直流配电系统运行中保护技术的应用

席钰雯

直流配电系统运行中保护技术的应用

席钰雯

（湖南省长沙市雅礼中学 湖南长沙 410007）

在电路负荷的增长下，配电系统面临的运行压力越来越大，由于技术不成熟，保护技术成为影响直流配电系统发展的重要因素，而直流配电系统的应用则可以有效解决此类问题，本文主要就具体的应用方式展开分析。

直流配电系统；保护技术；应用

引言

智能电网是当今电力系统的发展方向，而在智能电网中配电网是关键技术。基于脉宽调制技术的直流配电系统是目前相关学术界研究的重点内容，它具有传输可靠性好、传输电能质量高、传输容量大，并且此系统的结构简单、经济节能，在传输过程中电能的损耗低，直流配电系统在分布式电源多接入方面发挥出巨大的优势，有效促进了直流家电行业的发展。因此，直流配电系统在未来智能配电系统中有着巨大的发展潜力。

1 直流配电保护设备的研究现状

1.1 熔断器

熔断丝也就是我们平常所说的保险丝，它是过电流继电保护器装置跟开断装置设计成为一体的一种开关设备。这种开关价格低，对于电路中出现电流故障时的电感低，对直流系统的电路保护性非常好。所以在最初的直流配电保护中，熔断器就是主要的过电流保护设备，广泛应用到了直流电动机、半导体器件、不间断电源等领域。

1.2 隔离开关

也就是我们通常所说的刀闸，它的主要特点就是没有灭弧能力，只能应用在无负荷电流情况下的分合闸操作，但是它最大的缺点就是不能切断直流电流，所以通常在需要成本低的场合下使用。在出现直流故障的时候，只能是通过控制交流断路器和换流器，以及使用隔离开关对故障电路进行隔离的方法来排除故障。此种方法经济实惠，但是保护系统具有较差的速动性，所功电流可靠性也较差，只可以作为直流配电保护系统在发展过程中的一个过渡设备。

1.3 直流断路器

直流断路器在直流电流中，对于故障跳闸以及电路中其它设备的保护起着重要的作用。此种设备的结构简单灵活，所需保护配置具有较强的适应性，所以应用比较广泛。直流断路器根据电流的开断，可以分为机械式和固态式直流断路器两种，另外还有一种基于机械式和固态式相结合的混合式直流断路器。

2 直流配电系统保护面临的关键问题

我国的配电系统从发展现状来看，还处于研究探索阶段，有以下四个问题需要解决：

2.1 直流配电系统的接地方式的确立

直流配电系统的接地方式对于整个电网的保护方式的选择有着决定性作用，它对于接地故障电流大小有着直接的影响。一方面在电网中发生接地故障时，将会产生很高的接地电压和接触电压，这些电压将会大大超过允许范围。另一方面，不接地系统交流侧发生故障时也会产生很高的电压，对人的生命产生严重的威胁，并且对电网中的设备产生破坏性威胁。所以在正常情况下，系统应该是不接地的，电位此时应该处于悬浮状态；而一旦有故障出现，系统应当通过自从装置使中性线导体接地，以保证任何设备的安全。

2.2 直流断路器的应用

直流断路器是配电系统中保护用电对象安全的重要设备，对直流配电的发展有着重要的影响。在直流电路中，一个严峻的问题就是直流电路没有自然过零点，灭弧操作十分困难。目前在配电领域主要采用强迫灭弧的手段，但是此手段下的故障电流非常大，可以直接损坏直流断路器。几年来，相关专家研制出固态短路器，它有效结合了机械开关的静态特性和固态断路器的快速反应性，在保护性能上有了极大的提高，是目前直流断路器的发展新方向。

直流配电系统的保护效果与主电路控制策略和控制参数有着密切的关系，在设计保护系统时，需要关注控制系统的配合问题，最大限度的提升系统的动态性能。同时，还要根据系统的运行方式和运行参数来确定整定值，将其发送至保护系统中，而保护系统将检测到的故障或异常信息及开关设备动作情况反馈给控制系统，控制系统实时调整运行方式，将控制系统与保护系统相结合，可以形成自适应的保护系统，以提高直流配电系统故障情况下的不间断运行能力。

3 直流配电系统保护研究展望

（1）在直流配电系统中采用直流断路器对整个系统进行保护，并且建立起灵活的拓扑结构，易于设备的接入和摘除，在出现直流故障时能够快速处理。

（2）跟上时代步伐，结合信息技术，建立快速通信系统，在信息保护系统方面进行深入拓展。

（3）采用保护、通信、控制一体化的设计方案，对电子器件的保护功能进行有效地整合，把保护设备集中管理，降低保护系统的复杂性，缩短保护响应时间，降低成本。

（4）分布式直流配电系统的电源接入是尖端发展技术，是配电系统保护控制的研究方向。

4 结语

总之，随着现代电力电子技术的日益成熟，直流配电系统里应用的换流元件的研发技术也随着有了很大程度的提高，越来越多的直流电子元件应用到了人们的生活和工作当中。本文从目前直流配电技术的发展现状出发，针对面对的困难以及发展前景进行了详细地论述，并且对今后的发展方向做出了指导性意见，希望能够为我国直流配电保护系统的发展给予一定的启示。

[1]雍静，徐欣，曾礼强，李露露.低压直流供电系统研究综述[J].中国电机工程学报，2013（07）.

[2]王丹，毛承雄，陆继明，陈迅，曾杰，张俊峰.直流配电系统技术分析及设计构想[J].电力系统自动化，2013（08）.

[3]宋国兵，李德坤，褚 旭，饶 菁，蔡新雷.基于参数识别原理的VSCHVDC输电线路单端故障定位[J].电网技术，2012（12）.

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2016-11-13