直流蓄电池

直流蓄电池（共5篇）

直流蓄电池 篇1

1 镍镉蓄电池 (组) 的结构及特性

镉镍蓄电池具有优良的电性能, 其使用寿命长、结构坚固、耐过充过放、自放电小、可靠性高、维护方便, 用不同的极板结构来满足不同倍率电流的放电需要。

蓄电池由正极活性物质、负极活性物质分别包在穿孔钢带中经加工而成为正极板和负极板, 正、负极板根据需要数量装配成正、负极板组, 采用绝缘隔离物隔离正、负极板, 牢固地装在铁质或工程塑料外壳内组成。为区分正负极, 盖上靠正极处有“+”号, 并在正极柱上套有红色套管。极柱与盖之间装有橡胶密封圈, 以防止电解液泄漏。蓄电池盖上留有注液口, 平时装有带有出气孔的气塞, 需注入电解液时可随时打开, 它既能排除蓄电池内产生的气体, 又可防止杂物及灰尘落入蓄电池内。

蓄电池组是按需要将不同个数的蓄电池装在铁质、木质或塑料组合框内, 并用铁 (铜) 质镀镍跨接板组合, 结构坚固, 可在冲击振动条件下使用。

2 镍镉蓄电池 (组) 的主要性能

袋式镉镍低倍率蓄电池适用于0.1ItA~0.5ItA电流放电;中倍率蓄电池适用于0.5ItA~3.5ItA电流放电;高倍率蓄电池适用于3.5ItA~7ItA电流放电。

3 索拉蓄电池的使用

在一般状态下索拉直流蓄电池是不投入运行的, 只有当厂用电失去后, 或者直流充电机故障时, 蓄电池才投入运行, 为索拉控制柜、机组120VDC电源箱和后备泵提供电源, 所以我们在使用过程中需要加强对索拉直流室内的巡视, 主要巡视内容如下:

(1) 检查充电机的电压 (135VAC) 、电流 (5A) 是否正常;

(2) 检查充电机报警灯, 高电压、低电压、整流器故障、接地故障在灭状态;

(3) 检查直流室有无异味, 如胶皮烧焦的味道;

(4) 定期测量直流内的温度 (25±10℃) 、湿度 (低于95%) ;

(5) 检查蓄电池组上有无异物。

4 索拉蓄电池的维护

注意:在定充过程中保持房间的通风, 因为蓄电池要释放出气体 (氧气和氢气的混合气) , 在正常的浮充状态下, 1.40-1.42伏/节, 产生的燃气很低。

蓄电池每年要进行1-3次的充放电试验, 主要目的是提高蓄电池极板的活性, 防止由于极板的钝化造成的蓄电池性能的降低。

4.1 20℃±5℃放电性能

在20℃±5℃温度环境下, 不同型号的蓄电池进行放电 (表1) :

4.2 充电20℃±5℃充电性能

蓄电池在每次放电完成后, 应当及时地对蓄电池进行充电

20℃±5℃充电性能

在20℃±5℃温度环境下, 不同型号的蓄电池进行充电 (表2) :

4.3 蓄电池比重测量

在蓄电池进行放电前需要对电解液比重进行测量, 测量的方法是使用1.10-1.30测量范围的比重剂, 记录每节蓄电池的比重, 比重的合格范围在1.18-1.20, 低于此范围的蓄电池, 需要更换电解液, 高于此范围的蓄电池需要及时地加水。蓄电池水的要求可按照表3 (可作为选购蓄电池补充液的参考标准) :

4.4 定期对索拉直流蓄电池室进行清理, 蓄电池室不得摆放杂物, 尤其是酸性的化学试剂

注意:切勿用酒精、汽油等有机溶剂擦拭塑料外壳的蓄电池, 以免外壳发生破裂。

摘要：索拉机组120VDC电源柜、机组控制柜、后备泵在失去厂用电和充电机整流器故障的情况下, 依靠直流蓄电池对其供电, 保证机组正常运行和后备系统启动后的机组的正常润滑, 以及发电机出口断路器在厂用电失去后的操作电源。

关键词：直流蓄电池,应用

参考文献

[1]徐曼珍, 阀控式密封蓄电池及其在通信中的应用, 北京:人民邮电出版社, 1997

[2]modicon modbus protocol reference guide, modicon, inc1996

[3]李靖, 刘东红.变电站蓄电池日常监测原理缺陷的探讨[A]2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C], 2006.

[4]刘东红, 李靖.变电站蓄电池日常监测方式的缺陷及改进[A]第三届浙江中西部科技论坛论文集 (第四卷电力分卷) [C], 2006.

[5]李靖, 刘东红.变电站蓄电池日常监测原理缺陷的探讨[A]2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C], 2006.

[6]刘东红, 李靖.变电站蓄电池日常监测方式的缺陷及改进[A]第三届浙江中西部科技论坛论文集 (第四卷电力分卷) [C], 2006.

直流蓄电池 篇2

烧结余热电厂的规模和直流负荷较小,为了给控制、信号、保护、自动装置、事故照明、直流油泵和交流不停电电源装置等供电,需要装设一套容量能满足全厂停电时直流负荷需要的蓄电池组。通常蓄电池容量的计算方法有电压控制计算法和阶梯负荷计算法[1],本文采用电压控制计算法。

1 蓄电池电压

1.1 蓄电池个数及终止电压确定原则

(1)铅酸蓄电池直流系统每组蓄电池的个数按正常浮充运行时能保证直流母线电压为直流系统额定电压的105%计算,并按不同运行工况进行校核。

(2)蓄电池的终止电压按各事故放电阶段能满足母线最低允许电压确定。

(3)蓄电池组原则上不装设端电池和硅压降设施。

1.2 浮充电压、均衡充电及浮充电流

1.2.1 浮充电压

密封免维护铅酸蓄电池是贫液电池,为保证容量,其电解液比重d比普通铅酸蓄电池高(取1.30),相应开路电压达2.16～2.18V,浮充电压Uf为2.25～2.28V(建议取2.25V,25℃)。但浮充电压需随环境温度变化而进行修正,当温度升高1℃时,其值应下降3mV,反之则应升高3mV。

1.2.2 均衡充电

蓄电池在正常浮充时可不进行均衡充电,出现落后电池(2.20V及以下)及放电后则需进行均衡(补充)充电。均衡充电采用定电流、恒电压两阶段充电方式,充电电流为(0.1～0.25)C10A,建议取0.1C10 A;充电电压为2.35～2.40V,动力专用蓄电池组可取2.40V,混合供电和控制专用蓄电池组建议取2.35V。

1.2.3 浮充电流

密封免维护铅酸蓄电池的自放电率较小,在20℃的环境温度贮存时,自放电造成的容量损失每月约为4%。根据测试浮充电流小于2mA/(A·h)的要求,建议取2mA/(A·h)。

1.3 直流母线和用电设备电压偏差范围

1.3.1 直流母线电压波动范围

直流母线电压允许的波动范围取决于用电设备的允许电压偏差。根据用电设备的标准要求,其上限值控制在110%Un (Un为标称电压),下限值控制在85%Un(动力负荷,包括混合供电)或80%Un(控制负荷)。考虑电缆压降等因素后,电压上限值可取112.5%Un,下限值取87.5%Un(动力负荷)或85%Un(控制负荷)。

1.3.2 直流电机电压偏差

直流电机机端电压偏差在85%Un～110%Un范围内可保持电机持续稳定运行,但应在订货时注明直流电压偏差范围,以便制造厂选配适当的电机容量。

1.3.3 UPS装置电压偏差

目前,静态逆变的UPS装置品种较多,不少产品均满足85%Un～110%Un的偏差值要求。

2 蓄电池容量选择

中天钢铁新区烧结余热发电工程配置3台双压余热锅炉,配套建设1台25MW补汽凝汽式汽轮发电机组。直流电源容量按终期规模考虑,设置1套直流电源装置,分别用于汽机直流油泵、控制保护合闸等,电压为220V。直流负荷计算见表1。

2.1 容量计算

满足事故全停电状态下的持续放电容量为:

式中,CC为蓄电池10h放电率计算容量,A·h;KK为可靠系数,取1.40;KCC为容量系数,在指定的放电终止电压下,对于事故放电时间xh,其值可查[1],这里取0.54。故CC=171A·h,选择电池容量为200A·h。

2.2 220V直流系统电池数量

由n=1.05Un/Uf=102.17知,选104只。

注:Icho为事故放电初期(1 min)冲击放电电流值;CS,x为事故全停电状态下相对应的持续放电时间xh的放电容量;Ichm为事故放电末期随机(5s)冲击放电电流值。

2.3 放电终止电压

控制负荷和动力负荷合并供电,其放电终止电压为:

2.4 电压水平计算

(1)事故放电初期承受冲击放电电流时,蓄电池保持电压的计算。

式中,Kcho为事故放电初期(1min)冲击系数;C10为蓄电池10h放电率标称容量,200A·h。查《电力工程电气设计手册》,对应的保持电压Ud=1.92V,则蓄电池出口电压UD=104×1.92V=199.7V。对蓄电池突然承受放电电流的电压水平进行验算,直流母线电压199.7V≥0.9Ue(198V)。

(2)事故放电末期承受冲击放电电流时,蓄电池保持电压的计算。

式中,Km,x为任意事故放电阶段的10h放电率电流倍数;Kchm,x为xh事故放电末期冲击系数。查《电力工程电气设计手册》,对应Km,x=0.33及Kchm,x=0.01的Ud=1.87V,则蓄电池出口电压UD=104×1.87V=194.5V。对蓄电池再承受冲击负荷时的电压水平进行验算,直流母线电压194.5V>0.875Ue(192.5V)。

2.5 充电模块数量

目前,充电装置有高频开关式和晶闸管式;但由于晶闸管整流装置体积大、技术性能指标差,故推荐使用高频开关充电装置。高频开关充电装置具有集成模块化、技术性能好、体积小、功耗小、自动化水平高等优点,广泛地用于发电厂和变电站中。

高频开关充电装置由若干个模块并联组成,一般都为N+1备份冗余方式,充电电流由N+1模块输出,采用自动均流措施(不平衡度不大于5%)。1组蓄电池配置1组充电装置或2组同容量的充电装置,整流模块选择计算方法如下:

式中,N为高频开关整流模块个数;Ijc为直流系统的经常负荷电流,A;Ime为单个整流模块的额定电流,A。

现蓄电池容量为200A·h,直流经常负荷电流为4.1A,充电模块额定电流为10A,则N=(0.1×200+4.1)/10+1,取整为4,故整流模块数量N=4。根据上述计算结果,选择1套充电设备、1组200A·h蓄电池,配置10A高频充电模块4个,为直流动力负荷和控制负荷供电。

3 降压硅链存在的意义

直流电源系统在对蓄电池组进行均衡充电时,充电模块的输出电压会高于控制回路的额定电压,而放电时输出电压会低于合闸母线的额定电压。降压硅链单元就是直流屏中串接在合闸母线与控制母线之间,由其自动控制电路或手动控制旋纽改变电压值,从而保证控制母线和合闸母线的电压均在正常范围的调压装置,如图1所示。

实际上,由于早期的电磁操动式断路器操作电流大以及镉镍电池的高倍率放电,在负载回路上产生了大的压降,因此为了提高电池的端电压,而又不使二次保护供电电压提高,才引入了降压硅链,出现了合闸母线和控制母线分离的情况。目前,电磁操动式断路器早已被淘汰,弹簧储能式断路器和阀控式铅酸免维护电池的广泛使用都为取消降压硅链奠定了技术基础。经过接线改进及蓄电池的各种运行状况分析,在均衡充电和事故放电时,电压通常能满足技术规程的要求;而降压硅链的存在,会使系统接线变得复杂、可靠性降低、投资增加,因此,建议在直流系统设计时尽量取消降压硅链。

根据《电力工程直流系统设计技术规程》,控制负荷和动力负荷直流母线电压允许的变化范围分别为85%Un～110%Un和87.5%Un～112.5%Un。事故放电电压则由放电末期蓄电池的最低电压决定。均衡充电的电压值按负荷运行电压不应超过规定值,如果达不到要求,可采取以下措施进行调整。

(1)将均衡充电电压降低为2.28V(均充电流取I10～1.25I10)。经试验,在不同放电深度,恒电流和恒电压两阶段的充电时间相差很小,均衡充电2.25V比2.35V的时间少3～4h,而均衡充电一般3～6月一次,增加几个小时不会有什么问题。

(2)对于6V、12V的电池组,国内外许多电池厂可以制造4V、8V、10V的产品,通过在6V电池盒内少装1个单体电池,12V电池盒内少装1～2个单体电池,而电池外壳和引线不变,即可调整电压。

目前,发电厂和变电所的断路器采用液压或弹簧机构,合闸电流很小(2～5A),同时采用微机监控、继电保护和安全自动装置,其控制距离较短,因此,蓄电池放电时的电压满足要求时不设降压装置,如终止电压略低一些则可通过加大蓄电池容量来解决。根据以上分析和计算来选择电池个数,可保证阀控电池在各种运行工况下的电压满足规程要求,其结果见表2。

4 结束语

直流电源是余热电厂的重要组成部分,它为断路器分合闸及二次回路中的仪表、继电保护和事故照明等提供直流电源,并为二次系统的正常运行提供动力。余热电厂相较于常规电厂,规模小、负荷低,动力和控制混合供电,因此需根据这些特点并结合常规算法来选出合适的蓄电池组。蓄电池组容量偏大,会造成电池的浪费和因长期得不到应用而影响寿命;容量偏低,则不能在事故时满足要求从而产生危险。本文根据具体工程中的应用实例,提出了容量计算与选择的方法,并在实际设计中结合相关规范,做到具体工程具体分析,从而设计出适合实际需要的蓄电池组。

注:浮充电压为2.23～2.27V,均充电压为2.30～2.40V;组合电池电压为6V(3个2V单体电池组成)、12V(6个2V单体电池组成)。

参考文献

直流蓄电池 篇3

由于目前民用飞机上普遍装备了了机载蓄电池等作为独立应急备用电源, 其蓄电池类型以镍镉、铅酸蓄电池为主 (少量如B787飞机配备的是锂离子蓄电池) , 这些都需要配合蓄电池充电器来实现对蓄电池充电的控制, 使得蓄电池能处于一个良好的运行维护状态, 故蓄电池充电器的重要性日益增加。

1 蓄电池系统概述

蓄电池系统是民用飞机电源系统的机载独立备用电源, 为全机重要负载提供应急电源, 同时也可以保证直流重要负载的不中断供电转换。

蓄电池系统主要由蓄电池、蓄电池充电控制器、蓄电池接触器、蓄电池直接汇流条及线路保护元器件等构成。单通道窄体客机通常设置主蓄电池和APU蓄电池, 为全机提供应急电源并提供辅助动力装置 (APU) 起动电源。在飞机主电网正常供电时, 蓄电池处于充电状态。蓄电池系统中的蓄电池充电控制器, 对蓄电池的充电过程进行监测及控制。蓄电池接触器, 保证电源系统正常工作时蓄电池直接汇流条与直流重要汇流条的隔离。应急状态下, 蓄电池接触器将被接通, 蓄电池可为全机提供应急电源。

2 蓄电池充电控制器要求与功能

民用飞机蓄电池内部或系统通道中一般需要设置温度传感器, 电流电压传感器等。蓄电池充电控制器采集上述信号, 监测蓄电池充电状态, 实现充电控制, 并将蓄电池状态传送给电源系统级控制器及飞机航电网络。当检测到蓄电池的失效或其他故障时, 蓄电池充电控制器可停止为蓄电池提供充电电流。以满足中国民用航空规章25部运输类飞机适航标准CCAR 25 R4.1353中b6条款的要求:

“ (6) 镍镉蓄电池的安装必须具有:

(i) 一个能够自动控制蓄电池充电速率的系统, 以防止蓄电池过热;

(ii) 一个蓄电池温度敏感和超温告警的系统, 该系统具有一旦出现超温告警情况即可将蓄电池与其充电电源断开的措施;或者

(iii) 一个蓄电池失效敏感和告警系统, 该系统具有一旦发生蓄电池失效即可将蓄电池与其充电电源断开的措施。”

典型的民机蓄电池充电控制器具备以下三种功能:

a) 控制蓄电池的充放电状态以及充电速率;

b) 监测并向上级电源系统报告蓄电池的状态, 如温度, 电流;

c) 通过合理的充电控制, 延长蓄电池使用时间。

3 民机蓄电池充电器输入方案

充电器方案设计需要结合所应用的目标飞机的电网拓扑进行综合考虑。目前民用飞机主流的蓄电池充电输入设计方案可分为两大类, 以A320机型为代表的直流输入的蓄电池控制器和以MD 82、B737 NG机型为代表的交流输入蓄电池充电器。表1是民用飞机中空客及波音的机载蓄电池充电方案的调研和类比数据。

通过调研类比可知, A320、A330、A340等飞机采用了直流输入的蓄电池充电控制器或者蓄电池充电限制器, 由于其机上装备的蓄电池容量均小于40 Ah, 此种充电输入方案简化了系统布置, 但却增大了直流系统变压整流器 (TRU) 的输出功率;B737NG、B767、B777、A380等飞机, 蓄电池系统均采用了交流输入的蓄电池充电控制器, 由交流汇流条供电, 其装载的蓄电池容量均大于40 Ah。而且此类交流输入的蓄电池充电技术方案在实现蓄电池充电控制功能的同时, 可以为直流系统提供额外的用电容量 (如B737 NG、A380以及A400M在蓄电池达到满充电状态时, 每台蓄电池充电控制器均可为部分直流负载提供电源) 。另外, 由于锂离子蓄电池对充电及放电阶段均有电流控制要求, 故B787采用了直流输入的蓄电池充电控制器以保证锂离子电池放电阶段同样可控。

4 两类蓄电池充电器输入方案对比分析

4.1直流 (DC) 输入蓄电池充电控制方案

以A320飞机为例, 该蓄电池系统采用了蓄电池充电限制器 (BCL) , 由直流汇流条为其供电。两台镍镉蓄电池均配有一台专用的蓄电池充电限制器。

蓄电池直接汇流条经接触器连接到直流汇流条上, BCL控制蓄电池接触器, 当蓄电池电压低于26.5V时, 充电循环开始;当蓄电池充电电流低于4安培 (A) 充电循环结束。同时, BCL具有自检测功能。

A320上采用的蓄电池充电限制器 (BCL) 方案, 系统结构简单, 需要从直流汇流条上取电, 无需集成变压整流装置, 结构比较简单, 但因受限于直流汇流条前一级变压整流器容量, 装置的蓄电池容量有限, 较难扩容。

4.2 交流 (AC) 输入蓄电池充电控制方案

以B737NG飞机为例, 其蓄电池系统采用了蓄电池充电器 (BC) , 由交流汇流条为其供电。两台镍镉蓄电池均配有一台专用的蓄电池充电器 (BC) 。

与A320飞机相比, B737NG蓄电池充电器实质上内部集成一台独立的TRU, 将交流电转换为直流电输出, 对蓄电池进行充电及控制, 结构较复杂。在蓄电池达到满电量状态后, 每台充电器可为蓄电池直接汇流条提供至多约65A的直流电源。

4.3 具体优缺点对比

交流输入的充电器方案:

1) 优点:

(1) 降低了TRU的功率需求;

(2) 在波音空客的众多机型中已作为主流的蓄电池技术方案, 其已被广泛使用, 技术成熟且积累了相当的适航取证经验。

2) 缺点:

(1) 系统集成度不高导致蓄电池充电器内部需要集成变压整流器, 重量体积加大;

(2) 内部设计和线路布置较为复杂, 散热性能及可靠性受到影响。

直流输入的充电器方案:

1) 优点:

(1) 不用集成变压整流装置, 充电器重量体积减小;

(2) 设计简单, 有效减少了控制器内部的温度疲劳循环。

2) 缺点:

(1) 增大了TRU的输出功率。容量在300A以上的TRU, 其选型、设计和安装布置有较高的要求, 需要考虑体积、散热等诸多问题;

(2) 相应的对蓄电池的容量有一定限制和影响。

5 结论

直流电源输入的蓄电池充电器减少了充电器体积、重量, 设计简单可靠性高;但对TRU设计要求较高并相应限制了蓄电池装机容量。交流电源输入的蓄电池充电器使用广泛, 技术成熟有较丰富的适航经验;但蓄电池充电器内部需要集成变压整流器, 重量体积加大, 线路布置较为复杂, 散热性能及可靠性受到影响。民用飞机蓄电池充电器输入方案应结合飞机电源系统设计要求如系统集成度、线缆布置、TRU容量、体积、散热等, 以及蓄电池负载分析进行综合权衡考虑。

另外, 蓄电池控制器的功能集成也是将来的一个趋势, 如能够实现蓄电池健康状态诊断, 即于蓄电池充电控制器内部集成蓄电池故障预测和寿命预测功能, 将系统信号采集、故障监测告警、故障预测以及后勤维护决策功能的一体化和高度自动化, 减少蓄电池的周期定检, 降低飞机运营时的维护成本, 同时可为下一代型号积累健康管理系统设计的工程经验。

参考文献

[1]王汝文, 宋政湘, 杨伟, 等.电器智能化原理及应用[M].电子工业出版社, 2004.

[2]朱新宇.民航飞机电气系统[M].西南交通大学出版社, 2012.

直流蓄电池 篇4

中平能化建工集团十一矿项目部原有2台CTY5/6型电阻调速机车,采用电阻调速方式,其电阻调速装置共有9对触头,通过触头的开闭组合控制蓄电池串并联、电机串并联、电机弱磁、电阻串入,形成调速装置的6个档位。该调速装置的主要缺点[1]:①调速过程中串入的电阻将电能变成热能损失掉,浪费电能;②分段改变电机两端的电压,导致机车的速度呈台阶式变化,调速极不平滑;③调速触头多,易损坏,日常维护量大,且配件贵。基于以上缺点,决定采用IGBT直流斩波技术对该电阻调速装置进行改造。

1 直流斩波调速装置的选型

IGBT直流斩波调速装置同可控硅直流斩波调速装置相比,具有控制简单、更节能、滤波电容和电感容量小、装置体积小的特点;同交流变频调速装置相比,由于采用串激直流电动机,具有启动力矩大的优点[2],改造成本低。若采用变频调速装置,还需投入2台交流异步电动机,成本较高,况且变频调速技术在矿用电机车上的应用还不太广泛。结合实际情况,选用了ZBT-100/100X型IGBT直流斩波调速装置箱。

该装置主要技术参数:①适用机车黏重,5 t:②额定电压96 V;③额定电流100 A;④输出电压调节范围10%~90%。

2 工作原理

矿用蓄电池电机车调速装置采用了IGBT大功率开关器件,控制方式为定频调宽。IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的,当栅极施加+15 V电压时IGBT导通,而当栅极施加0~-10 V电压时,IGBT关断。当IGBT VT1(VT2)导通时,电机电流线性上升;当IGBT关断时,电机电流通过续流二极管D1(D2)形成回路,电流线性下降。通过改变IGBT的导通、关断时间的比值(即调压比α=TON/T),即可改变电机两端的电压平均值,从而改变电机转速、实现机车调速[3]。IGBT脉冲调速电路及原理如图1所示。

该装置独到之处是机车的2个电机分别由独立的IGBT控制,提高了电路可靠性。该装置在控制驱动系统中,具有限制电流、短路保护的环节,如果电机绝缘不好或出现短路情况时驱动电路不输出驱动信号,机车不能运行。同时还有温度保护环节,当散热器的温度超过90 ℃时,机车暂停运行,以保护IGBT,防止其因温度过高而损坏。

同电阻调速装置一样,IGBT调速装置箱换向手柄有三档切换位,用来改变电机励磁电流的方向,从而改变电机的旋转方向,实现机车的前进、停车和后退。

3 改造实施方法

3.1 调速装置箱

①把机车原电阻调速装置箱内的端子接线全部拆掉后,将电阻调速箱拆除取下。②将IGBT调速装置箱在原位置固定好。③按调速装置箱外部接线端子图(图2)将电机电枢线、励磁线、蓄电池电源插头线连接到对应接线端子上。④接线完毕,接通电源前,应仔细检查各接线柱对外连线是否正确,确保接线无误后才能通电试车。⑤试车时将机车车轮悬空,同时注意观察机车的两电机转向是否与调速装置箱上的“前进”或“后退”指示一致,若不一致则需将反向电机励磁接线端子调换,至此IGBT调速装置箱安装完毕。

调速装置箱体安装要求:接线腔及出线端口不要过于靠近机车车体,否则会使接线及维修困难;控制器必须与机车司机室底板垂直;装置箱固定底脚在适当位置与车体焊接牢固。

3.2 蓄电池

原蓄电池1个组共48只,每24只为1个小组,利用2个小组蓄电池的串并联对电机车进行调速,需隔爆型插销4个。改造方法是将两小组蓄电池串联起来,需隔爆型插销2个。

3.3 直流电动机

原机车电阻调速装置调速时用到弱磁调速,而IGBT调速装置不需要弱磁调速,所以将2台直流电机励磁绕组的弱磁线拆除即可。IGBT直流斩波调速装置电气原理如图3所示。

4 应用效果

IGBT直流斩波调速装置与电阻调速装置相比,使用效果较好。

(1)启动平稳,加速均匀,实现无级调速。由于IGBT开关频率达到2 kHz,实际电机的电流脉动和力矩脉动很小,可等效为直流电源,所以该装置调速非常均匀。

(2)节能效果好,延长了蓄电池使用寿命。由于IGBT工作在开关状态,导通压降为2 V左右,导通关断时损耗很小,所以调速状态下节能效果显著,可使99%以上电能用于直流电机,较电阻调速装置节能30%。

(3)日常维护大大减少。原电阻调速装置共有9对调速触头,动触头通过转轴与静触头变换接触达到调速目的。由于机车运行中电流较大,经常烧坏触头和连接触头的胶木座,严重影响了电机车的正常运行。IGBT调速装置则可以实现无触点调速控制,日常维护量很小。

(4)该装置较电阻调速及可控硅直流斩波装置电气线路简单,空间大,便于维护检修。

(5)故障率几乎为零。该装置箱主控器件选用英飞凌FF400R06KE3型IGBT(额定电压600 V、电流400 A),额定容量大,在控制驱动系统中具有限制电流、短路保护环节,散热器具有温度保护环节,故障率极低,保证了矸石、物料及人员的及时运输。

5 结论

(1)改造后的机车启动力矩大,启动平稳,调速均匀,保护功能全,节约电能30%左右,延长了蓄电池的使用寿命,深受司机、维护人员和基层管理人员的欢迎。

(2)改造方案简单、方便,投入成本小,收益大。该装置也适用于可控硅直流斩波装置技术改造。

摘要：在分析电阻调速装置缺点的基础上,选用了ZBT-100/100X型IGBT直流斩波调速装置箱对矿用蓄电池电机车调速装置进行改造。介绍了IGBT直流斩波调速装置的工作原理、调速装置箱和蓄电池的改造实施方法以及改造后使用效果。应用表明,改造后的机车启动力矩大,启动平稳,调速均匀,保护功能全,节约电能30%左右,延长了蓄电池的使用寿命。

关键词：矿用蓄电池电机,调速装置,IGBT直流斩波

参考文献

[1]劳动部,煤炭工业部.电机车司机[M].北京:煤炭工业出版社,2003.

[2]张水利,李付亮.电机与电力拖动[M].北京:北京理工大学出版社,2007.

直流蓄电池 篇5

电池储能电站(battery energy storage station, BESS)以其能量密度大、转换效率高、建设周期短、站址适应性强等优点,在电力系统中应用前景广阔[1,2]。大功率储能电站具备较强的稳定性及运行持续性,在电网的各个环节均有应用空间:①在发电阶段调节负荷、平滑新能源出力;②在输电阶段弥补线路损耗;③在配电阶段补偿功率,提高配电系统稳定性;④在用电阶段作为应急与削峰填谷电源。近年来,为了推进智能电网建设,国内外电网企业纷纷开展了储能技术应用研究,并投入多个兆瓦级电池储能电站(megawatt class BESS,MCBESS)试点工程[3,4]。

随着BESS在电力系统中的应用越来越广泛,且容量不断增大,合理的保护配置方案对储能电站及其所在配电网的运行安全十分重要[5]。BESS保护以变流器为界可分为直流系统保护和交流系统保护,本文主要对直流系统保护展开分析。文献[3,6]主张利用换流器低电压、过电流等检测功能兼作储能电站直流系统保护;文献[1,4,7]提出储能电站直流系统采用熔断器及回路断路器等作为保护设备,简化直流系统的保护配置。上述文献提出的方案对于小容量直流系统较为适用,但对于大容量、运行可靠性与持续性要求较高的MCBESS,则需要展开更进一步的研究。

本文以典型的MCBESS系统结构为基础,根据直流系统不同的接地方式,分别分析直流系统极间故障和极地故障的电气量特征,提出极间故障和直流接地系统极地故障保护配置策略以及直流非接地系统接地监控方法,并利用PSCAD/EMTDC验证保护策略的可靠性与有效性。

1MCBESS直流系统结构

MCBESS容量大,储能电池组数量较多,直流系统结构影响到储能电站功能需求、储能电池安全及直流系统保护配置策略。直流系统结构主要包括2个方面:①储能电池的排列、接线方式;②直流系统接地方式。

直流系统的接线方式分为星形连接和线形连接2种[8]。对于星形连接方式,每组储能电池通过单独的开关接入至正负极母线,电池组运行较为灵活,相互影响较小。而对于线形连接方式,电池组通过连接线逐级接入,相互之间存在一定影响。为了提高运行可靠性,MCBESS通常采用星形连接方式。

直流系统接地主要有2类作用:检测接地故障及保护人身与设备安全。MCBESS直流接地方式有3种:不接地、高阻接地、低阻接地。接地点位置可选择为正极、负极或电池组中点等。不接地直流系统中任一极发生低阻接地故障,直流系统不受影响可继续运行;而接地直流系统发生低阻故障时有较大的故障电流,保护可快速动作[9]。为提高供电的可靠性与持续性,BESS可采用不接地系统;若在系统低阻接地时要求保护快速动作可采用低阻接地方式。此外,2种接地方式下单极对地电压允许值存在差异也是接地方式选择需要考虑的问题[10,11,12]。

综合考虑接线方式和接地方式,MCBESS直流侧可采用星形不接地系统(star ungrounding system,SUS)与星形低阻接地系统(star low-impedance system,SLS)2种方式。SUS及SLS为本文故障分析与保护配置研究对象。

2MCBESS直流系统故障分析

直流系统故障有2种类型:极间故障与极地故障。极间故障通常过渡电阻值较小,可近似视为金属性短路,而极地故障过渡电阻值变化范围较大。2种类型的故障位置点可能位于连接线和母线,如图1所示。图中:F1和F2分别为电池连接线极间故障和极地故障点;F3和F4分别为直流母线极间故障和极地故障点;F5和F6分别为换流器连接线极间故障和极地故障点。此外,直流系统故障还包括电池组故障以及换流器故障,由于这2类故障均属于元件内部故障,而且电池组和换流器均具有较为完备的保护控制策略,因此本文不作详细讨论。

2.1极间短路故障分析

极间短路故障属于“对称性”故障,在SUS和SLS中具有相同的故障特征。图2为SUS连接线极间短路的故障回路图。图中:Eb,Rb,Lb分别为电池组等效电势、电阻及电感;RLk,LLk,CLk分别为第k组电池供电回路连接线电阻、电感和电容,k=1,2,…,n;RL,LL,CL分别为直流母线与换流器连接线的电阻、电感及电容;RC和CC分别为直流储能电容的电阻和电容。极间故障点为第1组电池连接线,故障点将RL1,LL1,CL1分为RL11,LL11,CL11与RL12,LL12,CL12。极间故障分析以F1为例,系统中其他点极间短路分析方法与此类似。

直流系统发生极间故障时形成4个故障回路,分别为电池组回路Cp1、直流储能电容放电回路Cp2、换流器整流回路Cp3和并联电池组回路Cp4。Cp1至Cp4均通过故障点,当故障点位于电池组连接线时,Cp1与Cp4回路参数存在差异;当故障点位于直流母线或换流器连接线时,Cp1与Cp4回路参数相同。直流连接线通常为电缆,对地分布电容数量级为0.01 μF,因此分布电容储存能量较小,为了简化可忽略分布电容的暂态放电。

2.1.1 电池组回路Cp1

Cp1是由电池电动势、电阻及电感构成的一阶动态电路,在发生极间短路后,回路中稳态电流ICp1=0.5Eb/(Rb+RL11)。因直流连接线电阻很小,不论故障点位置如何,极间短路后故障电流值都较大,对电池组及直流连接线安全形成威胁。因此,在发生极间故障时要求保护快速切断电池组故障回路。

2.1.2 直流储能电容放电回路Cp2

极间故障发生的瞬间,直流储能电容CC开始放电,其放电回路是由电感、电容及电阻构成的二阶动态电路,对其进行Laplace变换后可得故障后回路电流为:

undefined

式中:u(0-)和i(0-)为系统初始时刻状态。

由于R值较小且L/R远小于1,由式(1)可得iCp2(t)响应类似于脉冲,虽然电流瞬时值较大,但持续时间极短,且故障量受系统参数影响较大,因此不宜作为保护动作的电气量。

2.1.3 换流器整流回路Cp3

当直流储能电容CC放电完成后,流过换流器的电流增大。为保护绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的安全,在短路后微秒级时间内,换流器保护控制系统闭锁IGBT驱动信号,此时换流器反向电力二极管换相导通,工作于整流状态[9]。图3为极间短路换流器整流回路。图中:undefined为升压变压器低压侧三相电压;undefined为换流器工作在整流状态的三相电流;Lf为无源滤波器的单相电感;Rfault和Lfault分别为换流器与故障点间的电阻和电感;Zdcf为直流侧故障阻抗,由故障阻抗与直流储能电容并联组成,一般情况下|Zdcf|<2πf Lf[13];Udc为直流侧电压。

CC放电过程结束后,以二极管1导通为例,计算直流侧电压及短路电流:

式中:ifa为a相短路电流瞬时值,b相和c相电流与其类似;uab(c)为a,b相或a,c相线电压瞬时值;f=50 Hz。

由式(2)可得整流侧电压及电流的最大值和平均值为:

由式(3)可知,极间短路时直流侧电压值小于交流侧电压值,而系统正常运行时交流侧电压最大值小于直流侧电压值,因此,发生故障后直流电压与正常运行情况相比较低。极间故障时,由换流器提供的整流电流的大小与交流系统低压侧电压水平、滤波器电抗以及直流系统连接线阻抗有关。保护配置方案需要综合考虑上述因素。

2.1.4 并联电池组回路Cp4

Cp4与Cp1仅在回路参数上稍有不同,电气量的物理过程基本没有区别,因此Cp4回路电流ICp4与ICp1相同,而且当故障点位于直流母线或换流器连接线时,ICp4=ICp1。

2.2极地短路故障分析

极地故障在非接地系统和低阻接地系统中具有不同的故障特征。图4为经小电阻接地的直流系统连接线极地短路故障示意图。图中:Rg和Rf分别为中性点接地电阻和故障时的过渡电阻,其他电量标识同图2。极地短路故障分析以F2为例,其他点发生极地故障分析方法与此类似。

如图4所示,直流系统极地故障的故障回路与极间故障回路类似,分别为电池组回路Cg1、直流储能电容放电回路Cg2、换流器整流回路Cg3和并联电池组回路Cg4。Cg1,Cg2,Cg4故障电流表达式与极间故障Cp1,Cp2,Cp4类似,不同点在于极地故障回路电流表达式中应含有过渡电阻及接地电阻,只需在电阻部分稍加修改,在此不再分析。Cg3与极间短路Cp3故障电气量有较大区别,简要分析如下。

Cg3由换流器、直流储能电容以及连接线构成,若故障接地电阻Rf较大,则换流器可正常工作,此时Cg3电流值为:

undefined (4)

式中:P为故障前储能系统的有功功率;n为并联电池组数量;Ud为直流储能电容电压。

当Rf值较小时,故障瞬间出现较大电流,换流器保护控制系统出于对IGBT的保护,闭锁驱动信号的输出,此时Cg3回路如图5所示。图中:ib,iCg3,uC,if分别为电池组电感电流、连接线电感电流、直流储能电容电压和滤波器电流的瞬时值。

Cg3回路状态方程为:

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式中: ∑R=RC+Rf+Rf ault

uph=max(ua,ub,uc)

由于二极管的强制换相过程,式(5)在时域范围内解的形式十分复杂。考虑在极限条件(Rf=0)下,iCg3可达到最大值,即

undefined

式中:Zfault=Rfault+j2πf Lfault;ZC=RC+j2πf LC;ZL=j2πf Lf。

接地系统极地短路与极间短路类似,由换流器提供的电流大小与交流系统低压侧电压水平、滤波器电抗以及直流系统连接线阻抗有关。而对于非接地系统发生极地故障时,除正、负极对地电势出现变化外并不影响直流系统的正常运行。

3MCBESS直流系统保护方案

直流系统保护方案主要由极间故障保护(pole-to-pole fault protection,PPFP)、极地故障保护(pole-to-ground fault protection,PGFP)与直流接地监控(DC grounding supervision,DCGS)构成。由于极间故障具有“对称性”,在不同接地方式的系统中故障特征相同,因此PPFP方案适用于各种接地方式的直流系统。但接地方式的差异对极地故障影响较大,系统接地的目的之一即为提高PGFP的灵敏度,因此对于接地直流系统,极地故障时PGFP动作;对于非接地系统,发生一点极地故障仍可继续运行,但若该接地故障过渡电阻较小则必须及早发现,防止另一极发生小电阻接地故障时直流系统出现较大的短路电流,影响储能系统的持续、稳定运行,因此系统需要配置DCGS[8]。

不同接地方式的直流系统,保护及开关配置存在差异,如图1所示。非接地系统只需在正极或负极连接线两端配置PPFP,如图1(a)中Prot_p1,Prot_p2,Prot_i1,Prot_i2。此外,为监测系统接地情况,在直流母线处配置DCGS。直流接地系统需配置PPFP和PGFP这2种保护,如图1(b) 所示,保护的安装位置除Prot_p1,Prot_p2,Prot_i1,Prot_i2外,还包括Prot_n1和Prot_n2;当电池组一极发生接地故障时,另一极在不过载情况下可继续运行。

在分析保护配置之前,规定电流从母线、电池组正极及换流器整流侧正极流出为正方向,流入电池组负极和换流器整流侧负极电流亦为正方向,如图1中保护安装处箭头所示。当直流电流互感器或直流电流表按图示方向安装时,若测量电流为正,则表示实际方向与规定方向相同,反之则方向相反。

3.1非接地直流系统保护方案

3.1.1 PPFP

由2.1节极间故障分析可知:当直流系统发生极间短路,不论故障点位置如何,流过电池组出口处保护Prot_p1及电池连接线与母线接口处保护Prot_p2的电流值都较大,流过换流器连接线上保护Prot_i1及Prot_i2的电流值与交直流系统参数相关,但此时直流储能电容两端电压值较低。因此,Prot_p1和Prot_p2可以利用电流构成保护,而Prot_i1和Prot_i2则可由电压构成判据。相间故障特征以及各保护功能如表1所示。

当极间故障位于直流连接线或直流母线时,流过Prot_p1的故障电流比正常工作电流大,因此Prot_p1可配置带方向的过电流保护。考虑到当故障位于换流器侧直流连接线时,应先由Prot_i1动作切除故障,而Prot_p1作为后备保护须延时动作。为此,引入综合方向作为闭锁判据。定义综合方向为除本线路外流过正极母线侧保护(如Prot_pk和Prot_i2等)的电流方向交集;当上述方向全为负时,综合方向为负,否则为正。以图1(a)为例,当故障位于换流器侧线路时,综合方向为正,此时Prot_p1可根据综合方向判断结果延时动作。对于Prot_p2,由于故障特征相同,因此同样使用带方向的过电流保护,但同时考虑到Prot_p2应作为电池内部故障的后备保护,可采用与电池组保护相同的保护类型,同时延时保证上下级间配合。

当极间故障位于换流器侧直流连接线时,电池侧故障电流较大,而换流器侧故障电流变化范围较大,不宜作为保护判据,因此Prot_i2同样可利用带方向过电流保护,而Prot_i1则可由带方向的低电压完成保护功能。如表1所示,Prot_i1的另外一种功能是作为Prot_p2的后备保护,因此需要根据综合正方向判断结果采取延时。同样,Prot_i2需作为交流系统故障的后备保护,倍频分量检测为直流系统作为交流侧后备保护的判定方法之一[13],也可根据其他方案配置。极间故障后备保护由上一级元件保护提供,因此可不再另设判据。

3.1.2 DCGS

目前,常用的DCGS有电桥法和注入低频交流信号法2种。电桥法存在明显的缺陷,而低频信号法则对直流系统有一定影响[14]。非接地直流系统一极接地时,会影响直流母线正、负极电位,因此,可利用测量电位变化法监测直流系统接地。

测量电位法接地监测方案如图6所示,其通过正、负极接线分别接入直流母线。

图6(a)中,Fp和Fn分别表示正、负极故障。监测装置内部结构如图6(b)所示,由电压表与并联IGBT构成,电压表内阻为RV(大电阻),正(负)极IGBT输入频率fIGBT的信号为Pos或Neg,正负极信号互异,确保同一时间电压表只接入某一极母线;为防止IGBT切换过程中测量表计两端出现过电压,在电压表两端并入电容CV。当监测装置接入正极时,若负极无接地现象,则相当于正极经大电阻RV接地,系统不存在接地回路,因此测量电压约等于0;若此时负极发生接地故障NG,则电压表、接地电阻Rf以及电池组构成回路,内阻RV上流过微量电流,测量电压不为0;同理,当装置接入负极时,可监测正极接地故障PG。

为防止IGBT1与IGBT2同时导通,驱动信号Pos和Neg需加死区。由于直流系统存在对地分布电容,因此装置在切换时测量电压出现极短的暂态过程,在逻辑上需要躲过电容放电时间。直流系统电压在正常运行时也存在一定波动,此时测量电压V也可能不为0,因此判定直流系统接地的动作值要大于对应值Vset(一般较小),DCGS方案逻辑如图6(c)所示。

3.2接地直流系统保护方案

接地直流系统的保护方案包括PPFP和PGFP。PPFP配置方案与非接地系统相同,如表1所示;PGFP在系统经不同大小过渡电阻极地短路时都必须正确动作以切除故障。由2.2节极地短路故障分析可知:当直流系统发生极间短路时,由于过渡电阻大小的不确定性,保护安装处电压及电流值大小变化范围较大,不宜作为保护判据。考虑直流系统均处于储能电站内部,且连接线距离较短,因此可将相应保护两端电流值作差,即构成差动保护。故PGFP的主保护方案可采用差动保护,确保经不同大小过渡电阻短路时均能正确动作,如表2所示。

与PPFP相同,PGFP也需要相互配合,上一级保护作为下一级保护的后备,PGFP保护功能见表2。从图1(b)可以看出,Prot_p1和Prot_n1与Prot_i1作为直流连接线和直流母线故障的后备保护,而Prot_p2和Prot_n2与Prot_i2则分别是电池组和交流系统的后备保护。由于接地故障的过渡电阻阻值变化范围较大,因此Prot_p1和Prot_n1与Prot_i1的后备保护不宜直接利用保护安装处的电流,而以采用接地位置的电流为佳。在储能电站正常运行时,直流系统的正负极对称,因此流过接地点的不平衡电流极小。当直流系统存在接地故障时,接地点流过较明显的故障电流,而且与接地过渡电阻大小密切相关。为使后备保护与差动保护相配合,两者动作时限差应大于规定的时间差;考虑到连接线金属性接地且主保护拒动以及直流母线金属性短路等严重故障,接地电流保护采用反时限,在出现大电流时可快速断开,而在大电阻接地时可延时跳开,因此可用反时限接地电流保护。同时,当直流系统正极接地时,故障电流由地进入接地点;而当负极接地时,故障电流则流出接地点。因此,可用接地点故障电流的方向来判断直流系统的接地极,从而有选择地跳开保护Prot_p1与Prot_n1。综上,Prot_p1与Prot_n1可采用反时限方向接地电流保护。

Prot_p2,Prot_n2,Prot_i2的后备保护配置则与极间故障的后备保护类似。Prot_p2与Prot_n2同样可采用与电池组类似的保护,Prot_i2也可采用倍频分量检测来为交流系统不对称故障提供远后备保护[13]。直流母线由连接线后备保护兼管,不单独设置保护。

4MCBESS直流系统故障及保护仿真

4.1仿真系统及参数

在PSCAD/EMTDC中建立的仿真系统直流部分见图1,直流系统由4组电池通过连接电缆并联接入直流母线,再由直流连接电缆与换流器相连,仿真系统各元件参数见附录A表A1。系统直流部分发生极间短路和极地短路2类故障(不正常运行状态),故障点位置分别为电池组连接电缆50%处、直流母线以及换流器连接电缆50%处,如图1中F1至F6所示。

4.2仿真结果

4.2.1 非接地直流系统仿真

1)极间故障

非接地系统F1处金属性极间短路故障(t=0.5 s时)电量波形如图7所示,其中图7(a)为故障回路Cp1至Cp4的回路电流ICp1至ICp4,图7(b)为保护安装处测量的电流IProt_p1至IProt_i2以及直流储能电容电压Ud。

由图7可得故障回路电流量变化规律:①Cp1与Cp4回路电流迅速增大,故障后电流值甚至达到故障前的几十倍;②Cp2回路故障瞬间,电容放电,ICp2上升至最大值,随后由于电阻及电感作用,电流值迅速衰减;③由于换流器交流侧电压较低,滤波器电抗值较大,因此Cp3回路电流ICp3较小。F3及F5故障仿真结果见附录A图A1和图A2。

表3为故障回路Cp1,Cp3,Cp4的电量稳态值,“/”前为系统仿真值,“/”后为计算值,由于电容放电回路稳态值为0,故表3中未列出。

综合图7及表3可得,不接地系统故障分析与仿真结果基本一致,PPFP配置能可靠、有效地切除直流系统接地故障。

2)接地监测

DCGS系统参数为RV=10 kΩ,CV=1.0 μF,fIGBT=1 Hz。直流系统在0.5～1 s时发生极地故障(PG或NG),故障过渡电阻假设为1 Ω,直流系统极地故障检测结果如图8所示,DCGS分别于0.75 s和0.5 s检测出PG和NG。

4.2.2 低阻接地直流系统仿真

低阻接地直流系统发生极间故障与非接地直流系统相同,故障分析及保护配置仿真同4.2.1节。图9为F2处低阻直流系统极地短路(t=0.5 s正极接地故障)故障波形,图9(a)为故障回路Cg1至Cg4的回路电流ICg1至ICg4,图9(b)为差动保护差动电流Idiff_p和Idiff_i及接地电流Ig。规定图4中Cg1方向是接地电流Ig的正方向,当Ig方向为正时,正极存在接地,反之,负极出现接地。故障回路电流波形可验证第2节直流系统故障分析的结果,保护安装处的测量值则是相应保护动作与否的直观反映。F4及F6处接地故障仿真结果见附录A图A3和图A4。

根据图9可得故障回路电流量变化规律:当系统极地故障且过渡电阻值较小(0.01 Ω)时,Cg1,Cg2,Cg4回路电流与极间故障类似,Cg3回路由换流器及电阻、电感构成,由于换流器交流侧电压较低,滤波器电抗值较大,因此ICg3值与故障前相比变化不大。当系统经大电阻(500 Ω)接地时,由于故障点电压下降很小,则故障前后电气量变化很小,如图9(c)和(d)所示。

不同极地故障下保护动作情况仿真结果如表4所示。

根据以上仿真结果可得:①在连接线处发生金属性短路时,差动电流值较大,保护可正确动作,若主保护拒动,由于接地线电流Ig幅值同样较大,后备保护可在短时间内将故障隔离;②直流母线正极金属性接地时,Ig正向且幅值较大,反时限接地电流方向保护可在短延时后切除故障;③当直流系统经大电阻接地时,Ig值较小,若主保护拒动则后备保护动作时间较长,此时故障电流值亦较小,因此短路经较长时间切除对系统影响较小。

综上所述,低阻接地系统故障分析与仿真结果基本一致,PGFP配置能可靠、有效地切除直流系统接地故障。

5结语

本文以典型大型储能电站系统结构为基础,从直流系统不同接线方式及接地方式的特点出发,分析直流系统极间故障及极地故障特征,分别以极间、极地故障特征为基础,引入综合方向判断,提出PPFP较完整的保护方案,提出以差动保护作为主保护、反时限接地电流方向保护作为后备的PGFP方案。根据非接地系统一点极地故障对电位的影响,提出利用测量电位法对系统接地状态进行监测的DCGS方案。本文研究内容及结果可为大型储能电站的设计和保护方案的配置提供相应理论依据和方法借鉴。

附录见本刊网络版(http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx)。

摘要：大容量电池储能电站在电力系统中的应用越来越多,保护配置策略对储能电站及其所在配电网的安全运行十分重要。文中首先介绍了兆瓦级电池储能电站的系统结构、直流侧接线方式及接地方式。然后,以储能电站的直流系统为研究对象,分析极地短路故障和极间短路故障的电气量特点。在此基础上,提出直流系统极间短路、直流接地系统极地短路保护配置以及直流非接地系统接地监控方法。最后,利用PSCAD/EMTDC建立仿真模型,验证保护方案的可靠性及有效性。