[發明專利]低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術

有效

• 申請號: 201310345729.8
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103457247A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 繆希仁;吳曉梅;張培銘
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J13/00;G01R31/02;G01R19/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 薛金才;蔡學俊

1.一種低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：?

???1）監測流經低壓系統各層級各支路斷路器的電流、電壓量，并對其進行實時的在線短路故障早期檢測；

???2）就地判斷低壓系統各層級各監測支路是否發生了短路故障；若是，對該支路的故障電流進行峰值預測；若否，繼續監測；

???3）各個檢測到短路故障的支路將該支路的故障電流預測結果及斷路器編號上傳到智能控制與信息交換平臺；然后在平臺上，將上傳的信息與預先存儲在平臺中的各層級的各支路斷路器信息進行分析比較；最后根據分析診斷結果，向能可靠分斷已發生的短路故障的相應層級的支路斷路器發送控制命令；???

???4）支路斷路器根據接收到的命令，在短路早期快速切斷短路故障。

2.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的短路故障早期檢測是基于短路電流奇異性特征及其辨識期間的電壓變化率綜合分析的早期檢測方法。

3.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：無論短路故障發生在任何層級或支路節點，所述的短路故障電流峰值預測對于各層級的每一個檢測到短路故障的支路都要進行，且為了減少智能信息交換平臺判斷時間及其與各支路斷路器短路故障檢測裝置的通訊時間，所有的峰值預測均在各支路斷路器處的本地短路故障早期檢測辨識及其峰值預測裝置中進行。

4.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的短路故障電流峰值預測需要考慮到如下特征量：短路故障的初相角、短路故障早期可靠辨識時刻的電流瞬時值、電壓變化率。

5.根據權利要求4所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述短路故障電流峰值預測包括：首先，采用低壓系統的短路故障仿真模型，獲取全相角范圍的故障樣本；或通過實驗、現場實時在線監測采集獲取故障樣本；其次，利用這些故障樣本及所述特征量，建立短路故障趨勢及其峰值預測模型并進行離線訓練；之后再將訓練好的預測模型參數映射到本地短路故障早期檢測辨識及其峰值預測裝置中，用于對實際的短路電流進行峰值預測。

6.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的智能控制與信息交換平臺中預先需存儲各層級支路斷路器的信息有：斷路器編號、額定電流、額定短路開斷電流；其中，斷路器根據其在系統中所處的位置，從電源向終端編號為N-m，N、m均為自然數，N為層級號，m為該層級的支路編號，且電源處N=1。

7.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的智能控制與信息交換平臺中信息的分析比較，是將檢測到短路故障的各層級各支路上傳的故障電流峰值預測結果，與對應編號的斷路器的額定短路開斷電流進行比較；當編號為N-m的斷路器的額定短路開斷電流?≥?K×該支路故障電流預測峰值，且在滿足該條件的所有檢測到短路故障的相應層級支路斷路器中，此編號為N-m的斷路器的層級號最大，則判斷該斷路器動作，其中K為考慮早期檢測時間、峰值預測時間、通信延時、斷路器固有動作時間及斷路器開斷電弧時間的綜合系數，K≤1。

8.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的斷路器的操作機構為普通斷路器分斷動作機構或快速分斷動作機構。

9.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：保留所述低壓系統中常規的三段式保護整定；所述低壓系統正常運行時，屏蔽該三段式保護中短路故障保護的控制，斷路器的短路故障保護動作由本地短路故障早期檢測辨識及其峰值預測裝置加以控制；在該低壓系統發生故障時，如通信故障或智能控制與信息交換平臺故障，而使得本地裝置未能在上傳信息后的設定的時間內接收到控制信號，則開啟常規的三段式保護設定，以便斷路器按其常規整定值與動作延時加以分斷操作。

10.根據權利要求1所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術，其特征在于：所述的低壓系統多層級全范圍選擇性協調保護技術適用于低壓系統中的各類短路故障，包括：三相短路、兩相短路、單相短路的故障；也適用于低壓系統中的各類接地型式，包括：IT、TT、TN－C、?TN－S、TN—C—S低壓系統接地型式。