[实用新型]一种船用网络型差动保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种供电系统保护装置，特别涉及一种船用网络型差动保护装置。

背景技术

传统船舶供电系统电网保护的主要方法是通过将系统解列的方式来隔离故障，具体讲是通过整定各断路器的长延时、短延时、瞬时的动作电流值，实现短路的选择性保护的。例如，当系统中任意一点发生短路故障后，保护动作的先后顺序为：跨接断路器、母联断路器、发电机断路器。这样，虽然可以最终达到可靠隔离故障的作用，但基本没有故障定位的功能，有可能会使非故障区域断电，达不到较好的选择性，用这种解列的方式虽然最终隔离了故障，但并没有良好的选择性，而且影响了其它无故障区域的正常运行。

传统方法实现差动保护功能一般使用差动保护继电器，该器件动作时间较长(一般在50ms)，测量精度不高，在实现差动保护的同时并不能完成快速的故障隔离和精确的故障定位。

发明内容

本实用新型是针对常用差动保护精度不高，响应速度不快，复杂网络供电系统使用传统过流保护无法实现完全选择性保护的问题，提出了一种船用网络型差动保护装置，可实现对一次网络短路故障进行快速定位并予以切除的功能，可在故障发生后有效限制供电中断区域、减小故障影响的范围和程度，可实现供电网络的三相和相间短路的完全选择性保护，保证供电系统可靠运行。

本实用新型的技术方案为：一种船用网络型差动保护装置，每个区域的差动电流信号送入对应的各个节点控制装置处理，节点控制装置输出控制指令到对应的保护执行单元，各个节点控制装置通过CAN总线与区域控制主机交换数据，节点控制装置包括二级电流互感器、滤波电路、A/D转换器、控制处理器和CAN通讯接口，差动电流信号为经过二级电流互感器输出的毫安级信号，经过滤波电路后送A/D转换器转换为数字信号送控制处理器处理，控制处理器处理数据输出保护指令到保护执行单元，同时通过CAN通讯接口向区域控制主机发送数据。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种船用网络型差动保护装置，在船舶复杂供电网络结构形式和供电方式下，本实用新型装置实现三相短路和相间短路的精确测量、快速精确故障定位和快速故障隔离功能，完全实现选择性保护。

附图说明

图1为线路差动保护原理示意图；

图2为母排差动保护原理示意图；

图3为本实用新型差动保护实现原理框图；

图4为本实用新型节点控制装置原理框图；

图5为本实用新型实施例差动保护装置系统图。

具体实施方式

差动保护是指用引导线将输电线两端的电气量测量装置纵向连接起来，将两端的电气量进行比较，也可以对某保护区域的多个进出节点进行矢量求和，如果当流入该区域的电流等于流出该区域的电流时，认为其中没有短路故障，反之认为其中有故障，瞬时切除与之相关联的所有断路器，隔离故障区域。差动判别原理如图1，图2所示。测量支路“M”的支路电流增大为故障判别的依据。

差动保护实现原理框图及节点控制装置原理框图如图3、图4所示：每个供电网络将被分为多个被保护区域分别进行差动判别。每个区域的差动电流信号经节点控制装置整理和A/D转换后，被送入节点控制装置中控制处理器，由软件进行实时故障判别，短路故障时直接发送控制指令至保护执行单元（如断路器），完成瞬时跳闸保护动作。设一台控制主机，与本区域下本地节点控制装置通讯，用于监测各本地模块状态，存储故障信息，并与监控系统通讯。

本地节点控制装置位于数据采集点本地，输入信号为该点电流互感器的二次侧三相全电流信号，六通道数据经二级电流互感器变换转换成为毫安级信号，再经滤波整理送A/D采样。得出的数字信号送模块内自带CPU进行软件运算，判别被保护区域的故障信息。故障时向断路器发出跳闸命令，并将故障时的全电流信号通过现场总线送本区域控制主机。

由于差动保护功能对实时性要求较高，为减少多路信号同时送入上位机处理产生大量的信号传输时间和数据处理时间，同时也为故障时能瞬时分断断路器隔离故障，要求被保护区域的节点控制装置采用智能处理器进行数据采集整理、A/D转换，以及数据处理与指令控制，并将结果通过现场总线与控制主机通讯。

为满足上述需求，并考虑本地装置需要尺寸较小，本地节点控制装置宜采用DSP技术进行处理。

控制主机通过总线接口收集本区域所有故障时信号采集点的电流信息，判别故障区域及故障相，进行故障定位并将详细故障信息传送至监控系统。