[发明专利]一种配电网故障快速保护系统

说明书

技术领域

本发明属于配电网技术，具体涉及一种配电网故障快速保护系统。

背景技术

目前TA取电、具备配电线路故障保护功能的配电终端设备，为了保证脱扣能量的可靠，一般采用铅酸电池等可重复充电的电池作为后备电源，这种后备电源需要定期维护，使用不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种不需要后备电池、脱扣能量可靠的配电网故障快速保护系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种配电网故障快速保护系统，包括：控制模块；脱扣跳闸机构，脱扣跳闸机构内设置有用于驱动的跳闸线圈；储能电容；取电供电模块，取电供电模块从电力线取电，并向储能电容和控制模块供电；切换模块，切换模块的一输入端与储能电容连接，另一输入端连接有一引入故障电流的回路，切换模块的输出端与跳闸线圈连接；故障发生需出口动作时，控制模块切换模块动作，储能电容储存的电能和切换模块引入的故障电流同时供至跳闸线圈，驱动脱扣跳闸机构动作。

其中，所述取电供电模块包括：连接到电力线上的电流互感器；整流模块，整流模块的输入端与电流互感器的输出端连接；倍压式电力变换模块，倍压式电力变换模块的输入端与整流模块的输出端连接；所述控制模块和储能电容的供电端与倍压式电力变换模块的输出端连接，控制模块向倍压式电力变换模块输出控制信号控制其变换，控制模块通过电流采集回路向电流互感器采集电流信号，并根据采集的电流信号判断是否故障发生。

优选的是，所述电流互感器的数量为两个，两个电流互感器分别连接到三相电力线的其中两相电力线上。

优选的是，两电流互感器根据取电电流的大小自动切换与整流模块的连接，使得整流模块的输入端始终与取电电流较大的电流互感器连接。

控制模块以两电流互感器中较大的电流信号作为故障发生的判断标准。

本发明的有益效果是：本发明在脱扣跳闸机构需要出口动作时，将故障电流引入到跳闸线圈中，跳闸线圈在故障电流的作用以及储能电容的供电下能够获得可靠的脱扣能量，确保脱扣跳闸机构能够可靠快速地进行脱扣动作，实现快速保护功能。

进一步，当取电供电模块采用电流互感器、整流模块、倍压式电力变换模块等组成时，电源回路可以在20ms内快速建立，控制模块可以快速启动，确保保护系统与站内保护设备的保护级差配合，不会存在保护盲区。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：

图1为本发明的原理组成框图。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种配电网故障快速保护系统，包括控制模块1、脱扣跳闸机构2、储能电容3、切换模块5等，本发明的系统内不需要设置后备电池，免去了定期维护的麻烦。

脱扣跳闸机构2内设置有用于驱动的跳闸线圈21。切换模块5，切换模块5的一输入端与储能电容3连接，另一输入端连接有一引入故障电流的回路，切换模块5的输出端与跳闸线圈21连接。故障发生需出口动作时，控制模块1控制切换模块5动作，切换模块5使得储能电容3和故障电流与跳闸线圈的供电回路导通，储能电容3储存的电能和切换模块5引入的故障电流同时供至跳闸线圈21，驱动脱扣跳闸机构2动作。上述这种储能电容3和故障电流同时供电的方式能够保证快速保护脱扣能量的可靠。

取电供电模块4用于从电力线取电，并向储能电容3和控制模块1供电。取电供电模块4的另一个作用是为了检测电力线是否出现故障。

为了使得电源能够快速建立，取电供电模块4优选包括电流互感器41、整流模块42、倍压式电力变换模块43、电流采集回路44等。上述这种结构能够使得电源电压在20ms内快速建立，控制模块可以快速启动，确保保护系统与站内保护设备的保护级差配合，不会存在保护盲区。

电流互感器41连接到电力线上，用于在电力线上无源取电。整流模块42的输入端与电流互感器41的输出端连接，用于将电流互感器41上所生成的交流电变换成直流电。

倍压式电力变换模块43的输入端与整流模块42的输出端连接，用于将整流模块42变换后的直流电再进行DCDC变换，生成所需的功率输出，所谓倍压式即在其包含的电力变换电路内设置有一倍压电路部分，使得所输出的直流电压大小能够倍式增加，确保输入较低时也能够得到所需的电压供给，在一次线路电流较低时（小于6A时）仍能可靠取电。在实际应用时，此倍压式电力变换模块43可以设置为可以设置有用于输出不同电压大小的输出端，供配电网终端的不同部分使用。