行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及电气保护领域，具体而言，涉及一种电动汽车充电站的过电流保护方 法和装置。

背景技术

随着经济的发展，人们对出行也有了越来越高的要求，为了满足用户的需求，电 动汽车应运而生，并逐渐得到了普及，配套使用的充电站也逐渐地被建立起来，考虑 到充电站的安全运营，需要为充电站配备相关的电流保护装置，现有的充电站所采用 的电流保护方式与应用于日常生活中的电流方式相同，如使用简单的过电压保护装置 和过电流保护装置，且这些保护装置的动作并未考虑充电站的运行特征，由于充电站 的运行特性不同于日常生活中负荷的变化特性，可能导致保护装置误动作，也可能在 系统出现短路时保护装置不动作，从而影响了整个充电站的运行，且并不能保证整个 充电站的安全。

针对相关技术中电动汽车充电站的安全性较低的技术问题，目前尚未提出有效的 解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电动汽车充电站的过电流保护方法和装置，以至少解决 相关技术中电动汽车充电站的安全性较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电动汽车充电站的过电流保护方法， 该方法包括：确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值，其中， 三相供电系统采用三段式过电流保护，第一电流整定值为三段式过电流保护中过电流 保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定值；获取第一保护器件 的安装位置的三相电压和三相电流，其中，第一保护器件用于过电流保护；基于三相 电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压整定值生成用于控制第一保护器件的 控制信号。

进一步地，基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压整定值生成 用于控制第一保护器件的控制信号包括：在三相电压中至少一相电压小于第一电压整 定值，且三相电流中的A相电流和/或C相电流大于第一电流整定值的情况下，生成用 于延迟启动第一保护器件的控制信号。

进一步地，在获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流之后，该方法 还包括：确定第二电流整定值，其中，第二电流整定值为三段式过电流保护中电流速 断保护的电流整定值；在A相电流和/或C相电流大于第二电流整定值的情况下，生成 用于启动第二保护器件的控制信号，其中，第二保护器件用于电流速断保护。

进一步地，在获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流之后，该方法 还包括：确定第三电流整定值，其中，第三电流整定值为三段式过电流保护中限时电 流速断保护的电流整定值；在A相电流和/或C相电流大于第三电流整定值的情况下， 生成用于延迟启动第三保护器件的控制信号，其中，第三保护器件用于限时电流速断 保护。

进一步地，确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值包括： 获取过电流保护的灵敏度和第一保护器件的安装位置的最大短路电流；将灵敏度与最 大短路电流的乘积作为第一电流整定值；获取低电压启动的可靠系数和第一保护器件 的安装位置的最小短路电压；将可靠系数与最小短路电压的乘积作为第一电压整定值。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种电动汽车充电站的过电流保护装置， 该装置包括：第一确定单元，用于确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第 一电压整定值，其中，三相供电系统采用三段式过电流保护，第一电流整定值为三段 式过电流保护中过电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定 值；获取单元，用于获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，其中，第 一保护器件用于过电流保护；第一生成单元，用于基于三相电压、三相电流、第一电 流整定值以及第一电压整定值生成用于控制第一保护器件的控制信号。

进一步地，第一生成单元包括：生成模块，用于在三相电压中至少一相电压小于 第一电压整定值，且三相电流中的A相电流和/或C相电流大于第一电流整定值的情况 下，生成用于延迟启动第一保护器件的控制信号。

进一步地，该装置还包括：第二确定单元，用于在获取第一保护器件的安装位置 的三相电压和三相电流之后，确定第二电流整定值，其中，第二电流整定值为三段式 过电流保护中电流速断保护的电流整定值；第二生成单元，用于在A相电流和/或C 相电流大于第二电流整定值的情况下，生成用于启动第二保护器件的控制信号，其中， 第二保护器件用于电流速断保护。

进一步地，该装置还包括：第三确定单元，用于在获取第一保护器件的安装位置 的三相电压和三相电流之后，确定第三电流整定值，其中，第三电流整定值为三段式 过电流保护中限时电流速断保护的电流整定值；第三生成单元，用于在A相电流和/ 或C相电流大于第三电流整定值的情况下，生成用于延迟启动第三保护器件的控制信 号，其中，第三保护器件用于限时电流速断保护。

进一步地，第一确定单元包括：第一获取模块，用于获取过电流保护的灵敏度和 第一保护器件的安装位置的最大短路电流；第一处理模块，用于将灵敏度与最大短路 电流的乘积作为第一电流整定值；第二获取模块，用于获取低电压启动的可靠系数和 第一保护器件的安装位置的最小短路电压；第二处理模块，用于将可靠系数与最小短 路电压的乘积作为第一电压整定值。

通过上述实施例，在充电站的三相供电系统中采用三段式过电流保护，确定充电 站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值，第一电流整定值为三段式过 电流保护中过电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定值； 获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，第一保护器件用于过电流保护； 基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压整定值生成用于控制第一保 护器件的控制信号，通过采用三段式过电流保护，可以在系统出现故障时及时地进行 保护，从而解决了相关技术中电动汽车充电站的安全性较低的技术问题，实现了提高 充电站的安全的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：

图1是根据本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护的逻辑示意图；以及

图3是根据本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领 域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于 本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第 二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这 样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在 这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的 任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方 法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚 地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解 释：

三段式过流保护：是一种把速断、限时速断及过流三种过电流保护综合在一起的 电流保护，包括电流Ⅰ段的瞬时电流速断保护(简称电流速断保护)、电流Ⅱ段的限时 电流速断保护及电流Ⅲ段的过电流保护。

根据本发明实施例，提供了一种电动汽车充电站的过电流保护方法的实施例，需 要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机 系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不 同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护方法的流程图，如图1 所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值。

三相供电系统采用三段式过电流保护，第一电流整定值为三段式过电流保护中过 电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定值，如低电压启动 的过电流保护中的低电压继电器的电压整定值。

步骤S102，获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，第一保护器件 用于过电流保护。

步骤S103，基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压整定值生成 用于控制第一保护器件的控制信号。

通过上述实施例，在充电站的三相供电系统中采用三段式过电流保护，确定充电 站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值，第一电流整定值为三段式过 电流保护中过电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定值； 获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，第一保护器件用于过电流保护； 基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压整定值生成用于控制第一保 护器件的控制信号，通过采用三段式过电流保护，可以在系统出现故障时及时地进行 保护，从而解决了相关技术中电动汽车充电站的安全性较低的技术问题，实现了提高 充电站的安全的技术效果。

在充电站的配电网中采用经消弧线圈接地或者是中性点不接地的接地方式，并配 置三段式电流保护，由于短路时电流通常会增大，利用这个特征构成了电流保护，这 是一种利用电流增量的保护方式。

在正常运行情况下，三段式电流保护能够满足保护装置(如断路器等)对灵敏度 的要求，当充电站接入配电网之后，充电站功率因素较高，且充电站负荷较大时，负 荷电流也会较大，电流速断保护和限时电流速断保护的整定与负荷电流无关，负荷电 流不影响这两类电流保护的灵敏度，但是过电流保护的整定与最大负荷电流有关，负 荷电流的过大会造成过电流保护作为近后备保护和远后备保护时的灵敏度大大降低， 由保护装置安装处的电气量可知，在短路情况下，保护安装处的电压会大幅度降低， 但是充电站的阻性负荷造成的大电流所引起的电压降低程度确不大，利用该原理，可 以用于构成低电压启动的过电流保护逻辑。即考虑了负荷电流的影响，达到在充电站 引起的过电流情况下，可使灵敏度不受影响的目的。

在上述实施例中，在步骤S101中，确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值 和第一电压整定值可以通过如下方式实现：获取过电流保护的灵敏度和第一保护器件 的安装位置的最大短路电流；将灵敏度与最大短路电流的乘积作为第一电流整定值； 获取低电压启动的可靠系数和第一保护器件的安装位置的最小短路电压；将可靠系数 与最小短路电压的乘积作为第一电压整定值。

具体的，经过对充电站最大负荷进行评估得知，在充电状态时的最大负荷可以等 效为负荷电阻(式中η为充电机效率，U_B为输入电压；I₁为 输入电流，P₁为输入功率，P₀为输出功率，I₀为输出电流，U₀为输出电压)，通过等效 负荷电阻和短路电压即可确定保护范围末端三相短路时的最大短路电流I_K.max，在保证 灵敏度的情况下得到过电流保护整定值，即电流Ⅲ段的电流保护整定值(为过电流保护要求的灵敏度)；然后再计算出保护末端三相短路时的低电压值 V_K3.min(即第一保护器件的安装位置的最小短路电压)，并考虑裕度(即低电压启动的 可靠系数)，即可确定低电压启动的电压整定值(即第一电压整定值) 利用上述的低电压值和电流值可以得到低电压启动的过流保护逻辑。

需要说明的是，上述的过电流保护要求的灵敏度和低电压启动的可靠系数可以根 据相关设备的手册确定，也可以根据经验值确定。若灵敏度由手册或者经验确定，其 准确度会受到一定程度的影响，为了提高其准确度，可以计算出保护范围末端两相短 路情况下的短路电流，并将该短路电流与上述的电流Ⅲ段的电流保护整定值的比值作 为电流保护要求的灵敏度，从而可以避免准确度较低的问题。

在步骤S102中，获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，其中，第 一保护器件用于过电流保护可以采用如下方式实现，利用线路保护装置对互感器的电 压电流波形进行采样滤波,实时计算保护安装处的测量电压U_m(包括A相电压U_A、B 相电压U_B和C相电压U_C)、测量电流I_m(至少包括A相电流I_A和C相电流I_C)，下标A、 B、C分别表示A、B、C三相。

下面结合图2详述本申请的实施例。步骤S103的基于三相电压、三相电流、第一 电流整定值以及第一电压整定值生成用于控制第一保护器件的控制信号包括：在三相 电压中至少一相电压小于第一电压整定值且三相电流中的A相电流I_A和/或C相 电流I_C大于第一电流整定值(即电流Ⅲ段的定时过电流保护的电流整定值)的情况 下，生成用于延迟启动第一保护器件的控制信号。即限时电流速断保护经过t^III的延时 后跳闸。

可选地，在获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流之后，还可以确 定第二电流整定值，第二电流整定值为三段式过电流保护中电流速断保护的电流整定 值，也即电流Ⅰ段的瞬时电流速断保护的电流整定值在A相电流I_A和/或C相电 流I_C大于第二电流整定值的情况下，生成用于启动第二保护器件的控制信号，第二保 护器件用于电流速断保护，即在出现过电流时电流速断保护立即跳闸。

可选地，在获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流之后，还可以确 定第三电流整定值，第三电流整定值为三段式过电流保护中限时电流速断保护的电流 整定值，也即电流Ⅱ段的限时电流速断保护的电流整定值在A相电流I_A和/或C 相电流I_C大于第三电流整定值的情况下，生成用于延迟启动第三保护器件的控制信号， 其中，第三保护器件用于限时电流速断保护。即限时电流速断保护经过t^II的延时后跳 闸。

通过上述实施例，在不受充电站过负荷影响的情况下，可有效解决过负荷情况下 线路过流造成的配电网过电流的近后备作用和远后备作用下灵敏度不足的问题，保证 了继电保护的安全可靠运行。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系 列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限 制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术 人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块 并不一定是本发明所必须的。

本发明实施例还提供了一种电动汽车充电站的过电流保护装置。需要说明的是， 本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护装置可以用于执行本发明实施例所提供 的电动汽车充电站的过电流保护方法。

图3是根据本发明实施例的电动汽车充电站的过电流保护装置的示意图。如图3 所示，该装置可以包括：第一确定单元10、获取单元20以及第一生成单元30。

第一确定单元10，用于确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压 整定值，三相供电系统采用三段式过电流保护，第一电流整定值为三段式过电流保护 中过电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的电压整定值。

获取单元20，用于获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，第一保 护器件用于过电流保护。

第一生成单元30，用于基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以及第一电压 整定值生成用于控制第一保护器件的控制信号。

通过上述实施例，在充电站的三相供电系统中采用三段式过电流保护，第一确定 单元确定充电站中三相供电系统的第一电流整定值和第一电压整定值，第一电流整定 值为三段式过电流保护中过电流保护的电流整定值，第一电压整定值为低电压启动的 电压整定值；获取单元获取第一保护器件的安装位置的三相电压和三相电流，第一保 护器件用于过电流保护；第一生成单元基于三相电压、三相电流、第一电流整定值以 及第一电压整定值生成用于控制第一保护器件的控制信号，通过采用三段式过电流保 护，可以在系统出现故障时及时地进行保护，从而解决了相关技术中电动汽车充电站 的安全性较低的技术问题，实现了提高充电站的安全的技术效果。

可选地，第一确定单元包括：第一获取模块，用于获取过电流保护的灵敏度和第 一保护器件的安装位置的最大短路电流；第一处理模块，用于将灵敏度与最大短路电 流的乘积作为第一电流整定值；第二获取模块，用于获取低电压启动的可靠系数和第 一保护器件的安装位置的最小短路电压；第二处理模块，用于将可靠系数与最小短路 电压的乘积作为第一电压整定值。

在上述实施例中，第一生成单元包括：生成模块，用于在三相电压中至少一相电 压小于第一电压整定值，且三相电流中的A相电流和/或C相电流大于第一电流整定值 的情况下，生成用于延迟启动第一保护器件的控制信号。

可选地，本申请的保护装置还可以包括：第二确定单元，用于在获取第一保护器 件的安装位置的三相电压和三相电流之后，确定第二电流整定值，其中，第二电流整 定值为三段式过电流保护中电流速断保护的电流整定值；第二生成单元，用于在A相 电流和/或C相电流大于第二电流整定值的情况下，生成用于启动第二保护器件的控制 信号，其中，第二保护器件用于电流速断保护。

可选地，本申请的保护装置还可以包括：第三确定单元，用于在获取第一保护器 件的安装位置的三相电压和三相电流之后，确定第三电流整定值，其中，第三电流整 定值为三段式过电流保护中限时电流速断保护的电流整定值；第三生成单元，用于在 A相电流和/或C相电流大于第三电流整定值的情况下，生成用于延迟启动第三保护器 件的控制信号，其中，第三保护器件用于限时电流速断保护。

本实施例中所提供的各个模块与方法实施例对应步骤所提供的使用方法相同、应 用场景也可以相同。当然，需要注意的是，上述模块涉及的方案可以不限于上述实施 例中的内容和场景，且上述模块可以运行在计算机终端或移动终端，可以通过软件或 硬件实现。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有 详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它 的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分， 可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件 可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所 显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模 块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成 的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质 上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的 形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一 台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所 述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘 等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。