。并联直流电源系统负荷由各直流馈线供电，各馈线直流电流之和即为直流负载的总电流。流向直流母线的直流之和与流出直流母线的电源之和相等，故各DC/DC、AC/DC流出总电流与各馈线直流电流之差为故障电流。
故障原理分析：
并联直流电源系统主接线图如图1所示。
蓄电池通过DC/DC升压模块，电压升至直流母线电压，交流进线通过AC/DC模块，将交流电源转换成直流电源，与直流母线相连，两者共同作为直流负荷的电源，为站用直流电源系统提供可靠的电源点。
若直流母线发生故障，故障电流回路如图2所示。
此时各DC/DC模块输出的电流、AC/DC输出的电流与各馈线霍尔元件采集的电流差额为故障电流，即：
Figure BDA0003009429530000045
由于故障点电流大于0，故i＞0。
若S1馈线开关下端故障，故障电流回路如图3所示。
由于故障点位于霍尔元件下端，所以故障电流会流经霍尔元件，与负载电流一起被霍尔元件采集到，故：
Figure BDA0003009429530000051
即：
Figure BDA0003009429530000052
所以，
若
Figure BDA0003009429530000053
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间无故障电流，则判断直流母线无故障；
若
Figure BDA0003009429530000054
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间有故障电流，则判断直流母线有故障。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：在直流馈线支路增加一组霍尔元件，采集各支路流经的直流电源；
步骤二：采集各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流；
步骤三：将各DC/DC模块的输出电流、AC/DC的输出电流与各馈线霍尔元件采集的电流进行差值分析；
步骤四：根据差值大小判断直流母线有无故障。
2.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：在每条直流馈线支路增加一组霍尔元件，采集流经支路的直流电流。
3.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：步骤三中差值计算公式为：
Figure FDA0003009429520000011
式中：
Figure FDA0003009429520000012
为并联直流电源系统各馈线霍尔元件采集的电流与各DC/DC模块输出的电流、AC/DC输出的电流进行差值；
Figure FDA0003009429520000013
为第1路DC/DC模块的输出电流；
Figure FDA0003009429520000014
为第n路DC/DC模块的输出电流；
Figure FDA0003009429520000015
为AC/DC模块的输出电流；
Figure FDA0003009429520000016
为流经第1路馈线的电流；
Figure FDA0003009429520000017
为流经第n路馈线的电流。
4.根据权利要求3所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：若
Figure FDA0003009429520000021
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间无故障电流，则判断直流母线无故障；若
Figure FDA0003009429520000022
则DC/DC变换器出口至馈线开关霍尔元件中间有故障电流，则判断直流母线有故障。
5.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：并联直流电源系统为：蓄电池通过DC/DC升压模块，电压升至直流母线电压，交流进线通过AC/DC模块，将交流电源转换成直流电源，与直流母线相连，两者共同作为直流负荷的电源。
6.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：并联直流电源系统负荷由各直流馈线供电，各馈线直流电流之和即为直流负载的总电流。
7.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：流向直流母线的直流之和与流出直流母线的电源之和相等，故各DC/DC、AC/DC流出总电流与各馈线直流电流之差为故障电流。
8.根据权利要求1所述的一种并联直流电源系统母线故障判别方法，其特征在于：步骤三中若直流母线有故障，发送直流母线故障信号至集控中心。
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