具有选择性保护的直流电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于直流电源领域，尤其是涉及一种具有选择性保护的直流电源系统。
【背景技术】
[0002]直流电源系统是保证电力系统安全稳定运行的重要设备，是电力系统继电保护、自动装置和断路器正确动作的基本保证。直流电源系统的蓄电池出口、充电装置直流侧出口回路、直流馈线回路和蓄电池试验放电回路等应装设保护电器，用于保护直流线路免受短路、过载等故障电流的危害。随着发电厂、变电站的控制负荷和动力负荷对直流电源的要求越来越高，以及核电等新兴能源的蓬勃发展，直流电源系统对于保护电器的保护特性可靠性的要求也越来越高。根据相关标准及直流电源系统实际需求，保护电器要可靠实现保护功能需满足以下四个特性的要求:上下级全选择性保护、各级过载保护灵敏性、各级短路保护速动性及导线压降符合性，在完全满足以上四个要求的情况下，即可实现整个直流电源过电流保护系统的可靠性保护，目前国内直流电源系统中的保护电器均不能完全满足以上要求，主要问题体现在上下级全选择性保护上，当回路发生短路故障时，存在越级跳闸的风险，从而会进一步扩大事故范围。
[0003]为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种直流电源短路、过载保护装置[申请号:201210070643.4]，在直流电源的一支导线的输入端与输出端之间接有双色发光管和继电器触点开关构成回路；双色发光管的另一端头连接有一个限流电阻Rl与另一直流电源的导线相连；在两支导线之间接有继电器J、晶体三极管BG2、限流电阻R2、按键开关、电位器W和晶体三极管BGl。
[0004]上述方案在一定程度上解决了现有直流电源保护系统电源线路出现短路或过载时停电自锁速度慢的问题，但是该方案并不能选择性保护的直流电源系统，容易出现大电流误跳，并且不能有效避免越级跳闸事故的产生。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种结构简单，能够实现保护电器的上下级配合，具有选择性，能够有效避免越级跳闸事故发生的具有选择性保护的直流电源系统。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:本具有选择性保护的直流电源系统，包括蓄电池和直流母线，其特征在于，所述的蓄电池与直流母线之间设有出口保护元件，在直流母线上设有并联有若干主馈线保护元件，所述的主馈线保护元件中的至少一个并联有若干分馈线保护元件，且所述的主馈线保护元件与分馈线保护元件均为三段式直流断路器。蓄电池的出口保护元件为熔断器，且熔断器的额定电流值、不小于蓄电池容量值的0.55倍，主馈线保护元件和分馈线保护元件都采用三段式直流断路器，具有短路短延时保护特性，当线路的电流值超过短路短延时整定值后，断路器经短延时后动作。
[0007]在上述的具有选择性保护的直流电源系统中，所述的三段式直流断路器包括具有RC电路的两端式直流断路器，所述的两端式直流断路器上设有短延时部件，所述的短延时部件连接有短路短延时启动线圈。在负载侧产生短路故障时，两端式直流断路器能够有效限制短路电流的上升，最大程度的降低短路对线缆带来的影响。
[0008]在上述的具有选择性保护的直流电源系统中，所述的主馈线保护元件的短路短延时时间大于或等于分馈线保护元件的短路短延时时间。
[0009]在上述的具有选择性保护的直流电源系统中，所述的主馈线保护元件的短路短延时时间为100ms。
[0010]在上述的具有选择性保护的直流电源系统中，所述的出口保护元件为熔断器，且所述的熔断器的额定电流值大于或等于蓄电池容量值的0.55倍。
[0011]在上述的具有选择性保护的直流电源系统中，所述的蓄电池为阀控铅酸电池。
[0012]与现有的技术相比，本具有选择性保护的直流电源系统的优点在于:结构简单，能够避免越级跳闸事故的产生。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型提供的实施例的电路图。
[0014]图2是本实用型新提供的实施例的三段式直流断路器的示意图。
[0015]图中，蓄电池BT、直流母线1、主馈线保护元件Kn、分馈线保护元件Knm、出口保护元件2、熔断器FS、三段式直流断路器3、两端式直流断路器4、短延时部件S、短路短延时启动线圈Q。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0017]如图1所示，本具有选择性保护的直流电源系统，包括蓄电池BT和直流母线1，蓄电池BT与直流母线I之间设有出口保护元件2，在直流母线I上设有并联有若干主馈线保护元件Kn，且主馈线保护元件Kn中的至少一个并联有若干分馈线保护元件Knm，其中，主馈线保护元件Kn与分馈线保护元件Knm均为三段式直流断路器3，蓄电池BT为阀控铅酸电池，出口保护元件2为熔断器FS，熔断器FS连接在蓄电池BT和直流母线I之间，做直流母线I的过电流保护用。蓄电池BT容量根据不同的用途和应用场所，容量是不同的，如对于500kV的变电站，蓄电池BT容量一般为800Ah，对于220kV的变电站，蓄电池BT容量一般为400Ah，对于发电厂百万机组的动力系统，蓄电池BT容量一般为1500Ah-2400Ah。对于不同的蓄电池BT组，熔断器FS的选择是不同的，其额定电流值以不小于蓄电池BT容量值的0.55倍为宜，以蓄电池BT容量为800Ah的直流系统为例，熔断器FS的额定电流不小于440A，考虑到熔断器FS的电流规格，因此需选用额定电流为500A的熔断器FS做蓄电池BT出口保护，主馈线保护元件Kn和分馈线保护元件Knm都采用三段式直流断路器3，三段式直流断路器3在当线路的电流值超过短路短延时整定值后，断路器经短延时后动作，实现上下级的选择性配合。
[0018]具体地，如图2所示，该具有选择性保护的直流电源系统的三段式直流断路器3包括具有RC电路的两端式直流断路器4，其中，两端式直流断路器4上设有短延时部件S，短延时部件S连接有短路短延时启动线圈Q。当通过断路器的电流达到短路短延时电流启动点时，短路短延时启动线圈Q发出信号给短延时部件S ;挡在规定时间内通过断路器的电流持续在短路短延时电流启动点以上，则断路器会在这段时间后，发出脱扣指令给断路器，使断路器执行分闸操作；若在这段时间内，通过断路器的电流低于短路短延时启动点，断路器不执行分闸操作，返回初始状态。主馈线保护元件Kn的短路短延时时间大于或等于分馈线保护元件Knm的短路短延时时间从而防止断路器误跳，负载进线端采用两端式直流断路器4，在负载侧产生短路故障时，能够有效限制短路电流的上升，最大程度的降低短路对线缆带来的影响，两端式直流断路器4的技术原理为:断路器的反向斥力触头在通过大的短路电流时，触头间产生电动斥力限制了短路电流，并且断路器动作速度很快，触头迅速分断，使短路电流在上升中途，还没有达到预期电流峰值之前而下降，最终被完全熄灭，即断路器在短路电流上升过程中，具有截断电流的能力。进一步地，主馈线保护元件Kn的短路短延时时间为100ms，且出口保护元件2为熔断器FS，熔断器FS的额定电流值大于或等于蓄电池BT容量值的0.55倍，蓄电池BT为阀控铅酸电池。
[0019]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0020]尽管本文较多地使用了蓄电池BT、直流母线1、主馈线保护元件Kn、分馈线保护元件Knm、出口保护元件2、熔断器FS、三段式直流断路器3、两端式直流断路器4、短延时部件
S、短路短延时启动线圈Q等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【主权项】
1.一种具有选择性保护的直流电源系统，包括蓄电池(BT)和直流母线(1)，其特征在于，所述的蓄电池(BT)与直流母线(I)之间设有出口保护元件(2)，在直流母线(I)上设有并联有若干主馈线保护元件(Kn)，所述的主馈线保护元件(Kn)中的至少一个并联有若干分馈线保护元件(Knm)，且所述的主馈线保护元件(Kn)与分馈线保护元件(Knm)均为三段式直流断路器(3)。2.根据权利要求1所述的具有选择性保护的直流电源系统，其特征在于，所述的三段式直流断路器(3)包括具有RC电路的两端式直流断路器(4)，所述的两端式直流断路器(4)上设有短延时部件(S)，所述的短延时部件(S)连接有短路短延时启动线圈(Q)。3.根据权利要求2所述的具有选择性保护的直流电源系统，其特征在于，所述的主馈线保护元件(Kn)的短路短延时时间大于或等于分馈线保护元件(Knm)的短路短延时时间。4.根据权利要求3所述的具有选择性保护的直流电源系统，其特征在于，所述的主馈线保护元件(Kn)的短路短延时时间为100ms。5.根据权利要求1或2或3所述的具有选择性保护的直流电源系统，其特征在于，所述的出口保护元件(2)为熔断器(FS)，且所述的熔断器(FS)的额定电流值大于或等于蓄电池(BT)容量值的0.55倍。6.根据权利要求5所述的具有选择性保护的直流电源系统，其特征在于，所述的蓄电池(BT)为阀控铅酸电池。
【专利摘要】本实用新型属于直流电源领域，尤其是涉及一种具有选择性保护的直流电源系统。它解决了现有的直流电源保护系统容易出现大电流误跳，不能有效避免越级跳闸事故的问题。包括蓄电池和直流母线，所述的蓄电池与直流母线之间设有出口保护元件，在直流母线上设有并联有若干主馈线保护元件，所述的主馈线保护元件中的至少一个并联有若干分馈线保护元件，且所述的主馈线保护元件与分馈线保护元件均为三段式直流断路器。本实用新型的优点在于：结构简单，能够避免越级跳闸事故的产生。
【IPC分类】H02H7/22
【公开号】CN205178484
【申请号】CN201520874814
【发明人】朱晓瑾, 钟金辉, 龙伟军, 南寅, 王雪楠, 柯亚其
【申请人】浙江浙能台州第二发电有限责任公司, 北京人民电器厂有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月4日