图2所示，为本地用电设备供电的远端电源的输入端口分别通过隔离二极管同时从控制开 关的两端取电，只要任意一端有电就可以为本地负载供电，故本地用电设备的供电不受控 制开关状态的影响。
[0036] 远端控制器包括控制电路、控制开关、至少一个电流检测电路、两个隔离二极管和 至少一个储能电容。其中，当控制开关为由如MOSFET的开关器件组成的双向控制开关时， 隔离二极管可采用控制开关中的二极管。当控制开关由两个同步动作的分开关组成时，可 以在该两个分开关之间的传输电压的正极与负极之间跨接一个或多个储能电容。或者，也 可以在控制开关两端的传输电压的正极与负极之间分别跨接两个或多个储能电容。
[0037]具体而言，控制开关与电流检测电路均与控制电路连接，控制开关和电流检测电 路可以分别配置在传输电压的正极或负极。电流检测电路检测传输电缆中的电流值，并将 检测到的电流值提供给控制电路，当检测到的电流值超出了过流保护阈值时，控制电路使 得控制开关断开。
[0038] 这里，储能电容的作用是：在电缆短路时，提供除局端电源的输出电流以外的额外 电流，从而在各级远端控制器形成不同的短路电流。在本发明中，各级远端控制器的过流保 护阀值相同，由于远端控制器的保护动作时间具有反时限特性（即超过阀值越多，保护动 作越快），以及储能电容提供的短路电流使得越靠近短路点的短路电流越大，当不同的电流 值与反时限特性相配合，以达到防止越级保护的目的。
[0039] 由此，根据本发明的直流远供电源系统能够在传输电缆发生单点短路时，减少越 级保护发生的概率，并且保障所有用电设备的供电不受到影响。
[0040] 可以理解，由于远供电源系统中具有多个用电点，当传输电缆中某一点发生短路 时，应保证最接近该短路点的远端控制器中的控制开关断开，才能保证线路中的所有用电 点的供电不受影响。如果发生越级保护，即非最接近该短路点的远端控制器中的控制开关 断开，那么其间的用电点就无法获得供电。因此如何消除越级保护对于确保整个系统的供 电是非常重要的问题。
[0041] 在本发明中，各级远端控制器的过流保护阀值均被设定为相同。在传输电缆中发 生单点短路时，远端控制器中的储能电容均释放额外电流，使得越靠近短路点的短路电流 越大。此外，由于远端控制器的保护动作时间具有反时限特性，从而保证最接近该短路点的 远端控制器中的控制开关最先断开。
[0042] 就某一个远端控制器而言，在传输电缆中发生单点短路时，储能电容释放出额外 电流，同时电流检测电路一直检测传输电缆中的电流，由于流经最接近该短路点的远端控 制器的短路电流超过过流保护阀值最多，因此控制电路使得控制开关最先断开。这样，确保 了最接近该短路点的远端控制器中的控制开关断开，进而确保所有用电设备的供电不受到 影响。
[0043] 综上所述，具体流程如下：
[0044] 1、传输电缆中发生单点短路；
[0045] 2、由于储能电容的额外补偿，使得越靠近短路点的远端控制内部电路检测电路所 流过的电流越大（均超过过流保护阀值）；
[0046] 3、所有远端控制器的保护特性都是一致的，都具有反时限特性，既超过电流阀值 最多的远端控制器将率先执行保护动作，当该远端控制器保护后（控制开关将短路的传输 电缆与未短路的传输电缆隔离），流过连接于未短路的传输电缆上远端控制器中的电流值 回落到正常值（小于过流保护阀值），故这些远端控制器将不会进行保护。
[0047] 由此，根据本发明的电缆短路时防止越级保护方法能够在远供电源系统中的传输 电缆发生单点短路时，减少越级保护发生的概率，并且保障所有用电设备的供电不受到影 响。
[0048] 在图3示出的远端控制器的第一实施例中，第一电流检测电路（电流检测1)和第 二电流检测电路（电流检测2)配置在传输电压的负极，且连接至控制电路；由两个同步动 作的分开关组成的控制开关配置在传输电压的正极，且连接至控制电路；储能电容跨接在 两个分开关之间的传输电压的正、负极两端；控制开关两侧传输电缆分别通过隔离二极管 向远端电源和用电设备提供单向供电。假设第一电流检测电路所检测到的电流值为II，第 二电流检测电路所检测的电流值为12,过流保护的电流阈值为It，那么控制电路通过下表 1中的控制逻辑来确定控制开关的开闭。这里，电流检测电路可以采用电阻、霍尔电流传感 器、电流互感器等作为电流传感器。
[0049]表1控制逻辑
【主权项】
1. 一种远供电源系统，包括：两个供电点和至少两个用电点，其中每个所述用电点包 括远端控制器、远端电源和用电设备，并且所述远端控制器与所述远端电源连接、所述远端 电源和所述用电设备连接、所述远端控制器与传输电缆连接；所述两个供电点的局端电源 的输出通过传输电缆及各个远端控制器的控制开关并联。
2. 根据权利要求1所述的远供电源系统，其特征在于，所述远端控制器包括所述控制 开关、控制电路、至少一个电流检测电路、两个隔离二极管和至少一个储能电容，其中所述 控制开关与所述至少一个电流检测电路均与所述控制电路连接，且所述控制开关和所述至 少一个电流检测电路分别配置在传输电压的正极或负极，所述两个隔离二极管分别连接在 控制开关的两端，所述至少一个储能电容跨接在传输电压的正极与负极之间。
3. 根据权利要求2所述的远供电源系统，其特征在于，所述电流检测电路中采用电阻、 霍尔电流传感器或电流互感器作为电流传感器。
4. 根据权利要求2所述的远供电源系统，其特征在于，所述控制开关采用W下开关器 件之一或多种：金属-氧化层半导体场效晶体管、绝缘栅双极型晶体管、半导体=极管、可 控娃晶闽管、可关断晶闽管、集成口极换流晶闽管、电子注入增强栅晶体管、MOS控制型晶闽 管、双向可控娃、逆导晶闽管、CoolMOS、静态感应晶体管、静电感应晶闽管、继电器、接触器。
5. 根据权利要求2所述的远供电源系统，其特征在于，所述控制电路采用W下集成器 件之一或多种；比较器、运算放大器、单片机、数字信号处理、逻辑电路、现场可编程口阵列、 复杂可编程逻辑器件。
6. 根据权利要求2所述的远供电源系统，其特征在于，所述远端控制器包括两个或多 个储能电容，所述两个或多个储能电容跨接在所述控制开关两端的传输电压的正极与负极 之间。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的远供电源系统，其特征在于，所述控制开关配置 在所述远端控制器与传输电缆相连接的两个输电端口之间，并且所述控制开关在常态时闭 合。
8. -种电缆短路时防止越级保护方法，应用于如权利要求1至7中任一项所述的远供 电源系统。
9. 如权利要求8所述的防止越级保护方法，包括W下步骤： 设置各级远端控制器的过流保护阀值相同，各级远端控制器的过流保护动作具有相同 的反时限特性； 当传输电缆发生短路时，所述各级远端控制器的储能电容提供额外电流，所述各级远 端控制器的电流检测电路检测短路电流； 最接近短路点的远端控制器中的电流检测电路检测到的短路电流超出所述过流保护 阀值最多； 最接近短路点的远端控制器中控制开关断开。
10. 如权利要求9所述的防止越级保护方法，其中由于储能电容提供额外电流，使得靠 近短路点的远端控制器的电流值高于远离短路点的远端控制器的电流值。
【专利摘要】本发明提供了一种远供电源系统及电缆短路时防止越级保护方法。该远供电源系统包括两个供电点和至少两个用电点，其中每个所述用电点包括远端控制器、远端电源和用电设备，所述两个供电点的局端电源分别通过传输电缆及各个远端控制器的控制开关并联。当传输电缆中的某一点出现短路时，由于各级远端控制器的过流保护阀值相同，利用储能电容提供的额外电流，结合反时限特性，以防止越级保护的出现。由上可知，本发明能够在远供电源系统中的传输电缆发生单点短路时，减少越级保护发生的概率，并且保障所有用电设备的供电不受到影响。
【IPC分类】H02J1-00, H02H7-26
【公开号】CN104600691
【申请号】CN201410826873
【发明人】刘必成, 邓厚超
【申请人】广州大中电力技术有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月26日