[發明專利]一種用于變電站用功率源系統的開關保護方法

有效

• 申請號: 202011043904.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112383031B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 陸洪建;楊晨;劉志遠;趙欣洋;鄒洪森;李寧;安燕杰;陳昊陽;黃欣;崔鵬;尹琦云;于曉軍;梁守碩;趙健;羅勇;林恒;侯亮;秦有蘇;徐天書;張思齊;尹磊;朱穎;孟騰龍;唐鑫;楊稼祥;王思;仇利輝;趙希洋;李磊;葉濤;李敏;靳武;張璞;許云龍;李偉;楊子婧;白明俊;王玄之;馬楊;杜巍;劉亮;陳效矛;張玄洋;吳明凱;包彤
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司檢修公司;國網寧夏電力有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明公開一種用于變電站用功率源系統的開關保護方法，包括：在每一線路組設置每一開關保護裝置，該開關保護組裝置包括：第一電流采集模塊、分勵脫扣器、主控模塊和第一電動操作模塊；第一電流采集模塊采集流經饋出線的電流，并將饋出線的電流發送到主控模塊；主控模塊根據饋出線的電流判斷饋出線是否故障；若饋出線故障，則主控模塊控制故障的饋出線上的分勵脫扣器跳開對應的第二開關；第一級線路組對應的主控模塊控制第一電動操作模塊閉鎖功率源的輸出端的第一開關。本發明可快速切除故障饋出線，避免功率源輸出閉鎖和開關越級跳閘。

技術領域

本發明涉及開關保護技術領域，尤其涉及一種用于變電站用功率源系統的開關保護方法。

背景技術

變電站用功率源系統為監控系統計算機、測控設備、繼電保護裝置、安全自動裝置、事故照明、應急功率源及斷路器分/合閘操作等重要設備及相關操作提供功率源，是變電站的重要組成部分。

變電站用功率源系統中的交流不間斷功率源系統(UPS)和直流功率源系統，普遍采用了晶閘管(SCR)、雙極型功率晶體管(GTR)、金氧半場效晶體管(MOSFET)或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等電力電子器件。這些電力電子器件的短路耐受時間較短，短時輸出過電流即可能導致器件因功率損耗而燒毀。因此，以電力電子器件為核心的功率源都設計有輸出限流保護電路，在輸出過流或短路故障發生時，只要檢測到短路電流達到電力電子器件的重復峰值電流，即刻關閉輸出驅動，待電流下降后撤銷驅動閉鎖，繼續對外輸出功率。如果輸出過流或短路故障不能消除，此過程會反復數次，然后由軟件驅動程序關閉功率源的輸出。

電力電子功率源的饋出線保護，一般是通過空氣開關的電磁脫扣特性和熱脫扣特性來實現。電磁脫扣的原理，是當電流足夠大時，產生的磁場力克服反力彈簧，吸合銜鐵打擊牽引桿，從而帶動機構動作切斷電路。熱脫扣的原理，是電流經過脫扣器熱元件，熱元件受熱變形至一定程度，打擊牽引桿，從而帶動機構動作切斷電路。

電力電子功率源的饋出線一般采用輻射狀接線方式，即功率源為饋線柜母線供電，從饋線柜母線接出若干回分支饋線到各個用電負荷。根據具體工程的需要，也可能采用兩級分支子饋線的輻射狀接線方式，即功率源為主饋線屏(第Ⅰ級)母線供電，從主饋線屏母線接出若干回分支饋線到分饋線屏(第Ⅱ級)母線，再從分饋線屏母線接出若干回分支饋線到用電負荷。

在實際運行中，電力電子功率源的饋出線保護存在如下問題：

當饋出線發生過流或短路故障時，在功率源輸出限流保護電路的控制作用下，電力電子功率源的輸出電流一般不足以使空氣開關發生脫扣動作，即使短路電流達到了空氣開關的脫扣條件，其脫扣響應速度也通常需要數秒到數十秒，遠低于功率源輸出限流保護的響應速度。當某一回饋出線發生短路故障時，本回饋線的空氣開關不能及時跳開，而電力電子功率源已閉鎖功率輸出，從而導致整條母線失壓，引發停電范圍擴大事故。

對于多級分支子饋線接線方式，各級空氣開關需要按一定的階梯差別合理地進行選型與配置，但在實際運行中，因為生產廠家、型號規格、生產批次甚至產品個體特性的差異，各級空氣開關在動作時間、分斷能力、限流能力、保護特性、使用壽命等指標上，很難達到設計上的級差配合要求。當饋出線發生過流或短路故障時，上下級空氣開關同時動作，越級跳閘，從而導致停電范圍擴大的事故也時有發生。

因此，如何快速準確隔離故障饋出線，有效避免因電力電子功率源輸出短路閉鎖導致的功率輸出關閉，實現站用功率源系統層級上的饋線開關保護級差配合，防止出現停電范圍擴大，成為本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種用于變電站用功率源系統的開關保護方法，以解決現有技術無法快速準確隔離故障饋出線，不能有效避免因電力電子功率源輸出短路閉鎖導致的功率輸出關閉的問題。

本發明實施例公開如下的技術方案：