[发明专利]断路器快速保护控制系统

说明书

本发明公开了一种断路器快速保护控制系统。本发明采用的技术方案为：断路器快速保护装置根据电流采样的瞬时值幅值或者差分值判断电网发生故障，并向断路器本体汇控系统发送跳闸与合闸指令；断路器本体汇控系统在收到来自断路器快速保护的动作指令后，驱动断路器本体跳闸或合闸；断路器本体汇控系统利用PLC采集断路器的近控/远控切换把手位置、合闸位置节点、断路器本体气压/油压；在接收到来自断路器快速保护的跳闸指令后，只有当断路器处于远控、合闸位置且本体气压/油压正常时，PLC才向断路器本体发送跳闸或者合闸的驱动信号，最终实现断路器本体的动作。本发明实现了电网故障后快速开关的迅速动作。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种数字化的断路器快速保护控制系统。

背景技术

近期浙江电网正在牵头开展基于快速断路器技术的新型短路电流柔性抑制技术，该方案提出在系统敏感点处配置快速断路器，通过在故障后的20ms-30ms内动态改变系统拓扑结构，以降低馈入故障点处的短路电流，从而降低故障点处断路器在切除短路电流时的超标风险。

为了实现故障的快速清除，需要一种数字化的断路器快速保护控制系统，实现电网故障后快速开关的迅速动作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述技术存在的缺陷，提供一种数字化的断路器快速保护控制系统，以实现电网发生故障后断路器的快速动作。

为此，本发明采用如下的技术方案：断路器快速保护控制系统，其包括控制断路器分合的断路器快速保护装置和断路器本体汇控系统；

所述断路器快速保护装置根据电流采样的瞬时值幅值或者差分值，判断电网发生故障，并向断路器本体汇控系统发送跳闸与合闸指令；

所述断路器本体汇控系统收到来自断路器快速保护装置的动作指令后，驱动断路器本体跳闸或合闸；

所述的断路器本体汇控系统利用PLC采集断路器的近控/远控切换把手位置、合闸位置节点、断路器本体气压/油压；在接收到来自断路器快速保护装置的跳闸指令后，只有当断路器处于远控、合闸位置且本体气压/油压正常时，PLC才向断路器本体发送跳闸或者合闸的驱动信号，最终实现断路器本体的动作。

进一步地，为保证动作可靠性，所述的断路器本体汇控系统在接收到一次有效的分闸命令后，2ms以内断路器本体汇控系统不执行其他的分闸命令；PLC接收到合闸指令开始，开始启动计时100ms，在该计时期间接收到的分闸指令不执行而对该分闸指令进行锁存，到计时器结束时刻，如果在该100ms期间收到过分闸命令，则在100ms结束后触发分闸操作。

进一步地，断路器快速保护装置判断系统发生故障的方法如式(1)和(2)所示，当连续三个采样点满足式(1)或者式(2)所示的过流保护判据，则判断系统发生短路故障，电流采样率为10kHz；

i(n)I_set1 (1)

[i(n)-i(n-1)]/(Δt)I_set2 (2)

式中：i(n)表第n个电流采样瞬时值，i(n-1)表第n-1个电流采样瞬时值，n代表采样序号；I_set1为瞬时值过流保护门槛值；I_set2为差分过流保护门槛值；Δt为采样周期，在采样率为10kHz情况下，等于0.1ms。

进一步地，所述的断路器快速保护装置通过FT3报文与断路器本体汇控系统进行信息交互，每帧数据报文的间隔为100us。

进一步地，断路器快速保护装置在判断电网故障后，连续向断路器本体汇控系统发送脉宽间隔1ms、脉宽0.5ms的FT3标准格式的跳闸报文。