[發明專利]一種配電網故障快速保護系統

有效

• 申請號: 201210360075.1
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102904224A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王煥文;張源恕;賈其領
• 申請（專利權）人: 珠海許繼電氣有限公司;珠海經緯電氣有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 陳國榮

技術領域

本發明屬于配電網技術，具體涉及一種配電網故障快速保護系統。

背景技術

目前TA取電、具備配電線路故障保護功能的配電終端設備，為了保證脫扣能量的可靠，一般采用鉛酸電池等可重復充電的電池作為后備電源，這種后備電源需要定期維護，使用不方便。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種不需要后備電池、脫扣能量可靠的配電網故障快速保護系統。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種配電網故障快速保護系統，包括：控制模塊；脫扣跳閘機構，脫扣跳閘機構內設置有用于驅動的跳閘線圈；儲能電容；取電供電模塊，取電供電模塊從電力線取電，并向儲能電容和控制模塊供電；切換模塊，切換模塊的一輸入端與儲能電容連接，另一輸入端連接有一引入故障電流的回路，切換模塊的輸出端與跳閘線圈連接；故障發生需出口動作時，控制模塊切換模塊動作，儲能電容儲存的電能和切換模塊引入的故障電流同時供至跳閘線圈，驅動脫扣跳閘機構動作。

其中，所述取電供電模塊包括：連接到電力線上的電流互感器；整流模塊，整流模塊的輸入端與電流互感器的輸出端連接；倍壓式電力變換模塊，倍壓式電力變換模塊的輸入端與整流模塊的輸出端連接；所述控制模塊和儲能電容的供電端與倍壓式電力變換模塊的輸出端連接，控制模塊向倍壓式電力變換模塊輸出控制信號控制其變換，控制模塊通過電流采集回路向電流互感器采集電流信號，并根據采集的電流信號判斷是否故障發生。

優選的是，所述電流互感器的數量為兩個，兩個電流互感器分別連接到三相電力線的其中兩相電力線上。

優選的是，兩電流互感器根據取電電流的大小自動切換與整流模塊的連接，使得整流模塊的輸入端始終與取電電流較大的電流互感器連接。

控制模塊以兩電流互感器中較大的電流信號作為故障發生的判斷標準。

本發明的有益效果是：本發明在脫扣跳閘機構需要出口動作時，將故障電流引入到跳閘線圈中，跳閘線圈在故障電流的作用以及儲能電容的供電下能夠獲得可靠的脫扣能量，確保脫扣跳閘機構能夠可靠快速地進行脫扣動作，實現快速保護功能。

進一步，當取電供電模塊采用電流互感器、整流模塊、倍壓式電力變換模塊等組成時，電源回路可以在20ms內快速建立，控制模塊可以快速啟動，確保保護系統與站內保護設備的保護級差配合，不會存在保護盲區。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式進行進一步的說明：

圖1為本發明的原理組成框圖。

具體實施方式

參照圖1，本發明的一種配電網故障快速保護系統，包括控制模塊1、脫扣跳閘機構2、儲能電容3、切換模塊5等，本發明的系統內不需要設置后備電池，免去了定期維護的麻煩。

脫扣跳閘機構2內設置有用于驅動的跳閘線圈21。切換模塊5，切換模塊5的一輸入端與儲能電容3連接，另一輸入端連接有一引入故障電流的回路，切換模塊5的輸出端與跳閘線圈21連接。故障發生需出口動作時，控制模塊1控制切換模塊5動作，切換模塊5使得儲能電容3和故障電流與跳閘線圈的供電回路導通，儲能電容3儲存的電能和切換模塊5引入的故障電流同時供至跳閘線圈21，驅動脫扣跳閘機構2動作。上述這種儲能電容3和故障電流同時供電的方式能夠保證快速保護脫扣能量的可靠。

取電供電模塊4用于從電力線取電，并向儲能電容3和控制模塊1供電。取電供電模塊4的另一個作用是為了檢測電力線是否出現故障。

為了使得電源能夠快速建立，取電供電模塊4優選包括電流互感器41、整流模塊42、倍壓式電力變換模塊43、電流采集回路44等。上述這種結構能夠使得電源電壓在20ms內快速建立，控制模塊可以快速啟動，確保保護系統與站內保護設備的保護級差配合，不會存在保護盲區。

電流互感器41連接到電力線上，用于在電力線上無源取電。整流模塊42的輸入端與電流互感器41的輸出端連接，用于將電流互感器41上所生成的交流電變換成直流電。

倍壓式電力變換模塊43的輸入端與整流模塊42的輸出端連接，用于將整流模塊42變換后的直流電再進行DCDC變換，生成所需的功率輸出，所謂倍壓式即在其包含的電力變換電路內設置有一倍壓電路部分，使得所輸出的直流電壓大小能夠倍式增加，確保輸入較低時也能夠得到所需的電壓供給，在一次線路電流較低時（小于6A時）仍能可靠取電。在實際應用時，此倍壓式電力變換模塊43可以設置為可以設置有用于輸出不同電壓大小的輸出端，供配電網終端的不同部分使用。