随着电池技术和整车技术的进步,电动汽车(Electric Vehicle,EV)的普及程度迅速提高,电动汽车将成为未来主要的运输工具,与之相配套的充电设施的规划和建设也成为迫在眉睫的任务。充电站属于交直流耦合的系统,故障特征与普通低压系统有很多不同,传统的保护方案达不到保护的灵敏度要求,甚至造成保护的拒动或误动,有必要研究专门的保护方案。因此,本文对充电站的继电保护方案进行了研究,取得了以下成果:(1)首先对现有充电站的运行模式做了总结。对充电站的整体电气结构做了设计,并对站内主要设备的工作原理进行了分析。(2)在对充电机工作原理分析的基础上,建立了充电机数学模型,制定了充电机的控制策略;然后基于Matlab/Simulink软件搭建了充电站仿真模型。该模型由三台单机充电机并联而成,通过设置不同的额定输出,模拟了充电站正常工作状态。(3)将充电站保护分为充电机自身保护、交流侧保护、直流侧保护三大模块;对每一模块的故障情况做了理论分析,在此基础上设计了各模块的保护方案,并利用仿真模型,验证了保护方案的可靠性和有效性。在直流侧保护方案的设计中,提出以“方向允许式混合变量保护”作为直流侧的主保护。故障发生时,电池组由负载变为电源,电池组将向短路点注入短路电流。“方向允许式混合变量保护”利用电池组出口位置的方向信息,通过光纤信道为各个位置的保护提供动作的允许信号。相比于传统保护方法,“方向允许式混合变量保护”在灵敏性及可靠性方面均具有明显优势。未来,充电站将实现V2G(Vehicle-to-grid,V2G)运行,充电站内的功率流向将更加复杂。“方向允许式混合变量保护”利用功率方向变化作为保护判据,通过合理的整定和逻辑设计,该方法同样适用于V2G运行的充电站。