一种基于多故障信息融合的直流母线保护装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于多故障信息融合的直流母线保护装置。


背景技术：

2.在中低压可再生能源直流配电网系统中，该直流配电系统通过可再生能源给直流母线供电，在运行时会因母线正负极短路或母线正负极同时接地等原因导致电压降低和较大的故障电流发生，造成停电甚至导致火灾安全事故。现有的直流母线保护装置一般采用进线过流保护装置或变换器本体输出限流保护作为母线短路时的后备保护，上述保护方式存在保护误判、动作灵敏度不高、动作时间过长等缺陷。


技术实现要素：

3.实用新型目的：本实用新型针对现有技术对低压可再生能源直流配电网系统的直流母线保护方式存在的采用某一故障条件作为动作判据依据易发生保护误判的问题，提供一种基于多故障信息融合的直流母线保护装置。
4.技术方案：本实用新型所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，所述保护装置包括设置在配电房的主机以及与主机分别通过信号线连接的多个霍尔电流传感器和电压传感器，其中，霍尔电流传感器安装在直流母线各个进线支路上以及直流母线各个出线支路上，电压传感器采集直流母线的电压；每条进线支路和出线支路上均装有直流断路器。
5.其中，直流母线各个进线支路分别对应连接风力发电装置、光伏发电装置、蓄电池以及市政电网；风力发电装置、光伏发电装置和蓄电池分别通过dc/dc变换器与直流母线连接，市政电网通过ac/dc变换器与直流母线连接。
6.其中，直流母线各个出线支路分别通过dc/dc变换器与直流负载连接。
7.其中，所述主机包括cpu控制芯片以及与控制芯片连接的显示电路和ad采样电路，cpu控制芯片通过通讯模块与远程控制终端连接；多个霍尔电流传感器和电压传感器将采集的各进线支路电流、各出线支路电流以及电压信号经过滤波电路滤波后，通过ad采样电路传输给cpu控制芯片；主机上设有人机交互显示屏，cpu控制芯片通过显示电路与显示屏连接；cpu控制芯片通过驱动电路与直流断路器连接。
8.其中，cpu控制芯片的型号为stm32h743。
9.其中，所述显示屏为具有触摸功能的tft液晶屏。
10.有益效果：本实用新型直流母线保护装置采用16位高精度ad采样芯片，电流检测精度高，并且可同时监测直流母线上各路进线支路和出线支路的电流和直流母线电压，采用多个故障条件作为后续动作
‑
故障跳闸判据的依据，从而提高动作可靠性。
附图说明
11.图1为本实用新型直流母线保护装置中霍尔电流传感器和电压传感器的安装位置
示意图；
12.图2为本实用新型直流母线保护装置的电路原理图。
具体实施方式
13.下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步说明。
14.如图1～2所示，本实用新型基于多故障信息融合的直流母线保护装置，保护装置包括设置在配电房的主机以及与主机分别通过信号线连接的多个霍尔电流传感器和电压传感器，其中，霍尔电流传感器安装在直流母线各个进线支路上以及直流母线各个出线支路上，电压传感器采集直流母线的电压；每条进线支路和出线支路上均装有直流断路器(母线保护装置通过发送跳闸信号给这些直流断路器，一旦保护装置判断直流母线发生短路，将给所有连接在直流母线上的进线和出线支路的直流断路器发送跳闸信号，迅速跳闸)。直流母线各个进线支路分别对应连接风力发电装置、光伏发电装置、蓄电池以及市政电网；风力发电装置、光伏发电装置和蓄电池分别通过dc/dc变换器与直流母线连接，市政电网通过ac/dc变换器与直流母线连接。直流母线各个出线支路分别通过dc/dc变换器与直流负载连接。进线支路上，霍尔电流传感器安装在dc/dc变换器变换后的支路正极上，出线支路上，霍尔电流传感器安装在dc/dc变换器变换前的支路正极上。
15.其中，主机包括cpu控制芯片以及与控制芯片连接的显示电路和ad采样电路，cpu控制芯片通过通讯模块与远程控制终端连接；多个霍尔电流传感器和电压传感器将采集的各进线支路电流、各出线支路电流以及母线电压信号经过滤波电路滤波后，通过ad采样电路传输给cpu控制芯片；主机上设有人机交互显示屏，cpu控制芯片通过显示电路与显示屏连接；cpu控制芯片通过驱动电路与直流断路器连接。显示屏为具有触摸功能的tft液晶屏。
16.各路支路短路电流通过霍尔电流传感器进行电流信号隔离后，通过滤波电路转换成0～5v信号，一路母线电压经电压传感器隔离放大后转换成0～5v信号，经滤波电路后的0～5v信号分别连接到两片16位高精度同步采样ad芯片ad7606，在cpu(芯片型号stm32h743)控制下完成高速率采样。芯片stm32h743每隔20微秒计算一次各支路电流和和母线电压、进线和出线电流差，并和设定值进行比较，然后判断后进行故障跳闸和波形记录，并通过tft液晶屏显示比较结果，同时通过网络接口与后台监控系统进行数据交互。
17.本实用新型直流母线保护装置采集各个进线支路上的电流得到流入直流母线的总电流，采集各个出线支路上的电流得到直流母线的流出总电流，将流入直流母线总电流与流出直流母线的总电流进行相减，得到差值，该差值与设定值进行对比，同时将流入直流母线总电流和的绝对值与设定值进行对比，将母线电压与设定值进行对比，通过对比所有流入直流母线的总电流和的绝对值是否超过设定值、直流母线电压是否低于设定值、电流差值是否大于设定值、出线支路电流低于设定值的支路条数是否大于二，只有这些条件同时满足时，直流母线保护才发出动作信号给各支路的直流断路器，快速跳闸，同时装置面板发出告警信号。本发明装置通过采用多个故障条件作为后续动作
‑
故障跳闸判据的依据，从而提高动作可靠性。


技术特征：
1.一种基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：所述保护装置包括设置在配电房的主机以及与主机分别通过信号线连接的多个霍尔电流传感器和电压传感器，其中，霍尔电流传感器安装在直流母线各个进线支路上以及直流母线各个出线支路上，电压传感器采集直流母线的电压；每条进线支路和出线支路上均装有直流断路器。2.根据权利要求1所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：直流母线各个进线支路分别对应连接风力发电装置、光伏发电装置、蓄电池以及市政电网；风力发电装置、光伏发电装置和蓄电池分别通过dc/dc变换器与直流母线连接，市政电网通过ac/dc变换器与直流母线连接。3.根据权利要求1所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：直流母线各个出线支路分别通过dc/dc变换器与直流负载连接。4.根据权利要求1所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：所述主机包括cpu控制芯片以及与控制芯片连接的显示电路和ad采样电路，cpu控制芯片通过通讯模块与远程控制终端连接；多个霍尔电流传感器和电压传感器将采集的各进线支路电流、各出线支路电流以及电压信号经过滤波电路滤波后，通过ad采样电路传输给cpu控制芯片；主机上设有人机交互显示屏，cpu控制芯片通过显示电路与显示屏连接；cpu控制芯片通过驱动电路与直流断路器连接。5.根据权利要求4所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：cpu控制芯片的型号为stm32h743。6.根据权利要求4所述的基于多故障信息融合的直流母线保护装置，其特征在于：所述显示屏为具有触摸功能的tft液晶屏。

技术总结
本实用新型公开了一种基于多故障信息融合的直流母线保护装置，所述保护装置包括设置在配电房的主机以及与主机分别通过信号线连接的多个霍尔电流传感器和电压传感器，其中，霍尔电流传感器安装在直流母线各个进线支路上以及直流母线各个出线支路上，电压传感器采集直流母线的电压；每条进线支路和出线支路上均装有直流断路器。本实用新型直流母线保护装置采用16位高精度AD采样芯片，电流检测精度高，并且可同时监测直流母线上各路进线支路和出线支路的电流和直流母线电压，采用多个故障条件作为后续动作


技术研发人员：陈文波 余学文 朱礼建 张保 邹学毅 梅中华
受保护的技术使用者：南京国臣信息自动化技术有限公司
技术研发日：2021.05.13
技术公布日：2021/11/15