[发明专利]一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法

说明书

本发明公开了一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法，包括，通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障，并去除；利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电流；通过阈值范围对采集的数据进行识别，判断故障类型，进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号；IGBT旁路导通时，对接地故障电流进行强制换流，并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离；断开投切旁路，完成对人体的保护；本发明能够准确区分故障类型，针对两点故障能够及时保护跳闸，灵敏性高，优先保护人体安全，并且可以对瞬时和永久性故障进行区分，减少停电检修次数，提高了系统运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及直流配网的技术领域，尤其涉及一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法。

背景技术

随着分布式能源渗透率的逐步提高和电子设备直流负荷的快速增长，直流配电网的应用前景广阔，研究和实践初步验证了低压直流供电系统的应用价值及其在能源革命进程中的巨大作用。而随着人民生活水平和生活质量的大幅提升，人们对日常安全用电问题也越来越重视，特别是现代社会，大功率电器大量使用、住宅用电负荷也大幅度增长，若供电保护系统设计不合理则有极可能造成人身伤亡事故和国家财产的巨大损失。据相关报道，技术先进的国家每使用大约30亿度电死亡一人，而我国每使用大约1亿度电死亡1人，与发达国家相比，全民电气安全意识和电气安全水平亟待提高。为防止上述电气灾害的发生，研究低压直流系统的电气安全及相应的保护问题具有实用价值及现实意义。

但目前针对LVDC系统的保护问题，国内外尚处于研究阶段，缺乏可靠安全的保护方法，在保护方式上多数采用剩余电流保护器进行保护，但是剩余电流器在保护整定上过于局限且不具有可控性，在发生两点故障时不能准确检测故障和及时保护跳闸而影响人体生命安全的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法，能够克服IT接地方式下发生两点故障时无法准确检测故障和及时保护跳闸而影响人体生命安全的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，通过直流漏电流法检测阳极接地故障和阴极接地故障，并去除；利用高速采样器采集接地故障电流、剩余电流和阳极变化电流；通过阈值范围对采集的数据进行识别，判断故障类型，进而发出控制IGBT旁路开关的控制信号；IGBT旁路导通时，对接地故障电流进行强制换流，并通过报警装置发出报警信号提示人体撤离；断开投切旁路，完成对人体的保护。

作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案，其中：包括，断开投切旁路后对RCD保护装置进行重合闸操作，将两点瞬时故障、永久性单点故障、永久性两点故障进行判断区分，减少停电检修次数。

作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案，其中：高速采样器由高采样率的电子式互感器配合高速数据转发的合并单元构成。

作为本发明所述的基于剩余电流的低压直流配网人体保护方法的一种优选方案，其中：包括，接地故障电流I₁：

剩余电流I₂：

其中，U_dc为直流电压，R₁为线路电阻，R_a为人体电阻，R₀为接地电阻，R_H为源侧高阻。