CN117175514A - 中压直流非对称式双向保护装置及沿输电线汇流的直流电网 - Google Patents
中压直流非对称式双向保护装置及沿输电线汇流的直流电网 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于直流电网技术领域，公开了一种非对称式双向直流保护装置及双向型直流电网拓扑结构，所述的非对称式双向直流保护装置并联设置有非对称结构的直流逆止阀组和馈出断路开关，非对称式双向直流保护装置的输入端通过直流变压器与发电机组连接，且非对称式双向直流保护装置的输出端与中压直流母线连接；所述的双向型直流电网拓扑结构包括中压直流母线、若干双向功率流通的发电支线和若干用电支线；每条发电支线串联设置有若干T型非对称式双向直流保护装置和一个一型非对称式双向直流保护装置。本发明解决了现有技术存在的短路引发电网电压大幅跌落导致的微电网设备发生故障停机和生产损失，以及在启动前需要对发电机组的辅机进行供电的问题。
Description
技术领域
本发明属于直流电网技术领域，具体涉及一种非对称式双向直流保护装置及双向型直流电网拓扑结构。
背景技术
直流电网是由直流构成的微电网，是未来智能配用电系统的重要组成部分，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网，直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。
直流电网，尤其是中压直流电网，多采用带有机械触点的保护装置，在发生短路时，电压将跌落至不足10%，时间长达2ms以上。对于很多敏感的微电网设备，2ms的超低电压过程可能造成故障停机和生产损失。对于离网型微电网，2ms的超低电压过程可能导致电网崩溃。
现有技术中采用双向型中压直流断路器对发电设备进行短路保护，造价非常昂贵，并且很多发电设备，如风力发电机组，在启动前需要对其辅机进行供电，如控制器、油泵、散热风机等。
发明内容
为了解决现有技术存在的保护装置造价高、短路引发电网电压大幅跌落导致的微电网设备发生故障停机和生产损失，以及在启动前需要对发电机组的辅机进行供电的问题，本发明目的在于提供一种非对称式双向直流保护装置及双向型直流电网拓扑结构。
本发明所采用的技术方案为：一种非对称式双向直流保护装置，非对称式双向直流保护装置并联设置有非对称结构的直流逆止阀组和馈出断路开关，非对称式双向直流保护装置的输入端通过直流变压器与发电机组连接，且非对称式双向直流保护装置的输出端与中压直流母线连接。
进一步地，非对称式双向直流保护装置分为T型非对称式双向直流保护装置和一型非对称式双向直流保护装置，T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口和第二输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，且T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接，一型非对称式双向直流保护装置的输入端口通过直流变压器与发电机组连接，且一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接。
进一步地，T型非对称式双向直流保护装置的内部设置有T型非对称式双向直流保护电路，T型非对称式双向直流保护电路包括第一正极直流逆止阀组、第一正极馈出断路开关、第一负极直流逆止阀组以及第一负极馈出断路开关，第一正/负极直流逆止阀组与对应的第一正/负极馈出断路开关反向并联设置，第一正极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与同一个发电机组的负极连接，第一正极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第一正极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
进一步地，T型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第一检修隔离开关、第一隔离接触器、第二检修隔离开关、第二隔离接触器、第三检修隔离开关以及第三隔离接触器，第一检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与一个发电机组的正极连接，第一检修隔离开关的第一刀的第二端与第一隔离接触器的第一刀的第一端连接，第一检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第一检修隔离开关的第二刀的第二端与第一隔离接触器的第二刀的第一端连接，第一隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输入端连接，且第一隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输出端连接。
第二检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与一个发电机组的正极连接，第二检修隔离开关的第一刀的第二端与第二隔离接触器的第一刀的第一端连接，第二检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第二检修隔离开关的第二刀的第二端与第二隔离接触器的第二刀的第一端连接，第二隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输出端连接，且第二隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输入端连接。
第三隔离接触器的第一刀的第一端与第一正极直流逆止阀组的输出端连接，隔离接触器的第一刀的第二端与第三检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第三隔离接触器的第二刀的第一端与第一负极直流逆止阀组的输入端连接，且第三隔离接触器的第二刀的第二端与第三检修隔离开关的第二刀的第一端连接，第三检修隔离开关的第一刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，且第三检修隔离开关的第二刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
进一步地，一型非对称式双向直流保护装置的内部设置有一型非对称式双向直流保护电路，一型非对称式双向直流保护电路包括第二正极直流逆止阀组、第二正极馈出断路开关、第二负极直流逆止阀组以及第二负极馈出断路开关，第二正/负极直流逆止阀组与对应的第二正/负极馈出断路开关反向并联设置，第二正极直流逆止阀组的输入端通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口与一个发电机组的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输出端通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第二正极直流逆止阀组的输出端通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输入端通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
进一步地，一型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第四检修隔离开关和第四隔离接触器，第四隔离接触器的第一刀的第一端与第二正极直流逆止阀组的输出端连接，第四隔离接触器的第一刀的第二端与第四检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第四隔离接触器的第二刀的第一端与第二负极直流逆止阀组的输入端连接，且第四隔离接触器的第二刀的第二端与第四检修隔离开关的第二刀的第一端连接，第四检修隔离开关的第一刀的第二端与中压直流母线的正极连接，且第四检修隔离开关的第二刀的第二端与中压直流母线的负极连接。
进一步地，第一/二正极直流逆止阀组的结构相同，均包括若干串联设置的正极二极管，位于首端的正极二极管的输入端作为第一/二正极直流逆止阀组的输入端，位于末端的正极二极管的输出端作为第一/二正极直流逆止阀组的输出端；第一/二负极直流逆止阀组的结构相同，包括若干串联设置的负极二极管，位于首端的负极二极管的输出端作为第一/二负极直流逆止阀组的输出端，位于末端的负极二极管的输入端作为第一/二负极直流逆止阀组的输入端；正/负极二极管的两端均并联设置有静态均压子电路和过压抑制子电路。
进一步地，第一/二正极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的若干正极IGBT晶体管和正极限流电抗，位于首端的正极IGBT晶体管的发射极作为第一/二正极馈出断路开关的输出端，位于末端的正极IGBT晶体管的集电极与正极限流电抗的输出端连接，正极限流电抗的输入端作为第一/二正极馈出断路开关的输入端；第一/二负极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的若干负极IGBT晶体管和负极限流电抗，位于首端的负极IGBT晶体管的集电极作为第一/二负极馈出断路开关的输入端，位于末端的负极IGBT晶体管的发射极与负极限流电抗的输入端连接，负极限流电抗的输出端作为第一/二负极馈出断路开关的输出端；正/负极IGBT晶体管的两端均并联设置有反向续流二极管、静态均压子电路、过压抑制子电路以及能量吸收子电路。
进一步地，过压抑制子电路包括串联设置的过压抑制电阻和过压抑制电容，过压抑制电阻远离过压抑制电容的该端与正/负极二极管的输入端连接，过压抑制电容远离过压抑制电阻的该端与对应的正/负极二极管的输出端连接；静态均压子电路包括串联设置的至少一个的均压电阻；能量吸收子电路包括串联设置的至少一个的压敏电阻。
一种双向型直流电网拓扑结构，基于非对称式双向直流保护装置，包括中压直流母线、若干双向功率流通的发电支线和若干用电支线，每条发电支线的输入端与发电机组连接，且每条发电支线的输出端与中压直流母线连接，每条用电支线的输入端与中压直流母线连接，且每条用电支线的输出端与用电设备连接。
每条发电支线串联设置有若干T型非对称式双向直流保护装置和一个一型非对称式双向直流保护装置，所有T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，位于首端的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，位于中间位置的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与上一级的T型非对称式双向直流保护装置的输出端口连接，位于末端的T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与一型非对称式双向直流保护装置的输入端口连接，且一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接。
本发明的有益效果为：本发明在发电机组侧设置有T型非对称式双向直流保护装置和一型非对称式双向直流保护装置，使用非对称双向保护，在线路中间某个位置发生短路时，能够有效阻断短路电流，并最大限度减少短路造成的退出运行的设备数量，用较低的造价实现沿输电线汇集的非对称保护，保证了直流电网内的设备运行的安全性、可靠性以及稳定性，并且产生单向小电流为辅机提供电源。
本发明的其他有益效果将在具体实施方式中进一步进行说明。
图1是本发明中T型非对称式双向直流保护装置的电路图。
图2是本发明中一型非对称式双向直流保护装置的电路图。
图3是本发明中双向型直流电网拓扑结构的示意图。
具体实施方式：下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例1：如图1所示，本实施例提供一种非对称式双向直流保护装置，非对称式双向直流保护装置并联设置有非对称结构的直流逆止阀组和馈出断路开关，非对称式双向直流保护装置的输入端通过直流变压器与一个发电机组连接，且非对称式双向直流保护装置的输出端与中压直流母线连接。
作为优选，非对称式双向直流保护装置为T型非对称式双向直流保护装置，T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口P1和第二输入端口P2均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，且T型非对称式双向直流保护装置的输出端口P3与中压直流母线连接。
作为优选，T型非对称式双向直流保护装置的内部设置有T型非对称式双向直流保护电路，T型非对称式双向直流保护电路包括第一正极直流逆止阀组、第一正极馈出断路开关、第一负极直流逆止阀组以及第一负极馈出断路开关，第一正/负极直流逆止阀组与对应的第一正/负极馈出断路开关反向并联设置，第一正极直流逆止阀组的输入端p1-1通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口P1与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输出端p2-2通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口P1与同一个发电机组的负极连接，第一正极直流逆止阀组的输出端p1-2通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口P2与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端p2-1通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口P2与同一个发电机组的负极连接，且第一正极直流逆止阀组的输出端p1-2通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口P3与中压直流母线的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端p2-1通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口P3与中压直流母线的负极连接；一般的，直流逆止阀组的造价远低于相同额定电流的馈出断路开关，因此本实施例中，在大电流的发电电流方向上，选用额定电流为全电流的直流逆止阀组进行保护，在小功率的辅机供电电流方向上，选用额定电流为较小电流的馈出断路开关进行保护，降低了系统整体造价；当线路上发生短路时，额定电流较小的馈出断路开关内集成的小电流、大电感值的限流电抗可以将短路电流限制在该馈出断路开关可以分断的较小数值内，并进行可靠分断，与此同时，并联于小电流馈出断路开关上的大电流直流逆止阀组因承受反向电压而自然截止，二者共同的效果是实现对线路上发生的短路故障进行快速阻断，阻止直流电网向短路点注入短路电流，避免因短路电流超限发生恶性事故，在保证保护装置的保护特性的同时，降低了造价和损耗。
作为优选，T型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第一检修隔离开关QS1、第一隔离接触器KM1、第二检修隔离开关QS2、第二隔离接触器KM2、第三检修隔离开关QS3以及第三隔离接触器KM3，第一检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口P1与一个发电机组的正极连接，第一检修隔离开关的第一刀的第二端与第一隔离接触器的第一刀的第一端连接，第一检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口P1与同一个发电机组的负极连接，且第一检修隔离开关的第二刀的第二端与第一隔离接触器的第二刀的第一端连接，第一隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输入端p1-1连接，且第一隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输出端p2-2连接。
第二检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口P2与一个发电机组的正极连接，第二检修隔离开关的第一刀的第二端与第二隔离接触器的第一刀的第一端连接，第二检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口P2与同一个发电机组的负极连接，且第二检修隔离开关的第二刀的第二端与第二隔离接触器的第二刀的第一端连接，第二隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输出端p1-2连接，且第二隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输入端p2-1连接。
第三隔离接触器的第一刀的第一端与第一正极直流逆止阀组的输出端p1-2连接，隔离接触器的第一刀的第二端与第三检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第三隔离接触器的第二刀的第一端与第一负极直流逆止阀组的输入端p2-1连接，且第三隔离接触器的第二刀的第二端与第三检修隔离开关的第二刀的第一端连接，第三检修隔离开关的第一刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口P3与中压直流母线的正极连接，且第三检修隔离开关的第二刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口P3与中压直流母线的负极连接。
实施例2：如图2所示，本实施例提供一种非对称式双向直流保护装置，非对称式双向直流保护装置为一型非对称式双向直流保护装置，一型非对称式双向直流保护装置的输入端口P4通过直流变压器与一个发电机组连接，且一型非对称式双向直流保护装置的输出端口P5与中压直流母线连接。
作为优选，一型非对称式双向直流保护装置的内部设置有一型非对称式双向直流保护电路，一型非对称式双向直流保护电路包括第二正极直流逆止阀组、第二正极馈出断路开关、第二负极直流逆止阀组以及第二负极馈出断路开关，第二正/负极直流逆止阀组与对应的第二正/负极馈出断路开关反向并联设置，第二正极直流逆止阀组的输入端p3-1通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口P4与一个发电机组的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输出端p4-2通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口P4与同一个发电机组的负极连接，且第二正极直流逆止阀组的输出端p3-2通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口P5与中压直流母线的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输入端p4-1通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口P5与中压直流母线的负极连接；本实施例中，在发电电流方向上使用了全电流的直流逆止阀组，提高了直流电网的安全性，在反方向上，使用第二正极馈出断路开关和第二负极馈出断路开关以较小额定电流向发电设备的辅机供电。一型非对称式双向直流保护装置的硬件成本低，避免了昂贵的直流断路器的使用，同时一型非对称式双向直流保护装置维修简单，元器件的更换方便，提高了检修效率，避免了直流电网长时间停机，在保证保护装置的保护特性的同时，降低了造价和损耗。
作为优选，一型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第四检修隔离开关QS4和第四隔离接触器KM4，第四隔离接触器的第一刀的第一端与第二正极直流逆止阀组的输出端连p3-2接，第四隔离接触器的第一刀的第二端与第四检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第四隔离接触器的第二刀的第一端与第二负极直流逆止阀组的输入端p4-1连接，且第四隔离接触器的第二刀的第二端与第四检修隔离开关的第二刀的第一端连接，第四检修隔离开关的第一刀的第二端与中压直流母线的正极连接，且第四检修隔离开关的第二刀的第二端与中压直流母线的负极连接。
作为优选，第一/二正极直流逆止阀组的结构相同，均包括五个串联设置的正极二极管，位于首端的正极二极管的输入端作为第一/二正极直流逆止阀组的输入端p1-1/p3-1，位于末端的正极二极管的输出端作为第一/二正极直流逆止阀组的输出端p1-2/p3-2；第一/二负极直流逆止阀组的结构相同，包括五个串联设置的负极二极管，位于首端的负极二极管的输出端作为第一/二负极直流逆止阀组的输出端p2-2/p4-2，位于末端的负极二极管的输入端作为第一/二负极直流逆止阀组的输入端p2-1/p4-1；正/负极二极管的两端均并联设置有静态均压子电路和过压抑制子电路。
作为优选，第一/二正极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的五个正极IGBT晶体管和一个正极限流电抗，位于首端的正极IGBT晶体管的发射极作为第一/二正极馈出断路开关的输出端q1-2/q3-2，位于末端的正极IGBT晶体管的集电极与正极限流电抗的输出端连接，正极限流电抗的输入端作为第一/二正极馈出断路开关的输入端q1-1/q3-1；第一/二负极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的五个负极IGBT晶体管和一个负极限流电抗，位于首端的负极IGBT晶体管的集电极作为第一/二负极馈出断路开关的输入端q2-1/q4-1，位于末端的负极IGBT晶体管的发射极与负极限流电抗的输入端连接，负极限流电抗的输出端作为第一/二负极馈出断路开关的输出端q2-2/q4-2；正/负极IGBT晶体管的两端均并联设置有反向续流二极管、静态均压子电路、过压抑制子电路以及能量吸收子电路。
作为优选，过压抑制子电路包括串联设置的过压抑制电阻和过压抑制电容，过压抑制电阻远离过压抑制电容的该端与正/负极二极管的输入端连接，过压抑制电容远离过压抑制电阻的该端与对应的正/负极二极管的输出端连接；在实际应用中，过压抑制电阻和过压抑制电容的连接次序并不影响其功能，本实施例提供的连接次序仅为示例；静态均压子电路包括一个均压电阻；能量吸收子电路包括一个压敏电阻。
实施例3：如图3所示，本实施例提供一种双向型直流电网拓扑结构，基于非对称式双向直流保护装置，包括20kV的中压直流母线（±10kV）、两条双向功率流通的发电支线和两条用电支线，每条发电支线的输入端与发电机组连接，且每条发电支线的输出端与中压直流母线连接，每条用电支线的输入端与中压直流母线连接，且每条用电支线的输出端与用电设备连接。
每条发电支线串联设置有两个T型非对称式双向直流保护装置（U1、U2、U4、U5）和一个一型非对称式双向直流保护装置（U3、U6），图中的装置仅为示意，不代表真实的装置结构，所有T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，位于首端的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口均一一对应地通过直流变压器（T1-T6）与一个发电机组（X1-X6）连接，位于末端的T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与一型非对称式双向直流保护装置的输入端口连接，且一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接。
每条用电支线设置有馈出保护装置（U7、U8）、直流变压器（T7-T8）和用电设备（Y1、Y2），本实施例的用电设备为制氢电解槽，中压直流母线的直流电通过馈出保护装置、直流变压器向制氢电解槽供电。
本实施例中，在发电阶段，采用5MW风力发电机组产生交流电，当发电功率超过辅机用电功率时，经过双向直流变压器转换为直流电输入T型非对称式双向直流保护装置，T型非对称式双向直流保护装置对两个风力发电机组发出的直流电进行汇集，经过一型非对称式双向直流保护装置输入中压直流母线，实现单向的发电功率传输，并且在发电机组启动阶段和待机阶段，T型非对称式双向直流保护装置和一型非对称式双向直流保护装置均提供反向的小电流通路，为风力发电机组的辅机进行供电。
本发明在发电机组侧设置有T型非对称式双向直流保护装置和一型非对称式双向直流保护装置，使用非对称双向保护，在线路中间某个位置发生短路时，能够有效阻断短路电流，并最大限度减少短路造成的退出运行的设备数量，用较低的造价实现沿输电线汇集的非对称保护，保证了直流电网内的设备运行的安全性、可靠性以及稳定性，并且产生单向小电流为辅机提供电源。
作为优选，T型非对称式双向直流保护电路的第一正/负极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与上一级汇流线路的正/负极连接，第一正/负极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口一一对应地与一个发电机组连接，且第一正/负极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与下一级传输线路的正/负极连接。
作为优选，T型非对称式双向直流保护装置的第一检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与上一级汇流线路的正极连接，第一检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与上一级汇流线路的负极连接；第二检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与一个发电机组的正极连接，第二检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与同一个发电机组的负极连接；第三检修隔离开关的第一刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与下一级传输线路的正极连接，且第三检修隔离开关的第二刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与下一级传输线路的负极连接。
若当前T型非对称式双向直流保护装置位于串联结构的首端，则其第一检修隔离开关QS1的上一级汇流线路连接发电机组，其第三检修隔离开关QS3的下一级传输线路连接下一级T型非对称式双向直流保护装置，若当前T型非对称式双向直流保护装置位于串联结构的中间，则其第一检修隔离开关QS1的上一级汇流线路连接上一级的T型非对称式双向直流保护装置，其第三检修隔离开关QS3的下一级传输线路连接下一级T型非对称式双向直流保护装置，若当前T型非对称式双向直流保护装置位于串联结构的末端，则其第一检修隔离开关QS1的上一级汇流线路连接上一级的T型非对称式双向直流保护装置，其第三检修隔离开关QS3的下一级传输线路连接中压直流母线。
作为优选，如图3所示，一型非对称式双向直流保护装置的内部设置有一型非对称式双向直流保护电路，一型非对称式双向直流保护电路的第二正/负极直流逆止阀组的输入端通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口与上一级的T型非对称式双向直流保护装置的正/负极连接，工作原理类似T型非对称式双向直流保护装置。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (10)
1.一种非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的非对称式双向直流保护装置并联设置有非对称结构的直流逆止阀组和馈出断路开关，非对称式双向直流保护装置的输入端通过直流变压器与发电机组连接，且非对称式双向直流保护装置的输出端与中压直流母线连接。
2.根据权利要求1所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的非对称式双向直流保护装置分为T型非对称式双向直流保护装置和一型非对称式双向直流保护装置，所述的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口和第二输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，且T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接，所述的一型非对称式双向直流保护装置的输入端口通过直流变压器与发电机组连接，且一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接。
3.根据权利要求2所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的T型非对称式双向直流保护装置的内部设置有T型非对称式双向直流保护电路，所述的T型非对称式双向直流保护电路包括第一正极直流逆止阀组、第一正极馈出断路开关、第一负极直流逆止阀组以及第一负极馈出断路开关，所述的第一正/负极直流逆止阀组与对应的第一正/负极馈出断路开关反向并联设置，第一正极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与同一个发电机组的负极连接，第一正极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与一个发电机组的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第一正极直流逆止阀组的输出端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，第一负极直流逆止阀组的输入端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
4.根据权利要求3所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的T型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第一检修隔离开关、第一隔离接触器、第二检修隔离开关、第二隔离接触器、第三检修隔离开关以及第三隔离接触器，所述的第一检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与一个发电机组的正极连接，第一检修隔离开关的第一刀的第二端与第一隔离接触器的第一刀的第一端连接，第一检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第一检修隔离开关的第二刀的第二端与第一隔离接触器的第二刀的第一端连接，所述的第一隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输入端连接，且第一隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输出端连接；所述的第二检修隔离开关的第一刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与一个发电机组的正极连接，第二检修隔离开关的第一刀的第二端与第二隔离接触器的第一刀的第一端连接，第二检修隔离开关的第二刀的第一端通过T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第二检修隔离开关的第二刀的第二端与第二隔离接触器的第二刀的第一端连接，所述的第二隔离接触器的第一刀的第二端与第一正极直流逆止阀组的输出端连接，且第二隔离接触器的第二刀的第二端与第一负极直流逆止阀组的输入端连接；所述的第三隔离接触器的第一刀的第一端与第一正极直流逆止阀组的输出端连接，隔离接触器的第一刀的第二端与第三检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第三隔离接触器的第二刀的第一端与第一负极直流逆止阀组的输入端连接，且第三隔离接触器的第二刀的第二端与第三检修隔离开关的第二刀的第一端连接，所述的第三检修隔离开关的第一刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，且第三检修隔离开关的第二刀的第二端通过T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
5.根据权利要求4所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的一型非对称式双向直流保护装置的内部设置有一型非对称式双向直流保护电路，所述的一型非对称式双向直流保护电路包括第二正极直流逆止阀组、第二正极馈出断路开关、第二负极直流逆止阀组以及第二负极馈出断路开关，所述的第二正/负极直流逆止阀组与对应的第二正/负极馈出断路开关反向并联设置，第二正极直流逆止阀组的输入端通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口与一个发电机组的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输出端通过一型非对称式双向直流保护装置的输入端口与同一个发电机组的负极连接，且第二正极直流逆止阀组的输出端通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的正极连接，第二负极直流逆止阀组的输入端通过一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线的负极连接。
6.根据权利要求5所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的一型非对称式双向直流保护装置还设置有均为双刀单掷结构的第四检修隔离开关和第四隔离接触器，所述的第四隔离接触器的第一刀的第一端与第二正极直流逆止阀组的输出端连接，第四隔离接触器的第一刀的第二端与第四检修隔离开关的第一刀的第一端连接，第四隔离接触器的第二刀的第一端与第二负极直流逆止阀组的输入端连接，且第四隔离接触器的第二刀的第二端与第四检修隔离开关的第二刀的第一端连接，所述的第四检修隔离开关的第一刀的第二端与中压直流母线的正极连接，且第四检修隔离开关的第二刀的第二端与中压直流母线的负极连接。
7.根据权利要求6所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的第一/二正极直流逆止阀组的结构相同，均包括若干串联设置的正极二极管，位于首端的所述的正极二极管的输入端作为第一/二正极直流逆止阀组的输入端，位于末端的正极二极管的输出端作为第一/二正极直流逆止阀组的输出端；所述的第一/二负极直流逆止阀组的结构相同，包括若干串联设置的负极二极管，位于首端的所述的负极二极管的输出端作为第一/二负极直流逆止阀组的输出端，位于末端的负极二极管的输入端作为第一/二负极直流逆止阀组的输入端；所述的正/负极二极管的两端均并联设置有静态均压子电路和过压抑制子电路。
8.根据权利要求7所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的第一/二正极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的若干正极IGBT晶体管和正极限流电抗，位于首端的正极IGBT晶体管的发射极作为第一/二正极馈出断路开关的输出端，位于末端的正极IGBT晶体管的集电极与正极限流电抗的输出端连接，所述的正极限流电抗的输入端作为第一/二正极馈出断路开关的输入端；所述的第一/二负极馈出断路开关的结构相同，均包括串联设置的若干负极IGBT晶体管和负极限流电抗，位于首端的负极IGBT晶体管的集电极作为第一/二负极馈出断路开关的输入端，位于末端的负极IGBT晶体管的发射极与负极限流电抗的输入端连接，所述的负极限流电抗的输出端作为第一/二负极馈出断路开关的输出端；所述的正/负极IGBT晶体管的两端均并联设置有反向续流二极管、静态均压子电路、过压抑制子电路以及能量吸收子电路。
9.根据权利要求8所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：所述的过压抑制子电路包括串联设置的过压抑制电阻和过压抑制电容，所述的过压抑制电阻远离过压抑制电容的该端与正/负极二极管的输入端连接，所述的过压抑制电容远离过压抑制电阻的该端与对应的正/负极二极管的输出端连接；所述的静态均压子电路包括串联设置的至少一个的均压电阻；所述的能量吸收子电路包括串联设置的至少一个的压敏电阻。
10.一种双向型直流电网拓扑结构，基于如权利要求9所述的非对称式双向直流保护装置，其特征在于：包括中压直流母线、若干双向功率流通的发电支线和若干用电支线，每条所述的发电支线的输入端与发电机组连接，且每条发电支线的输出端与中压直流母线连接，每条所述的用电支线的输入端与中压直流母线连接，且每条用电支线的输出端与用电设备连接；每条发电支线串联设置有若干T型非对称式双向直流保护装置和一个一型非对称式双向直流保护装置，所有所述的T型非对称式双向直流保护装置的第二输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，位于首端的所述的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口均一一对应地通过直流变压器与一个发电机组连接，位于中间位置的T型非对称式双向直流保护装置的第一输入端口与上一级的T型非对称式双向直流保护装置的输出端口连接，位于末端的T型非对称式双向直流保护装置的输出端口与一型非对称式双向直流保护装置的输入端口连接，且所述的一型非对称式双向直流保护装置的输出端口与中压直流母线连接。
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