席鈺雯

直流配電系統(tǒng)運(yùn)行中保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

席鈺雯

（湖南省長沙市雅禮中學(xué) 湖南長沙 410007）

在電路負(fù)荷的增長下，配電系統(tǒng)面臨的運(yùn)行壓力越來越大，由于技術(shù)不成熟，保護(hù)技術(shù)成為影響直流配電系統(tǒng)發(fā)展的重要因素，而直流配電系統(tǒng)的應(yīng)用則可以有效解決此類問題，本文主要就具體的應(yīng)用方式展開分析。

直流配電系統(tǒng)；保護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

引言

智能電網(wǎng)是當(dāng)今電力系統(tǒng)的發(fā)展方向，而在智能電網(wǎng)中配電網(wǎng)是關(guān)鍵技術(shù)。基于脈寬調(diào)制技術(shù)的直流配電系統(tǒng)是目前相關(guān)學(xué)術(shù)界研究的重點(diǎn)內(nèi)容，它具有傳輸可靠性好、傳輸電能質(zhì)量高、傳輸容量大，并且此系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)節(jié)能，在傳輸過程中電能的損耗低，直流配電系統(tǒng)在分布式電源多接入方面發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢，有效促進(jìn)了直流家電行業(yè)的發(fā)展。因此，直流配電系統(tǒng)在未來智能配電系統(tǒng)中有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 直流配電保護(hù)設(shè)備的研究現(xiàn)狀

1.1 熔斷器

熔斷絲也就是我們平常所說的保險(xiǎn)絲，它是過電流繼電保護(hù)器裝置跟開斷裝置設(shè)計(jì)成為一體的一種開關(guān)設(shè)備。這種開關(guān)價(jià)格低，對于電路中出現(xiàn)電流故障時(shí)的電感低，對直流系統(tǒng)的電路保護(hù)性非常好。所以在最初的直流配電保護(hù)中，熔斷器就是主要的過電流保護(hù)設(shè)備，廣泛應(yīng)用到了直流電動機(jī)、半導(dǎo)體器件、不間斷電源等領(lǐng)域。

1.2 隔離開關(guān)

也就是我們通常所說的刀閘，它的主要特點(diǎn)就是沒有滅弧能力，只能應(yīng)用在無負(fù)荷電流情況下的分合閘操作，但是它最大的缺點(diǎn)就是不能切斷直流電流，所以通常在需要成本低的場合下使用。在出現(xiàn)直流故障的時(shí)候，只能是通過控制交流斷路器和換流器，以及使用隔離開關(guān)對故障電路進(jìn)行隔離的方法來排除故障。此種方法經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但是保護(hù)系統(tǒng)具有較差的速動性，所功電流可靠性也較差，只可以作為直流配電保護(hù)系統(tǒng)在發(fā)展過程中的一個(gè)過渡設(shè)備。

1.3 直流斷路器

直流斷路器在直流電流中，對于故障跳閘以及電路中其它設(shè)備的保護(hù)起著重要的作用。此種設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單靈活，所需保護(hù)配置具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，所以應(yīng)用比較廣泛。直流斷路器根據(jù)電流的開斷，可以分為機(jī)械式和固態(tài)式直流斷路器兩種，另外還有一種基于機(jī)械式和固態(tài)式相結(jié)合的混合式直流斷路器。

2 直流配電系統(tǒng)保護(hù)面臨的關(guān)鍵問題

我國的配電系統(tǒng)從發(fā)展現(xiàn)狀來看，還處于研究探索階段，有以下四個(gè)問題需要解決：

2.1 直流配電系統(tǒng)的接地方式的確立

直流配電系統(tǒng)的接地方式對于整個(gè)電網(wǎng)的保護(hù)方式的選擇有著決定性作用，它對于接地故障電流大小有著直接的影響。一方面在電網(wǎng)中發(fā)生接地故障時(shí)，將會產(chǎn)生很高的接地電壓和接觸電壓，這些電壓將會大大超過允許范圍。另一方面，不接地系統(tǒng)交流側(cè)發(fā)生故障時(shí)也會產(chǎn)生很高的電壓，對人的生命產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅，并且對電網(wǎng)中的設(shè)備產(chǎn)生破壞性威脅。所以在正常情況下，系統(tǒng)應(yīng)該是不接地的，電位此時(shí)應(yīng)該處于懸浮狀態(tài)；而一旦有故障出現(xiàn)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過自從裝置使中性線導(dǎo)體接地，以保證任何設(shè)備的安全。

2.2 直流斷路器的應(yīng)用

直流斷路器是配電系統(tǒng)中保護(hù)用電對象安全的重要設(shè)備，對直流配電的發(fā)展有著重要的影響。在直流電路中，一個(gè)嚴(yán)峻的問題就是直流電路沒有自然過零點(diǎn)，滅弧操作十分困難。目前在配電領(lǐng)域主要采用強(qiáng)迫滅弧的手段，但是此手段下的故障電流非常大，可以直接損壞直流斷路器。幾年來，相關(guān)專家研制出固態(tài)短路器，它有效結(jié)合了機(jī)械開關(guān)的靜態(tài)特性和固態(tài)斷路器的快速反應(yīng)性，在保護(hù)性能上有了極大的提高，是目前直流斷路器的發(fā)展新方向。

直流配電系統(tǒng)的保護(hù)效果與主電路控制策略和控制參數(shù)有著密切的關(guān)系，在設(shè)計(jì)保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，需要關(guān)注控制系統(tǒng)的配合問題，最大限度的提升系統(tǒng)的動態(tài)性能。同時(shí)，還要根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和運(yùn)行參數(shù)來確定整定值，將其發(fā)送至保護(hù)系統(tǒng)中，而保護(hù)系統(tǒng)將檢測到的故障或異常信息及開關(guān)設(shè)備動作情況反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，將控制系統(tǒng)與保護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合，可以形成自適應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)，以提高直流配電系統(tǒng)故障情況下的不間斷運(yùn)行能力。

3 直流配電系統(tǒng)保護(hù)研究展望

（1）在直流配電系統(tǒng)中采用直流斷路器對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，并且建立起靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，易于設(shè)備的接入和摘除，在出現(xiàn)直流故障時(shí)能夠快速處理。

（2）跟上時(shí)代步伐，結(jié)合信息技術(shù)，建立快速通信系統(tǒng)，在信息保護(hù)系統(tǒng)方面進(jìn)行深入拓展。

（3）采用保護(hù)、通信、控制一體化的設(shè)計(jì)方案，對電子器件的保護(hù)功能進(jìn)行有效地整合，把保護(hù)設(shè)備集中管理，降低保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)雜性，縮短保護(hù)響應(yīng)時(shí)間，降低成本。

（4）分布式直流配電系統(tǒng)的電源接入是尖端發(fā)展技術(shù)，是配電系統(tǒng)保護(hù)控制的研究方向。

4 結(jié)語

總之，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的日益成熟，直流配電系統(tǒng)里應(yīng)用的換流元件的研發(fā)技術(shù)也隨著有了很大程度的提高，越來越多的直流電子元件應(yīng)用到了人們的生活和工作當(dāng)中。本文從目前直流配電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，針對面對的困難以及發(fā)展前景進(jìn)行了詳細(xì)地論述，并且對今后的發(fā)展方向做出了指導(dǎo)性意見，希望能夠?yàn)槲覈绷髋潆姳Ｗo(hù)系統(tǒng)的發(fā)展給予一定的啟示。

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