中低压直流配电系统的主动保护研究_吴鸣
低压直流配电系统保护研究综述
低压直流配电系统保护研究综述发布时间：2021-01-14T01:52:45.195Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第23期作者：陈晨[导读] 大规模建设推广光伏建筑，就地发电就地使用，可在很大程度上替代传统能源，并减少输电损耗。
海南电网公司输变电检修分公司 570000摘要：直流配电系统包括中压配电网和用户侧配电网，与传统的交流配电网相比较，由于其损耗低、没有频率和无功问题、应用直流设备时可减少交直流转换的次数等特点，具有高效率、电能质量优良、节约能源的优势。
本文对低压直流配电系统保护研究进行分析，以供参考。
关键词：低压直流；配电系统；保护研究引言大规模建设推广光伏建筑，就地发电就地使用，可在很大程度上替代传统能源，并减少输电损耗。
光伏建筑低压直流配电系统一般由光伏系统、储能装置、直流配电网络、能量管理系统以及直流负荷组成，是安全、可靠、绿色、高效、智慧的源、网、荷、储一体化建筑配电系统。
直流供电与交流供电相比，具有供电效率高、线损少、安全可靠性高等优点，尤其是光伏建筑，采用直流供电可以方便地接入光伏发电及储能设备，减少逆变成本和电能损失，对于实现建筑电力负荷的移峰填谷，降低配电容量和初投资成本，提高电网效能等具有重要作用。
1低压直流配电系统构架低压直流配电系统的结构，包括电池、低压单元、中央控制单元、绝缘监测等。
在操作中，交流输入信号提供给两种方式的交流，其中一种方式是在调节配电装置后为充电模块选择交流输入信号。
充电模块输出稳定的直流电源，补充电池组并提供组合制动输出，同时通过低压单元提供正常的负载运行电流。
绝缘监测在线监测直流母线和各道路的相对绝缘。
集中式监视单元可控制和管理交流配电装置、充电模块、直流供电装置、隔离监视单元、直流母线和电池组的运行参数，并可由后台操作人员通过远程界面进行监视。
System Control Unit 具有中央控制器设备结构，主要由CPU单片电路、隔离输入电路、隔离输出电路、显示器和键盘、通信通道、工作电路等组成。
低压直流供电系统研究综述 吴杰
低压直流供电系统研究综述吴杰摘要：节能环保的低压直流供电方式在很多领域得到了应用，该系统不仅能充分发挥分布式能源的效益，还能减少电能变换次数。
因此，低压直流供电系统在降低系统电能损耗、增强供电连续性和可靠性、提高电能质量方面，与交流系统相比，具有优越性，并且系统结构得以简化。
本文简单分析了低压直流供电系统的结构及相关技术，并探讨了低压直流供电系统的运行管理措施。
关键词：低压直流供电系统；结构；技术；措施引言随着国民经济持续稳定的发展，工业各个部门的技术设备和电气设施都不断更新换代，各种大功率设备大量使用，对供电系统提出了更高的要求。
相比于交流供电系统，直流供电系统中不存在频率、相位、无功功率流动等问题，因此在很多领域得到了应用。
分布式电源主要包括太阳能、风能等，具有低碳环保、能源有效利用率高、可靠性好、安装位置灵活等特点。
低压直流供电系统充分利用分布式能源，实现其灵活并网，从而使得供电电源多样化，提高供电可靠性，为直流负载和交流负载提供优质电能，满足不同电力用户要求。
1低压直流供电系统结构1.1基本结构低压直流供电系统是指系统内部的母线采用直流形式，而分布式电源、储能装置以及相关负荷均通过相应的变换器与母线相连。
通常而言，低压直流供电系统由变压器提供低压交流电源、AC/DC装置由两个电压源型整流器（VSR）并联构成，其中一个为备用，以提高系统可靠性，并方便系统在孤岛模式下工作。
这两个VSR均配备绝缘栅双极型晶体管（IGBT）并采用脉宽调制控制，对直流电网电压进行调整并维持在需要的电压水平，同时降低谐波向交流系统的注入。
低压直流供电系统结构如图1所示，该结构对于商业和公共建筑用户是可行的。
图1低压直流供电系统结构1.2运行要求为保证供电可靠性和充分利用绿色能源，分布式发电和储能系统必将大量接入低压直流供电系统，具有分布式发电机和电能存储系统的低压直流供电系统应当满足以下要求：第一，在接入电网和孤岛状态下能够稳定运行；第二，保证良好的电压质量和供电连续性；第三，具有良好的可扩展性，以便在增加新的负载和电源时，不必改动总体控制策略；第四，电气安全满足现行规范和标准要求。
中压直流配电系统保护技术研究综述
中压直流配电系统保护技术研究综述摘要：随着电力电子技术的应用与发展，配电网的源荷储直流特征逐步明显，中压直流配电系统的经济技术优势显著。
直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键，但仍未形成成熟的技术体系。
本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。
文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。
其次，对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结，分析了各种保护方法的适用性和局限性，并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析；最后，对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。
关键词：中压直流配电系统；故障分析；保护方法；控制保护一体化引言电动汽车充电桩、数据中心等直流型负荷与光伏等直流型分布式电源的发展使得配电系统源、荷的直流特性日趋明显。
直流配电网能有效减少变流环节，提高分布式电源的接纳能力和能源利用效率，具有广阔的发展前景。
相比于传统的交流配电系统，柔性直流配电系统包含了换流阀、直流变压器等大量可控的电力电子设备，呈现电力电子化的特征。
直流配电系统故障特征、故障发展过程、故障隔离及供电恢复过程都与换流阀等电力电子器件控制策略密切相关。
1浅析直流配电系统故障的发生特征1.1故障电流急剧上升在直流配电系统线路出现接地故障的情况下，并联在VSC直流侧的滤波电容，往往会在发生故障的短时间内，迅速向故障点位置进行放线，加速电流数值在线故障线路的上升速度，这一点特性非常不利于检测装置与故障隔离装置迅速发挥作用。
同时，VSC通常会在直流配电线路发生故障后，迅速锁定绝缘闸双极型晶体管，导致系统电路里的续流二极管开始向故障点放出不控整流电流，导致故障线路的电流长时间保持为急速上升的状态。
1.2故障波及范围广泛直流配电系统里面交织着极多的交往单元，主要通过换流器装置进行接入，这种线路的连接特征，使得直流配电系统在出现接地故障之后，临近的换流器出口电容就容易失控，持续向故障点位置做出放电行为。
中低压系统母线装设弧光保护的必要性
中低压系统母线装设弧光保护的必要性吴院生【摘要】中低压母线保护目前的现状一般不配置专用的快速母线保护是符合国内的典型设计做法.通过对2015年发生的两起事件进行比较,结合保护的原理及动作时间分析原因,说明中低压系统母线装设弧光保护的必要性.中低压系统母线装设弧光保护可使开关等主要设备损失降到最低,为变电站无人值守及坚强智能电网的建设提供必要的保障.【期刊名称】《贵州电力技术》【年(卷),期】2017(020)005【总页数】3页(P83-84,30)【关键词】中低压;母线;弧光保护【作者】吴院生【作者单位】贵州创星电力科学研究院有限责任公司,贵州贵阳550002【正文语种】中文【中图分类】TM772015年6月14日20时39分110 kV龙山变1、2号主变低复流T1动作，支柱瓷瓶损坏3个，三相母排不同程度受损，0102间隔柜门观察窗玻璃损坏。
2015 年07 月06 日20 时25 分，110 kV 小屯变10 kV 母线弧光保护动作，开关柜母线连接螺栓和隔离板均有被电弧灼伤的痕迹，开关柜间套管表面、A、B 相触头盒表面碳化，外观未见异常，各项电气试验合格。
通过比较这两起事件可以看出中低压系统母线装设弧光保护的必要性。
厂用/配电系统的6 kV(10 kV)母线一般不配置专用的快速母线保护是目前国内的典型设计做法，是符合国标《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062-92)及现行的电力行业规程规范要求的。
这一设计规范导致了目前中压开关柜没有专用母线保护。
即专用母线保护可用可不用，究其原因是中压母线故障绝大部分情况下“没有系统稳定性的问题”。
目前中低压系统母线普片采用的保护方案大致有三种：1)变压器后备过流保护方案；2)馈线过流保护闭锁变压器过流保护方案；3)环流原理的高阻抗母线保护方案。
但三种方案基本难以在100 ms以内做到切除故障。
2015年6月14日20时39分110 kV龙山变1、2号主变低复流T1出口(动作电流I=17.63A，一次侧7052A)，跳开10 kV分段010断路器跳闸。
直流配电系统关键技术及应用
直流配电系统关键技术及应用摘要：伴随着半导体技术及电力电子技术的发展，直流配电系统以其能高效、可靠接入直流负荷、分布式能源发电和储能单元等技术优势，逐渐成为各国的研究热点。
直流配电系统可以通过直流网架将大量分布式电源和储能系统互联起来，直接为直流负荷供电，也可以通过电力电子换流装置，接入交流负荷、分布式电源和交流电网。
作为一种新兴的供用电形式，能更加高效地消纳光伏、风电等分布式可再生能源，实现集中式或分布式能源生产、消耗、转换等单元互联，提高可再生能源的稳定性和消纳量。
关键词：直流配电系统；关键技术；应用要点引言从现状来看，直流配电系统正在受到更多的关注，这是由于此种类型的配电系统在根本上符合了生态住宅的宗旨与目标，因此构成了全新的配电技术。
在新时期的配电系统中，继电保护应当属于核心性与关键性的技术。
然而截至目前，与继电保护有关的各项技术措施仍处在探究中。
受到城市化的影响，现阶段各地都在致力于构建智能电网，因此也体现了直流配电系统的价值所在。
1直流配电系统现状1.1选择合适的接地方式配电系统如果要实现自身的顺利运行，关键在于优化接地保护。
因此可见，故障电流与接地保护之间具备直接性的联系，与之相应的保护方案也体现为多样化的特征。
在遇到故障时，瞬时状态下的接触电压与接地电压都会变得相对很高，甚至超出了最大限度内的允许值。
除此以外，故障如果发生在交流侧的特定位置上，那么很有可能威胁到整个系统的正常运转，同时也将破坏换流器。
为了改进现状，应当将其改造为自动式的导体接地，以便于消除潜在的安全隐患。
在必要的时候，还可以把隔离变压器安装在负载网络或者直流系统的中间位置上。
1.2运用直流断路器在配电保护中，直流断路器应当构成其中的关键性装置，这是由于直流断路器是否能够保持正常运行直接关系着整个系统的效能。
然而相比来看，直流电流本身并不涉及到过零点，因此也产生了相对较大的灭弧难度。
受到上述状况的影响，直流断路器迄今为止仍然很难推广运用。
分布式电源接入配电网的基本原则
分布式电源接入配电网的基本原则吴鸣，于辉，熊雄(中国电力科学研究院，北京100192)摘要：分布式电源对优化能源结构、应对气候变化、保护生态环境、促进经济社会可持续发展具有十分重 要的作用。
但同时，分布式电源的广泛应用对电力系统潮流分布、短路特性、电能质量等产生影响，可再生 能源的随机性、波动性、间隙性，会给电网规划、运行、维护、保护和控制等带来诸多困难。
为支撑分布式 电源安全并网、高效运行和经济运维，国家电网公司组织修订了Q/GDW 10370—2016《配电网技术导则》。
文章基于分布式电源的并网特点，总结分析了分布式电源并网后对配电网安全运行、电能质量及保护方面的 影响，系统性地介绍了该导则中关于分布式电源接入技术原则及运维要求的相关规定，阐释了条款规定的自 的及依据，为分布式电源的规范并网以及配电网的主动管理及控制提供了重要的标准化支撑。
关键词：分布式电源；配电网；并网原则；安全运行；技术导则中图分类号：TM 71 文献标志码：A DOI ： 10.19421/j .cnki . 1006-6357.2017.12.0060引言分布式电源科学有序地接入配电网，可在节能环 保、提高供电可靠性、延缓输配电网建设投资、解决边 远地区用电困难等方面带来良好的经济效益和社会效 益；但由于分布式电源具有数量多、范围广、容量小、 随机性、间歇性等特点，其大规模分散接入使得传统配 电网由无源网络变为一个遍布中小型电源的有源网络， 改变了电力系统中的原有潮流分布，加大了负荷预测难 度，增大了配电系统的复杂性和不确定性。
随着分布式 发电技术不断提高和成本的进一步降低，分布式电源在 电力系统中安装比例逐年增加，大量分布式电源的接入 使电力系统在供电模式上呈现出多样化，线路稳态潮流基金项目：国家重大科技专项“分布式可再生能源发电 集群并网消纳关键技术及示范应用”（2016Y FB0900400); 国家电网公司科技项目“应对高渗透率分布式能源接入 的县域电网优化规划与协调控制技术及应用研究”。
吴鸣-多站合一背景下储能电站发展与应用
中国电力科学研究院吴鸣目录页CONTENTS PAGE第一部分.“三型两网”第二部分. “多站融合”第三部分. 储能电站第四部分. 展望探讨打造三型两网企业2019年，国家电网公司提出打造“三型两网”企业的战略目标。
◆三型：枢纽型企业(保障能源安全、促进能源生产和消费革命、引领能源行业转型发展)，平台型企业(打造能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式培育发展平台)，共享型企业(打造共建共治共赢的能源互联网生态圈)◆两网：承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网，构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网“三型两网”是一流能源互联网企业的重要基础世界一流能源互联网企业枢纽型平台型共享型电网状态全自感知运营数据全面连接公司业务全程在线客户服务全新体验能源生态开放共享坚强智能电网泛在电力物联网“枢纽型”体现产业属性：电网公司是贯通发电侧与需求侧的中枢，是能源电力行业中能量流、信息流汇集最为密集的地方，建设运营好“两网”能够为发电侧出力的远距离传输、大规模新能源并网以及需求侧用户安全用电、综合能效提高提供有效支撑，在保障能源安全、促进能源生产和消费革命、引领能源行业转型发展方面的价值作用。
枢纽型平台型共享型“平台型”体现网络属性：未来的国家电网是具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业，将以“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”为支撑，汇聚各类资源，促进供需对接、要素重组、融通创新，打造能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台，使平台价值开发成为培育核心竞争优势的重要途径。
枢纽型平台型共享型“共享型”体现社会属性：随着“三大改革”的不断深化，要求电网公司要树立开放、合作、共赢的理念，积极有序推进投资和市场开放，吸引更多社会资本和各类市场主体参与电力市场、能源互联网建设和价值挖掘，通过带动智能电网和电力物联网产业链上下游共同发展，打造共建共治共赢的能源电力生态圈和能源互联网生态圈，与全社会共享发展成果。
供用电技术毕业论文题目(2021年-2022年)
供用电技术毕业论文题目论文题目是全文给读者和编辑和第一印象，文题的好坏对论文能否利用具有举足轻重的作用。
一个好的护理论文题目应尽可能在一完整的的句子中囊括三个基本要素，即研究对象、处理方法和达到的指标，使读者和编辑对论文研究的内容一目了然。
下面是学术堂整理最新的供用电技术毕业论文题目，希望能够帮助到大家。
供用电技术毕业论文题目一：1、直流供用电技术的发展现状及前景展望2、智能化配电网建设的探索及实践分析3、缩短高速公路供用电系统应急反应时间研究4、浅析供用电工程设计中小电流接地系统的接地保护5、浅析如何加强农村供用电和低压配电网管理6、供用电系统中综合型谐波处理装置设计7、供用电的安全性技术与可靠性分析8、提升供用电技术专业服务产业发展能力的研究9、应用无功补偿技术实现供用电双方共赢10、计及分布式电源的电压暂降同心松弛凹陷域的分析与计算11、余杭电网运行方式分析与研究12、电压暂降监测点优化配置及故障源定位估计研究13、典型冶金负荷谐波问题分析与治理14、面向重要用户供用电安全监测的信息采集系统研究15、配电网电压暂降源定位研究16、用电信息采集系统的设计与实现17、绍兴供电公司风险管理体系研究18、复杂环境电压闪变包络参数提取与闪变值计算方法研究19、电网友好型空调负荷的能效优化管理方法研究20、交直流混合微网多元互补优化运行研究21、珠海地区有序用电精细化管理研究22、含多种电源的交直流混合微电网优化运行方法研究23、计及源-荷互动的交直流混合微网优化运行方法研究24、内蒙电力公司防窃电远程监控管理系统开发与效果分析25、基于智能电网的智能化小区建设方案设计26、基于J2EE框架的供用电管理系统设计与实现27、基于组合赋权和灰色关联的供电所标准化建设评价研究28、初探电力营销管理新途径29、新能源接入对智能配电网的影响30、电压暂降原因分析及其源定位综述31、构建电力客户服务事件处置应急响应体系标准32、基于物联网技术的电能监测系统33、智能配电网管理平台在山区电力系统中的应用34、电流互感器精度不当引起变压器保护误动浅析35、考虑成本、排污及风险的微电网运营多目标优化模型供用电技术毕业论文题目二：36、基于智能小区的供用电技术研究37、高危及重要客户供用电安全管理分析38、基于计量自动化系统的防窃电分析功能设计39、基于分层搜索算法的超高层建筑供用电可靠性评估40、直流微电网--未来供用电领域的重要模式41、基于动态相量的母线电压短时大扰动分析与源定位研究42、建设工程施工现场供用电安全特低电压系统43、影响电能计量装置准确性原因44、浅谈装表接电过程中存在的问题及处理措施45、主动配电网的前沿与实践46、用电信息采集系统双向互动功能设计及关键技术47、基于负序功率流的电压暂降源的定位48、煤矿高压供用电设备安全准入测试能力建设探讨49、智能用电服务模式设计50、浅谈供用电的安全性技术与可靠性分析51、供用电技术安全性与可靠性的影响因素研究52、核对运行中高供高计互感器变流比的方法53、浅析供用电技术的安全性与可靠性54、适应无人值守配电站室的防盗及防误新技术研究55、提高智能电能表校验率的方法56、电力营销中电能计量自动化系统分析57、单相双向计量多功能智能电能表设计58、基于物联网的重要电力用户监测预警平台设计59、结合高压电工作业考证的变电站综合自动化运行维护课程实践项目研究--以柳州职业技术学院为例60、提高电能表计量准确性的方法研究61、灵活互动智能用电的技术内涵及发展方向62、基于运行状态与可靠性分析的单相智能电表检修策略研究63、配电自动化实用化提升技术64、供用电技术安全性与可靠性的影响因素研究65、关于供用电技术专业特色培育项目的建设--供用电技术专业融合“职业标准”的课程体系66、浅析供用电技术的安全性与可靠性67、城镇住宅小区供用电设计68、医院供用电系统谐波治理技术69、基于直流电气弹簧的直流配电网电压波动抑制70、新形势下供用电技术安全性与可靠性的探析71、电力系统谐波检测与抑制方法的研究72、基于有限元分析的微型管道水流发电系统设计73、牵引供电系统与外电源适配性研究供用电技术毕业论文题目三：74、基于计量自动化系统的低压配电开关智能监控研究与应用75、国内配电网电压跌落源定位技术研究76、重要电力用户供用电风险指标优化及评估模型研究77、有序用电系统的设计与实现78、电力负荷管理系统的研究设计79、基于用电行为分析的在线用电异常及风险监测系统的设计与实现80、电子式电能表电快速瞬变脉冲群抗扰度自动测试系统研制81、内蒙电力公司供用电稽查管理信息系统开发与效果分析82、供用电稽查业务监控系统的应用研究83、基于离散频率自适应梳状滤波器的时变谐波分析仪设计84、基于工作流的供电方案会签系统的设计与实现85、基于复阻抗的电能质量录波仪的设计86、供电企业高压用户电气管理体系建设研究[A]87、电力营销信息管理系统的分析与设计88、基于改进型锁相环的小电流接地系统故障选线研究89、泾渭电网智能计量系统设计方案研究90、呼伦贝尔用电信息采集系统设计与工程实践91、典型非线性负荷接入电网电能质量特性分析与评估92、基于用电信息采集的智能反窃电系统开发与应用93、基于电网友好型负荷的配电网电压响应策略研究94、配电系统中多目标条件下可控负荷的最优控制95、基于HHT的微网电能质量检测与分析96、EPON网络技术在智能用电领域的应用研究97、电价引导下电力产业链综合节能优化模型研究98、供电企业安全性评价系统的设计与实现99、包钢供用电系统节电技术及应用研究100、供用电在线监测系统及其关键性技术的研究101、电能计量技术在供用电稽查工作中的综合应用102、GPRS技术在供用电管理自动化中的具体应用以及其数据传输安全性的研究[A]。
直流低压供电系统管理探讨
故障现象
原因分析
排除方法
负载高压报警 负载
切断输入电源检
$&输入电压过高
电压高于 )'&A[
查电压是否过高
55) 蓄电池高压报警
故障现象
原因分析
排除方法
蓄电池高压报警 蓄 电 池 电 压 高 于 )'& A[))%[ 蓄 电 池 组 为 )0%[
$&) 为蓄电池服务的充放电板 与之配套的某船充放电板共四块 前区充放电板后区充 放电板临时应急充放电板机舱充放电板 除临时临时应急 充放电板是 !F))%[蓄电池组外其他均为 !F)3[蓄电池组 充放电装置主要由整流器充电器电流电压传感器控制线路 板指示灯以及各类仪表组成 该装置满足舰船电气及规范的 基本标准 具有充电放电温度补偿及各种报警等功能 装 置采用单片微机控制技术对充电过程进行实时控制工作稳 定可靠 "充放电板的主要功能和温度对蓄电池影响 )&$ 充放电板的主要功能 接通电源后合上主电源开关电源指示灯亮 合上充电 器工作开关充电器工作指示灯亮充电器开始工作 )&$&$ 供电功能 接通电源后合上主电源开关电源指示灯亮 合上整流 器工作开关整流器工作指示灯亮整流器开始工作 如果是 临时应急 充 放 电 板 整 流 器 输 出 电 压 为 !F)(%[ 其 他 均 为 !F)1&0[ )&$&) 放电功能 蓄电池经常处于充满状态或者放电过度都会损坏蓄电池 减短使用寿命 在长时间处于充满状态时可以适时放电 放 电前先打开放电电阻箱的上盖然后按下开始放电按钮蓄电 池放电指示灯亮蓄电池开始放电 当蓄电池电压低于一定值 时放电会自动停止 !F)3[蓄电池组为 )$&0[!F))%[蓄 电池组为 $0%[ 以防止过度放电对蓄电池造成伤害 )&$&( 限流功能 当充电电流过大时充放电板会自动减小充电电压以限制 电流 !F)3[蓄电池组限流 3%S!F))%[蓄电池组限流 )%S
直流系统中一种新型主动式保护装置[实用新型专利]
![直流系统中一种新型主动式保护装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/60e70a2ad5bbfd0a7856730e.png)
专利名称：直流系统中一种新型主动式保护装置
专利类型：实用新型专利
发明人：张武洋,朱钰,孔剑虹,周博,曹子恒,曲妍,吴蒙,王英明,王鹤奇
申请号：CN201922438162.4
申请日：20191230
公开号：CN211480913U
公开日：
20200911
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于电力设备技术领域，尤其涉及一种直流系统中一种新型主动式保护装置。
本实用新型包括双管正激DC/DC变换器、单片机控制电路、输出二极管以及检测电路；其中，双管正激DC/DC变换器的输入端连接蓄电池组，双管正激DC/DC变换器的输出端通过输出二极管连接直流负载；单片机控制电路连接双管正激DC/DC变换器的驱动端，单片机控制电路还同时连接检测电路的传输接口，检测电路的采样端口连接DC/DC变换器输出端的输出二极管；单片机控制电路还分别与通讯接口和人机交互界面相连接。
本实用新型能够实现对交直流窜线故障的主动隔离，故障主动检测，故障主动定位和设备保护的功能。
申请人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院,国家电网有限公司
地址：110006 辽宁省沈阳市和平区四平街39-7号
国籍：CN
代理机构：辽宁沈阳国兴知识产权代理有限公司
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一种中压直流配电网保护控制系统及方法[发明专利]
![一种中压直流配电网保护控制系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/dd4735b7312b3169a551a47c.png)
专利名称：一种中压直流配电网保护控制系统及方法专利类型：发明专利
发明人：王文龙,金震,石勇,刘永生,卢宇,王翀,陈俊,侯炜申请号：CN201910634500.3
申请日：20190715
公开号：CN112234585A
公开日：
20210115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种中压直流配电网保护控制系统，包括直流保护装置和故障恢复系统，直流保护装置包括配置于中压直流配电网母线的直流母线差动保护装置、配置于环网电缆的直流线路差动保护装置和配置于馈出线的直流馈线保护装置，故障恢复系统与换流站一一对应设置，用于执行故障后供电恢复的功能；所述换流器始端配置断路器，其余配置负荷开关；各直流保护装置之间采用点对点光纤进行通信，换流器、电力电子变压器、断路器、负荷开关、直流保护装置、故障恢复系统之间构建GOOSE网以进行相互之间的通信。
此种系统采用差动保护作为主保护，并采用线路始端配置断路器、其余配置负荷开关的方案，节省投资。
本发明还公开一种中压直流配电网保护控制方法。
申请人：南京南瑞继保电气有限公司
地址：211102 江苏省南京市江宁区苏源大道69号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：葛潇敏
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变电所变电运行事故的防范与日常维护 吴冕
变电所变电运行事故的防范与日常维护吴冕摘要：变电所作为电力输配的主枢纽，其运行状况表现直接关乎电力网络架构的安全性。
基于变电所变电设备及元件性能周期属性，变电所变电运行事故隐患较为常见多发，需要对其进行针对性防范和日常维护。
本文首先对变电所变电运行事故危险点进行概述，在此基础上提出相关预防控制措施，以资参考。
关键词：变电所；变电运行；事故危险点；维护要点变电站承担着电能转化及电能分配的重要职能，是电力企业实现安全生产的基本前提。
随着人们基于电力能源需求及服务质量标准愈来愈高，对变电站变电运行状况进行动态监视，做好变电运行事故防范及维护，已成为变电运行工作人员需着力思索探究的重要课题。
一、变电所变电运行事故危险点概述（一）变电所变电运行事故危险点控制所谓变电所变电运行事故危险点主要是变电运行前中后环节潜伏的隐患点，这些隐患点的产生原因多与变电所人为操作失误有关。
针对变电所变电运行事故危险点的控制，要本着预防为主这一基本原则，在日常维护变电所及站内设备时实时开展危险点查找，采取相关预防及控制措施进行消除，使变电所变电运行事故概率降至最低。
（二）变电所变电运行危险点的查找一般而言，变电所变电运行过程中，在工作票执行、变电设备倒闸操作、变电设备巡视、变电设备试运行、变电设备验收等多个环节都有危险因素潜伏[1]。
在对以上危险因素进行查找时，要以班组为单位，重点针对重要的变电设备、元件、作业流程等进行专项危险点查找工作。
在工作票执行环节，主要根据国家电网颁布实施的电力工作安全规程要求进行审查，在工作票收到审核、工作票调度许可、工作许可、安措步骤、工作开始及终结等方面查找习惯性违章、触电隐患、安全因数、工作票时间等相关危险点。
在变电设备倒闸操作环节，重点对变电设备现场的操作票规范度、操作“六要八步”步骤实施情况、操作命令发布、监护唱票、编号状态核实、并逐项勾票等进行危险点的分解剖析。
在变电设备巡视及变电设备验收环节，结合变电所的实际情况，主要从变电所线路、变电所设备、变电所工作人员、变变电所工作环境等几个方面去查找危险点。
电力系统中配电网低电压常见问题研究 吴彦
电力系统中配电网低电压常见问题研究吴彦摘要: 如今，不论是在人们日常生活还是生产中都离不开电器设备的使用，通过使用各类电器设备给人们带来了很多便利，但是在使用电器设备的过程中也会大大增加电能的消耗，从而导致配电网出现电压不稳现象，难以满足用户对于电能的需求，甚至影响了电器设备的正常使用。
所以，供电企业应当重视这一问题，了解出现低电压的原因，从而为解决低电压提供依据。
下面就针对相关内容进行详细阐述。
关键词：电力系统；配电网；低电压引言随着经济、社会的发展，电力需求也快速增长，然而配电网网架建设则处于相对滞后的状态。
特别是在广大农村地区，大部分的配电网线路具有单辐射和远距离供电的特点，造成了配电网低电压问题，极大地影响了电能质量。
因此迫切需要对配电网中的低电压治理问题开展研究。
1低电压产生的原因电力线路配网的稳定、安全运行直接影响着供配电的正常。
近年来，随着经济社会的发展，在电力行业的发展中存在着低电压现象，低电压产生的原因很多，主要包含了线路因素、技术因素、管理因素等。
( 1) 线路因素。
在我国经济社会快速发展的背景下，人们的用电需求激增，有些配网线路的布局不合理，无法满足快速增长的用电需求，使得在配网运行中存在电压不稳等现象，严重降低了供电质量。
随着各种电器设备在人们生产生活中的广泛应用，有些电器设备对无功功率有了更加严格的要求，无功功率的输送加剧了低电压现象。
( 2) 技术因素。
我国电力线路配网运行中，配网建设存在问题，表现在线路中的10kV 分段过长等问题，这种分段的不合理使得线路内部的压降过大，从而线路运行中会对设备造成一定程度的损伤，电力传输不畅; 配网线路与配变间存在卡口、超载等问题;线路负荷过大，线路峰谷差值较大; 电压起伏较大，没有采取必要的调压措施; 调压机制中的联合功能较差，配网本身不具备自动调压的能力。
(3) 管理因素。
在电力线路配网运行中，人工管理不到位，没有实施实时监管，导致无法及时发现配网运行中存在的问题。
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1 中低压直流配电系统故障类型
配电网靠近用户终端，故障复杂多样，直流配 电网除了存在短路、接地故障和绝缘下降不正常运 行情况，同时还存在交直流混接、直流环网等故障， 如表 1 所示。
直流故障有着特有的电压电流特性，但故障点 很难查找，直流负荷对电压十分敏感，每次故障影 响范围很广。除了短路故障可以切除外，其他故障 类型还没有完善的保护方案和系统，只有监测报警 装置。
2 直流主动保护原理和组成
表 1 交流配电系统与直流配电系统故障类型对比 Tab. 1 Comparison of faults between AC distribution
中低压直流配电系统的主动保护研究
吴鸣 1，刘海涛 1，陈文波 2，苏剑 1，季宇 1，孙丽敬 1，王丽 2
(1．中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192； 2．南京国臣信息自动化技术有限公司，江苏省 南京市 21100)
Research on Active Protection for MV/LV DC Distribution System
接地故障 由断路器切除故障 障区域，没有故障电流；在一极
支路
接地的情况下，另一极再接地会
引起短路，有故障电流。
绝缘下降
不及时处理，会发 展成接地短路故障
不及时处理， 会发展成接地故障
环网
高压可环网运行， 中低压一般不能
环网运行
形成环流、异常放电或者对地电 压异常，会造成短路与接地故障
交直流 混线
一般不存在
引起直流系统电压异常 或接地故障
对于直流配电系统上述的故障类型，目前还没 有成熟的保护技术和装备，电力电子变换器自身的 保护功能，近年来引起了学者的研究兴趣。该技术 应用在电力电子设备中，可实现部分继电保护功 能。文献[14]提出多端直流配电系统保护方案，基 于 IEC 61850 快速通信系统，利用直流断路器配合 继电器快速检测并隔离故障，使用电力换流器和模 块自身设备限制、中断故障电流，一定程度上提高 了系统性能。
绝缘 下降
不及时处理， 绝缘进一步下降
正负极非正常连接 (极端情况)
直流为不接地系统， 交直流 交流为接地系统
混接
接地
母线或某一支路 正负极同时接地
短路
环流、储能电池异常放 直流 电，设备绝缘损坏 环网
母线或支路 正负极连接
图 1 直流系统故障关系图 Fig. 1 Relationship among types of faults
system and DC distribution system
故障类型
交流配电系统
直流配电系统
短路 故障
产生正弦短路电流， 故障电流上升迅速Байду номын сангаас影响范围大，
存在过零点，由断 不存在过零点，直流断路器技术
路器切除故障支路
不成熟。
单个馈线支路接地故障会传播到
存在故障电流过零点， 母线及其他馈线支路，影响非故
基金项目：国家 863 高技术基金项目(2015AA050104)。 The National High Technology Research and Development of China 863 Program (2015AA050104).
摘要：分布式发电和储能的大量接入、直流负荷的快速增长、 电力电子技术的迅速发展，使得直流配电越来越受关注。直 流配电系统将会成为未来配电技术的一个重要组成部分。但 直流配电保护是直流配电系统快速发展的一个关键问题，亟 需深入研究。针对中低压直流配电网中常见的短路、接地、 环网、交直流混接、绝缘下降等典型故障类型，该文分析了 这些故障的特点和发展过程，并提出了一种基于电力电子技 术的主动保护方案，即将直流保护与电力电子变换器有效集 成，基于变换器的拓扑结构和运行机理，保护动作逻辑与器 件控制逻辑协调配合，实现快速保护和故障自然隔离。该文 阐述了直流主动保护的应用场景，分析了主动保护各功能的 实现原理和方法，论述了直流配电系统的短路主动保护和接 地主动保护，以及直流环网、交直流混接故障的出现机理和 基于主动保护的解决方法。最后通过试验进行验证，结果表 明，主动保护能够有效可以实现故障的快速切断和准确隔 离，从而保障系统的稳定。
如表 1 所示，一般情况下，绝缘下降和交直流 混接故障没有故障电流，只有对地电压异常变化， 如不能控制并处理这些故障，则故障会演变成接地 故障。而正负极悬空的直流配电系统，单极接地也 没有故障电流，只有对地电压异常，只有当另一极 也出现接地时，才会引起短路电流。
直流配电系统中出现直流环网故障将导致直 流系统间会形成环流、异常放电等现象，甚至会造 成短路与接地故障，若环网故障发生在 2 个电压等 级不同的直流系统中，环流和异常放电电流会更 大，后果更为严重。五种直流系统故障发展关系如 图 1 所示。
WU Ming1, LIU Haitao1, CHEN Wenbo2, SU Jian1, JI Yu1, SUN Lijing1, WANG Li2
(1. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China; 2. Golden Cooperate Information&Technolgy CO.LTD, Nanjing 21100, Jiangsu Province, China)
关键词：直流配电系统；主动保护；主动式短路故障保护； 主动式接地故障保护；交直流混接；直流环网
0 引言
直流模式可以充分挖掘分布式发电、储能、配 电以及供电系统的优势[1-3]，为电力供应商和用户带 来全新的价值和效益。直流配电在有效接纳分布式 电源、高效稳定电压变换及控制、系统优化配置、 供电可靠性等方面的技术问题已基本解决[4-7]。直流 配电保护是其安全运行的关键，但国内外对直流配 电的保护研究尚处于理论研究和试验探索阶段，可 以预见一旦突破直流保护这一瓶颈，直流配电技术 及装备将快速的发展和广泛应用。
直流配电保护实现的难点在于：直流电流无过 零点，灭弧困难，需要更大的灭弧空间和复杂的控 制，直流过流速断保护是一个尚需研究和攻克的难
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中国电机工程学报
第 36 卷
题[8-10]；直流配电系统无论是故障类型、故障发展 过程、故障电压电流特性还是故障后果与交流配电 网都有所不同[11]；直流配电网中接入多元化的分布 式电源、负荷、储能，直流配电系统存在多种不同 的运行状态，大量电力电子装置的存在，给保护配 合带来了挑战[12]。直流保护的研究与应用必须考虑 不同运行状态、源荷敏感特性与故障类型之间的关 系。保护模型需要改进或优化以得到更佳的系统参 数；保护的算法及程序需要优化以得到更准确的保 护整定值及更好的保护效果。
ABSTRACT: Due to the vast access of distributed energies, the rapid growth of DC loads and the rapid development of power electronics, the DC distribution is more and more concerned, and DC power distribution system will become an important part of distribution network in the future. The protection in the DC distribution system is a core problem during rapid development of the DC distribution system, and the lucubration is urgent. Aiming at common faults such as short-circuit, ground, ring network, AC releasing into DC system and insulation decreasing fault in MV/LV DC distribution system, this paper analyzed faults characteristics and their developing process, and it proposed a power electronic protection strategy, effectively integrating the DC protection with the power electronic converters. The strategy can realize the protection and failure isolation based on the topology structure and the operation mechanism of the converter, the effective coordination between the protection action logic and control logic. And this paper expounded the applications and component of the DC active protection, analyzed the principle and method of the active protections, expounded the active ground fault protection and short-circuit fault protection, and came up with the fault mechanism and active solution method in the DC ring network and AC releasing into DC system network. At last validating through actual cases, the result shows that active protection can realize the rapid and accurate isolation of the faults in DC distribution system, and ensure the system run steadily and reliably.