[发明专利]直流环网系统的主动式接地保护装置及其工作方法

说明书

本发明涉及直流环网系统的主动式接地保护装置及其工作方法，该装置包括隔离单元、控制单元以及采样单元，隔离单元连接在直流环网系统的直流母线与负荷之间；采样单元，用于采集负荷的两端电压；控制单元，用于根据电压输出控制信号；隔离单元，用于当直流环网系统出现接地故障时根据控制信号切换为截断状态，以使得直流母线与负荷隔离开。本发明当出现接地故障时，控制单元驱动隔离单元将直流母线与负荷隔离开，由此避免故障所在路线影响其他支路，且设置隔离单元减少电容的分布，当出现接地故障时可及时发出报警信号，实现防止直流一点接地导致电容放电引起保护误动，且能将接地故障限制在直流负荷一侧，避免故障的影响范围扩大。

技术领域

本发明涉及直流环网系统，更具体地说是指直流环网系统的主动式接地保护装置及其工作方法。

背景技术

作为电力二次系统的重要组成部分，直流环网系统是继电保护、自动装置、监控、遥控通讯、操作回路、信号回路、微机及五防系统、安全稳定装置等的直流供电电源，是继保、安稳装置运行的“血液”。

在电网运行过程中，直流环网系统出现故障导致继电保护不正确动作的事故仍会发生，对电力系统的安全、稳定运行危害很大，尤其是超高压系统的继电保护不正确动作，往往使事故扩大、造成电网稳定破坏、大面积停电、设备损坏等，对国民经济造成严重损失，教训是沉痛的。

直流环网系统的故障包括接地故障，接地故障又可分为正极接地、负极接地、两点接地3种。正极接地有可能使继电保护及自动装置误动作。一般跳闸、合闸线圈通常与负极电源接通，若此时正极电源越过操作按钮或开关接点，接地时就有可能引起误动作。负极接地有可能使继电保护及自动装置拒动作。因为跳闸、合闸线圈此时被接地点短接而产生拒动。两点接地可能将某些继电器短接而不能跳闸，甚至会引起越级跳闸。更严重的是直流回路两点接地的短路电流会使电源保险熔断，并有可能烧坏继电器触点，直流保险熔断会使保护及操作等失去供电电源。也就是说直流环网系统的接地故障一旦发生，目前的系统无法及时将故障限制住，无法做到限制故障的影响范围的扩大，而且直流环网系统的接地故障一旦发生，特别是直流一点接地，容易导致电容放电引起保护误动。

因此，有必要设计一种新的装置，实现防止直流一点接地导致电容放电引起保护误动，且能将接地故障限制在负荷一侧，避免故障的影响范围扩大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供直流环网系统的主动式接地保护装置及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：直流环网系统的主动式接地保护装置，包括隔离单元、控制单元以及采样单元，所述隔离单元连接在直流环网系统的直流母线与负荷之间；所述采样单元，用于采集负荷的两端电压；所述控制单元，用于根据所述电压输出控制信号；所述隔离单元，用于当直流环网系统出现接地故障时根据控制信号切换为截断状态，以使得直流母线与负荷隔离开。

其进一步技术方案为：所述隔离单元包括隔离型DC/DC变换子单元。

其进一步技术方案为：所述隔离型DC/DC变换子单元包括绝缘栅双极型晶体管以及高频变压器，所述绝缘栅双极型晶体管与所述高频变压器连接，所述绝缘栅双极型晶体管与所述直流母线连接，所述高频变压器与所述负荷连接，所述绝缘栅双极型晶体管与所述控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述采样单元包括第一检测电阻以及第二检测电阻，所述第一检测电阻的一端与所述负荷连接，所述第一检测电阻的另一端与所述第二检测电阻连接，所述第二检测电阻与所述负荷的另一端连接。

其进一步技术方案为：所述第一检测电阻的一端接地。

其进一步技术方案为：还包括报警单元，所述报警单元与所述控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述报警单元包括蜂鸣器和指示灯中至少一个。

其进一步技术方案为：所述第一检测电阻的一端与所述负荷之间连接有第一开关。