[發明專利]一種三相四線制低壓電網斷線安全保障系統及方法

在審

• 申請號: 202011318983.5
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112398102A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 梁一橋
• 申請（專利權）人: 浙大城市學院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H7/09;H02H3/04;H02J3/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

1.一種三相四線制低壓電網斷線安全保障系統，從三相四線制母線(1)引出三相四線制饋線A(2)，其特征在于，包括：并聯在低壓配電臺區中每條三相四線制饋線A(2)末端的斷線安全保障裝置(9)，斷線安全保障裝置(9)由DC/AC變流器(8)、濾波電路(7)、直流電容器組(10)和控制器(11)組成；直流電容器組(10)由兩組直流電容器串聯構成；濾波電路(7)的一個交流端分別接入三相四線制饋線A(2)的A相(3)、B相(4)和C相(5)，濾波電路(7)的另一個交流端接入DC/AC變流器(8)的交流輸出側；DC/AC變流器(8)直流側的正、負極分別連接直流電容器組(10)中兩組直流電容器的正、負極；濾波電路(7)的中性點連接兩組直流電容器的中點，兩組直流電容器的中點連接三相四線制饋線A(2)的N線(6)。

2.根據權利要求1所述三相四線制低壓電網斷線安全保障系統，其特征在于：濾波電路(7)為LC型三相濾波電路或LCL型三相濾波電路；濾波電路(7)中的三相交流電容器采用星型接法。

3.根據權利要求1所述三相四線制低壓電網斷線安全保障系統，其特征在于：DC/AC變流器(8)為兩電平變流器或三電平變流器。

4.一種如權利要求1所述三相四線制低壓電網斷線安全保障系統的工作方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟1、控制器(11)采樣負載的三相交流電流、三相四線制饋線A(2)末端的三相交流電壓、斷線安全保障裝置(9)的三相交流電流和斷線安全保障裝置(9)內兩組直流電容器的直流電壓；

步驟2、控制器(11)根據步驟1采樣得到的電壓和電流信號識別所在的低壓電網是處于正常工作狀態還是處于斷線故障狀態；并根據識別的所在低壓電網的工作狀態來采取對應的控制模式；

步驟3、當三相四線制母線(1)上游出現斷線故障時，由低壓臺區的負控終端協調控制每臺斷線安全保障裝置(9)的出力，或采用下垂控制策略就地控制每個斷線安全保障裝置(9)的出力；安裝在同一個低壓臺區中的所有斷線安全保障裝置(9)均通過寬帶電力線載波將各自的運行狀態發送給低壓臺區的負控終端。

5.根據權利要求4所述三相四線制低壓電網斷線安全保障系統的工作方法，其特征在于，步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1、當斷線安全保障裝置(9)的控制器(11)識別到三相四線制饋線A(2)出現斷零線故障時，控制器(11)發出斷零線的告警信號提示維護人員，并轉入斷零線控制模式：控制器(11)控制斷線安全保障裝置(9)輸出基本平衡的三相交流電壓；若斷線安全保障裝置(9)對應負載的零線電流超過斷線安全保障裝置(9)的零線電流額定值，則控制器(11)微調斷線安全保障裝置(9)輸出的三相交流電壓，直到通過斷線安全保障裝置(9)的零線電流等于其零線電流額定值；

步驟2.2、當斷線安全保障裝置(9)的控制器(11)識別到三相四線制饋線A(2)出現斷一相線故障時，控制器(11)發出斷一相線的告警信號提示維護人員，并轉入斷一相線控制模式：控制器(11)控制斷線安全保障裝置(9)輸出基本平衡的三相交流電壓，并控制兩正常相輸入斷線安全保障裝置(9)的電流，使得斷線安全保障裝置(9)的直流電壓保持在設定值附近，從而斷線安全保障裝置(9)對應的負載仍由基本平衡的三相電壓供電；同時計算三相四線制饋線A(2)兩正常相和零線的電流有效值；若計算得到的電流有效值超過額定值，則控制器(11)調低斷線安全保障裝置(9)對應于三相四線制饋線A(2)斷線相的輸出電壓以確保饋線電流不超過額定值；

步驟2.3、當斷線安全保障裝置(9)的控制器(11)識別到三相四線制饋線A(2)出現斷兩相線故障時，控制器(11)發出斷兩相線的告警信號提示維護人員，并轉入斷兩相線控制模式：控制器(11)控制斷線安全保障裝置(9)輸出基本平衡的三相交流電壓，并控制剩余一個正常相輸入斷線安全保障裝置(9)的電流，使得斷線安全保障裝置(9)的直流電壓保持在設定值附近，從而斷線安全保障裝置(9)對應的負載仍然由基本平衡的三相電壓供電；同時計算三相四線制饋線A(2)正常相和零線的電流有效值；若計算得到的電流有效值超過額定值，則控制器(11)調低斷線安全保障裝置(9)對應于三相四線制饋線A(2)兩斷線相的輸出電壓以確保饋線電流不超過額定值；

步驟2.4、當斷線安全保障裝置(9)的控制器(11)識別到三相四線制饋線A(2)出現斷一相線加斷零線故障時，控制器(11)發出斷一相線加斷零線告警信號提示維護人員，并轉入斷一相線加斷零線控制模式：控制器(11)控制斷線安全保障裝置(9)輸出基本平衡的三相交流電壓，并控制兩正常相輸入斷線安全保障裝置(9)的電流，使得斷線安全保障裝置(9)的直流電壓保持在其設定值附近，從而斷線安全保障裝置(9)對應負載仍由基本平衡的三相電壓供電；同時計算三相四線制饋線A(2)兩正常相的電流有效值，一旦計算得到的電流有效值超過其額定值，則控制器(11)調整斷線安全保障裝置(9)對應于三相四線制饋線A(2)斷線相的輸出電壓以確保饋線電流不超過額定值。