[实用新型]一种直流电源监控保护设备

说明书

本实用新型涉及一种直流配电的保护系统技术领域，特别涉及一种直流电源监控保护设备。包括短路保护电路、单片机控制电路、输入电流检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、通讯接口及人机交互界面，其中输出电流检测电路和输出电压检测电路的输出端与单片机控制电路共地相连接。本实用新型对分布式直流发电、直流母线及直流负荷均可以起到快速保护的作用；主动式接地保护可以有效地隔离直流系统接地故障，将故障限制在故障支路，同步给出接地报警信号，实现接地支路的快速选线与系统拓扑的优化配置。减小直流故障的影响范围和对直流断路器的依赖，允许不同场景下直流系统带故障运行，提高直流系统接纳分布式电源的能力和供电可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种直流配电的保护系统技术领域，特别涉及一种直流电源监控保护设备。

背景技术

直流系统主要应用于各类变电站、火电厂和水电厂等使用直流设备的场合。作为电力二次系统的重要组成部分，直流系统是继电保护、自动装置、遥控电源、操作回路、微机、信号回路以及五防系统的直流供电电源，包括交流充电装置、馈电屏、蓄电池组、电池巡检装置、监控单元和绝缘监测等。直流系统的主要故障是馈线屏后所带的各支路负荷之间的相互影响造成的，即馈线屏后端出现故障是导致保护拒动和误动的根源，接地故障是最常见的故障类型。绝缘降低故障主要体现在正极或负极绝缘降低，若不及时处理，则有可能发展成金属接地。交流窜入直流系统，由于直流回路是正负极对地绝缘，而交流回路是接地系统，若发生混线，势必会造成直流接地。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种直流电源监控保护设备，目的在于实现对于分布式直流发电、直流母线及直流负荷可以起到快速保护的作用，可以有效地隔离直流系统接地故障，实现接地支路的快速选线与系统拓扑的优化配置，提高直流系统接纳分布式电源的能力和供电可靠性。

基于上述发明目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种直流电源监控保护设备，包括短路保护电路、单片机控制电路、输入电流检测电路、输出电流检测电路、输出电压检测电路、通讯接口及人机交互界面，其中输出电流检测电路和输出电压检测电路的输出端与单片机控制电路共地相连接。

所述输入电流检测电路、输出电流检测电路和输出电压检测电路的输出端分别与单片机控制电路AN0、AN2、AN1端相连接。

所述短路保护电路包括：全桥DC/DC变换器、高频隔离变压器、整流电路、电感L1和滤波电容C10；其中，单片机控制电路与全桥DC/DC 变换器的驱动端连接，通过单片机控制电路给出4个IGBT的驱动控制信号PWM1、PWM2、PWM3、PWM4给全桥DC/DC变换器的驱动端，生成高频脉动直流，使高频变压器T的一次绕组N_p、二次绕组N_S感应的电压通过快恢复二极管VD1、VD2、VD3、VD4组成的整流电路、电感L1和滤波电容C10，来输出电压U₀，为直流负载供电。

所述DC/DC变换器的输入电流经独立霍尔CT采样，其输出后的电路包括：电阻R12；电阻R12连接至放大器N5的正相输入端；电容C6、电容C7并联，电容C6、电容C7并联后的一端连接至放大器N5的正相输入端，电容 C6、电容C7并联后的另一端连接至AGND；放大器N5的反相输入端连接了电阻 R13、电阻R14、电阻R15，电阻R13另一端连接至滑动变阻器RX的滑片端，滑动变阻器RX下端的定值电阻两端分别连接+5V、-5V电源，电阻R14另一端接AGND；电阻R15的另一端接放大器N5的输出端，放大器N5的输出端经R16和电阻R17后，连接至放大器N6的反相输入端，放大器N6的同相输入端经电阻R19连接至AGND，放大器N6的反相输入端经R18连接放大器N6的输出端，电阻R18上并联电容C8；放大器 N6的输出端连接至单片机PIC的AN0端口。

所述霍尔CT为元件编号T2的霍尔电流互感器。

所述单片机采用dsPIC30F2023单片机。