浅谈交直流混合微电网中的安全性
随着分布式发电和储能的大量应用和直流负荷的快速增长,使得直流配电越来越受关注。直流配电系统将会成为未来配电技术的一个重要组成部分。2017年8月26日,国家863课题“高密度分布式能源接入直流混合微电网关键技术”示范工程在浙江上虞投入运行,实现国内首次交直流混合微电网用户侧运行,工程改造或接入分布式光伏总容量1.4mw,2套5kw风力发电系统,1套250kw/800kwh铅酸电池储能系统,1套交直流微电网功率变换与网架系统,系统内交流最高负荷约1.2mw,直流最高负荷约0.9mw。下图为该工程拓扑图。
可以看到,该工程采用单层直流母线结构,约0.85mwp光伏系统通过dc/dc变流装置接入微电网直流母线,1.0mwp光伏接入微电网交流母线,约800kwh铅酸电池组维持直流母线电压稳定,保证微电网离网稳定运行。交流母线和直流母线之间采用双向ac/dc换流器连接,直流母线通过dc/dc变流器变换电压给电动汽车充电桩、led照明、厂房设备等直流负荷进行供电。该示范工程提供了高密度分布式能源接入的新模式,为光伏、风电等新能源安全稳定接入大电网扫清了技术障碍,在国内首次实现交直流混合微电网用户侧的商业化运营,能满足今后电力用户多样化性的需求。
新的技术随之带来的是新的用电安全问题,直流配电系统中运用了大量的电力电子变换设备,电力环境更加复杂,显然在原来交流配电系统中普遍应用的低压保护电器无法继续沿用,以配电系统中的接地故障保护为例,对于采用tn、tt、it接地方式的交流配电系统,一般采用剩余电流保护。传统电子式ac型剩余电流保护器利用零序互感器检测漏电,零序互感器依据法拉第电磁感应电流,磁通量变化产生感应电流,仅能对交流成分的剩余电流进行保护。
与交流配电系统一样,直流配电系统的接地形式也分为tn、tt、it,由于直流用电设备对供电电源要求有可能是负电源或正电源,因此配电系统中有两条电源线的两线制或增加一条中间导线(m线)的三线配电制。下图3为配电系统常用的tt、it接地形式的系统简图。
针对采用电源端接地的tt、tn接地形式的直流配电系统的接地故障防护,使用剩余电流保护依然是最好的方式,对此iec发布了 iec ts 63053:2017《general requirements for residual current protective devices for dc systems》。该直流剩余电流保护装置(dc-rcd)标准规定设定保护阈值最小20ma,最大1a。
在交直流混合电网中直流负载侧,显然普通ac型剩余电流保护器无法完成保护,需要使用dc-rcd进行直流漏电保护,然而目前直流漏电保护还并未推广和市场化,国内也尚无相关标准。实际上,在交直流混合微电网中,漏电成分是非常复杂的,我们来看下abb对于交直流混合微电网中交流侧接地故障的仿真模型。
可以看到,如果交流负载发生绝缘损坏,产生的剩余电流不仅有交流成分,还有直流成分,如果按照惯性思维依然使用ac型漏电保护器在交流负载端进行漏电保护显然是不行的,不仅无法检测直流漏电,甚至叠加的直流漏电会导致检测磁芯预先磁化,导致脱扣值增大,破坏剩余电流保护器的原有的保护功能!
针对剩余电流成分复杂的剩余电流保护器,需要使用type b型剩余电流保护器,对应iec标准为iec62423:2009《type f and type b residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses》,对应国内标准为gb22794:2008《家用和类似用途的不带和带过电流保护的b型剩余电流动作断路器》
b型剩余电流保护器不仅能够对交流剩余电流、脉动直流剩余电流进行保护,此外,还能对1000hz及以下的正弦交流剩余电流、交流剩余电流叠加平滑直流剩余电流、脉动直流剩余电流叠加平滑剩余电流、两相或多相整流电路产生的脉动直流剩余电流、平滑直流剩余电流确保脱扣,能够非常好的应用在交直流混合微电网中。
magtron基于ifluxgate技术的soc芯片整体方案,为b型漏电保护进行了数字化集成,为rccb从传统的ac型/a型向b型的技术升级,提供了一套高性价比的b型漏电解决方案,为充电设备的用电安全提供了更好的保障。
【参考文献】
[1] gb 22794-2008 家用和类似用途的不带和带过电流保护的b型剩余电流动作断路器(b型rccb和b型rcbo)
[2]胡宏宇.低压直流配电系统综合保护与产品标准分析.建筑电气.
[3]abb.faults in lvdc microgrids with front-end converters.
AI版Android系统为什么这么重要 让消费者接受AI还要看场景
操作过电压的抑制措施
基于无线传感网络的瓦斯浓度采集前端电路设计
索尼SRS-HG10体验 加持诸多索尼独家黑科技的它性价比可以说很高了
云从科技再次入围CB insights榜单 NB-IoT模块降至18.5元
浅谈交直流混合微电网中的安全性
特斯拉电动车销量暴涨，但Model S/X销量不好
音频音调控制电路图 音频音调控制电路设计方案
英国盲人罗杰开发了一款盲人智能手机“乔吉”
一罐分量十足的可乐！Nebula Capsule Pro上手评测
量子模拟技术在SSH模型中产生拓扑孤子态
工业机器人中常用的两种轴承的详解
福特公布自动驾驶汽车的设计图_座舱酷似圆形会议室
罗姆开发业内首款电阻膜两点触摸屏用控制器IC
微软内部禁止员工使用ChatGPT
用于工业水箱液位测量的液位传感器
实时时钟电路图设计
西井科技助力智慧城市建设的重点发展方向
光纤成为智慧地产发展重要基石，实现真千兆网络全屋覆盖
天玑1000+发布 联发科旗舰升级显露新动机
可以看到,该工程采用单层直流母线结构,约0.85mwp光伏系统通过dc/dc变流装置接入微电网直流母线,1.0mwp光伏接入微电网交流母线,约800kwh铅酸电池组维持直流母线电压稳定,保证微电网离网稳定运行。交流母线和直流母线之间采用双向ac/dc换流器连接,直流母线通过dc/dc变流器变换电压给电动汽车充电桩、led照明、厂房设备等直流负荷进行供电。该示范工程提供了高密度分布式能源接入的新模式,为光伏、风电等新能源安全稳定接入大电网扫清了技术障碍,在国内首次实现交直流混合微电网用户侧的商业化运营,能满足今后电力用户多样化性的需求。
新的技术随之带来的是新的用电安全问题,直流配电系统中运用了大量的电力电子变换设备,电力环境更加复杂,显然在原来交流配电系统中普遍应用的低压保护电器无法继续沿用,以配电系统中的接地故障保护为例,对于采用tn、tt、it接地方式的交流配电系统,一般采用剩余电流保护。传统电子式ac型剩余电流保护器利用零序互感器检测漏电,零序互感器依据法拉第电磁感应电流,磁通量变化产生感应电流,仅能对交流成分的剩余电流进行保护。
与交流配电系统一样,直流配电系统的接地形式也分为tn、tt、it,由于直流用电设备对供电电源要求有可能是负电源或正电源,因此配电系统中有两条电源线的两线制或增加一条中间导线(m线)的三线配电制。下图3为配电系统常用的tt、it接地形式的系统简图。
针对采用电源端接地的tt、tn接地形式的直流配电系统的接地故障防护,使用剩余电流保护依然是最好的方式,对此iec发布了 iec ts 63053:2017《general requirements for residual current protective devices for dc systems》。该直流剩余电流保护装置(dc-rcd)标准规定设定保护阈值最小20ma,最大1a。
在交直流混合电网中直流负载侧,显然普通ac型剩余电流保护器无法完成保护,需要使用dc-rcd进行直流漏电保护,然而目前直流漏电保护还并未推广和市场化,国内也尚无相关标准。实际上,在交直流混合微电网中,漏电成分是非常复杂的,我们来看下abb对于交直流混合微电网中交流侧接地故障的仿真模型。
可以看到,如果交流负载发生绝缘损坏,产生的剩余电流不仅有交流成分,还有直流成分,如果按照惯性思维依然使用ac型漏电保护器在交流负载端进行漏电保护显然是不行的,不仅无法检测直流漏电,甚至叠加的直流漏电会导致检测磁芯预先磁化,导致脱扣值增大,破坏剩余电流保护器的原有的保护功能!
针对剩余电流成分复杂的剩余电流保护器,需要使用type b型剩余电流保护器,对应iec标准为iec62423:2009《type f and type b residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses》,对应国内标准为gb22794:2008《家用和类似用途的不带和带过电流保护的b型剩余电流动作断路器》
b型剩余电流保护器不仅能够对交流剩余电流、脉动直流剩余电流进行保护,此外,还能对1000hz及以下的正弦交流剩余电流、交流剩余电流叠加平滑直流剩余电流、脉动直流剩余电流叠加平滑剩余电流、两相或多相整流电路产生的脉动直流剩余电流、平滑直流剩余电流确保脱扣,能够非常好的应用在交直流混合微电网中。
magtron基于ifluxgate技术的soc芯片整体方案,为b型漏电保护进行了数字化集成,为rccb从传统的ac型/a型向b型的技术升级,提供了一套高性价比的b型漏电解决方案,为充电设备的用电安全提供了更好的保障。
【参考文献】
[1] gb 22794-2008 家用和类似用途的不带和带过电流保护的b型剩余电流动作断路器(b型rccb和b型rcbo)
[2]胡宏宇.低压直流配电系统综合保护与产品标准分析.建筑电气.
[3]abb.faults in lvdc microgrids with front-end converters.
AI版Android系统为什么这么重要 让消费者接受AI还要看场景
操作过电压的抑制措施
基于无线传感网络的瓦斯浓度采集前端电路设计
索尼SRS-HG10体验 加持诸多索尼独家黑科技的它性价比可以说很高了
云从科技再次入围CB insights榜单 NB-IoT模块降至18.5元
浅谈交直流混合微电网中的安全性
特斯拉电动车销量暴涨，但Model S/X销量不好
音频音调控制电路图 音频音调控制电路设计方案
英国盲人罗杰开发了一款盲人智能手机“乔吉”
一罐分量十足的可乐！Nebula Capsule Pro上手评测
量子模拟技术在SSH模型中产生拓扑孤子态
工业机器人中常用的两种轴承的详解
福特公布自动驾驶汽车的设计图_座舱酷似圆形会议室
罗姆开发业内首款电阻膜两点触摸屏用控制器IC
微软内部禁止员工使用ChatGPT
用于工业水箱液位测量的液位传感器
实时时钟电路图设计
西井科技助力智慧城市建设的重点发展方向
光纤成为智慧地产发展重要基石，实现真千兆网络全屋覆盖
天玑1000+发布 联发科旗舰升级显露新动机