直流配電系統運行中保護技術的應用

席鈺雯

直流配電系統運行中保護技術的應用

席鈺雯

（湖南省長沙市雅禮中學 湖南長沙 410007）

在電路負荷的增長下，配電系統面臨的運行壓力越來越大，由于技術不成熟，保護技術成為影響直流配電系統發展的重要因素，而直流配電系統的應用則可以有效解決此類問題，本文主要就具體的應用方式展開分析。

直流配電系統；保護技術；應用

引言

智能電網是當今電力系統的發展方向，而在智能電網中配電網是關鍵技術。基于脈寬調制技術的直流配電系統是目前相關學術界研究的重點內容，它具有傳輸可靠性好、傳輸電能質量高、傳輸容量大，并且此系統的結構簡單、經濟節能，在傳輸過程中電能的損耗低，直流配電系統在分布式電源多接入方面發揮出巨大的優勢，有效促進了直流家電行業的發展。因此，直流配電系統在未來智能配電系統中有著巨大的發展潛力。

1 直流配電保護設備的研究現狀

1.1 熔斷器

熔斷絲也就是我們平常所說的保險絲，它是過電流繼電保護器裝置跟開斷裝置設計成為一體的一種開關設備。這種開關價格低，對于電路中出現電流故障時的電感低，對直流系統的電路保護性非常好。所以在最初的直流配電保護中，熔斷器就是主要的過電流保護設備，廣泛應用到了直流電動機、半導體器件、不間斷電源等領域。

1.2 隔離開關

也就是我們通常所說的刀閘，它的主要特點就是沒有滅弧能力，只能應用在無負荷電流情況下的分合閘操作，但是它最大的缺點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。在出現直流故障的時候，只能是通過控制交流斷路器和換流器，以及使用隔離開關對故障電路進行隔離的方法來排除故障。此種方法經濟實惠，但是保護系統具有較差的速動性，所功電流可靠性也較差，只可以作為直流配電保護系統在發展過程中的一個過渡設備。

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備的保護起著重要的作用。此種設備的結構簡單靈活，所需保護配置具有較強的適應性，所以應用比較廣泛。直流斷路器根據電流的開斷，可以分為機械式和固態式直流斷路器兩種，另外還有一種基于機械式和固態式相結合的混合式直流斷路器。

2 直流配電系統保護面臨的關鍵問題

我國的配電系統從發展現狀來看，還處于研究探索階段，有以下四個問題需要解決：

2.1 直流配電系統的接地方式的確立

直流配電系統的接地方式對于整個電網的保護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。一方面在電網中發生接地故障時，將會產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，不接地系統交流側發生故障時也會產生很高的電壓，對人的生命產生嚴重的威脅，并且對電網中的設備產生破壞性威脅。所以在正常情況下，系統應該是不接地的，電位此時應該處于懸浮狀態；而一旦有故障出現，系統應當通過自從裝置使中性線導體接地，以保證任何設備的安全。

2.2 直流斷路器的應用

直流斷路器是配電系統中保護用電對象安全的重要設備，對直流配電的發展有著重要的影響。在直流電路中，一個嚴峻的問題就是直流電路沒有自然過零點，滅弧操作十分困難。目前在配電領域主要采用強迫滅弧的手段，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，相關專家研制出固態短路器，它有效結合了機械開關的靜態特性和固態斷路器的快速反應性，在保護性能上有了極大的提高，是目前直流斷路器的發展新方向。

直流配電系統的保護效果與主電路控制策略和控制參數有著密切的關系，在設計保護系統時，需要關注控制系統的配合問題，最大限度的提升系統的動態性能。同時，還要根據系統的運行方式和運行參數來確定整定值，將其發送至保護系統中，而保護系統將檢測到的故障或異常信息及開關設備動作情況反饋給控制系統，控制系統實時調整運行方式，將控制系統與保護系統相結合，可以形成自適應的保護系統，以提高直流配電系統故障情況下的不間斷運行能力。

3 直流配電系統保護研究展望

（1）在直流配電系統中采用直流斷路器對整個系統進行保護，并且建立起靈活的拓撲結構，易于設備的接入和摘除，在出現直流故障時能夠快速處理。

（2）跟上時代步伐，結合信息技術，建立快速通信系統，在信息保護系統方面進行深入拓展。

（3）采用保護、通信、控制一體化的設計方案，對電子器件的保護功能進行有效地整合，把保護設備集中管理，降低保護系統的復雜性，縮短保護響應時間，降低成本。

（4）分布式直流配電系統的電源接入是尖端發展技術，是配電系統保護控制的研究方向。

4 結語

總之，隨著現代電力電子技術的日益成熟，直流配電系統里應用的換流元件的研發技術也隨著有了很大程度的提高，越來越多的直流電子元件應用到了人們的生活和工作當中。本文從目前直流配電技術的發展現狀出發，針對面對的困難以及發展前景進行了詳細地論述，并且對今后的發展方向做出了指導性意見，希望能夠為我國直流配電保護系統的發展給予一定的啟示。

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