CN107919648A - 一种防重合冲击的自适应重合闸装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防重合冲击的自适应重合闸装置及方法，所述装置包括：在配电线路上的断路器、限流电阻、旁路开关、重合闸控制器；其中所述断路器串联所述限流电阻，且所述限流电阻并联有旁路，所述旁路上设有旁路开关；在配电线路正常运行时旁路开关和断路器闭合；所述重合闸控制器连接所述旁路开关、断路器、限流电阻；当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器跳开，将旁路开关断开以投入限流电阻；然后发出重合闸命令将断路器闭合，并检测重合闸后的电流；若电流大于预设电路门限值I_set则判为永久性故障，此时再次跳开断路器，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值I_set则判为瞬时性故障，将旁路开关合上以退出限流电阻，重合闸成功。

Description

一种防重合冲击的自适应重合闸装置及方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种防重合冲击的自适应重合闸装置及方法。

背景技术

随着社会的发展，人类对于资源的依赖度越来越高，特别是对电力的依赖已经无可替代。由此可见，输电网和配电网的正常运行已经成为了保证社会正常运行的基础。现有的配电网中广泛采用自动重合闸装置是在发生故障时能够自动重合闸，但是已有的自动重合闸装置在合闸之前并不判断故障性质，只是简单地经过固定的延时将断路器重合。这样对于瞬时性故障产生的跳闸，重合闸可重合成功；但是对于永久性的故障，重合闸不可能成功。一旦出现永久性的故障，则会在重合闸失败时使线路在短时间内承受两次故障电流；且线路断路器在故障发生后到第一次重合时间内要连续切断两次短路电流，这一工作状况容易使断路器发生故障，从而降低断路器的寿命和开断能力。现有技术中有能够识别永久性故障的自适应重合闸装置和方法，但是仅适用于高压输电线；由此可见现有技术中缺少能够在配电线路上实现永久性故障识别以防止重合冲击的自适应重合闸装置及方法。

发明内容

针对现有技术中存在的在配电线路上缺少能够实现永久性故障识别的自适应重合闸技术的问题，本发明实施例要解决的技术问题是提出一种结构简单且性能可靠的防重合冲击的自适应重合闸装置及方法，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种防重合冲击的自适应重合闸装置，包括：在配电线路上的断路器、限流电阻、旁路开关、重合闸控制器；其中所述断路器串联所述限流电阻，且所述限流电阻并联有旁路，所述旁路上设有旁路开关；在配电线路正常运行时旁路开关和断路器闭合；所述重合闸控制器连接所述旁路开关、断路器、限流电阻；

当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器跳开，将旁路开关断开以投入限流电阻；然后发出重合闸命令将断路器闭合，并检测重合闸后的电流；若电流大于预设电路门限值I_set则判为永久性故障，此时再次跳开断路器，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值I_set则判为瞬时性故障，将旁路开关合上以退出限流电阻，重合闸成功。

其中，所述限流电阻的阻值R为：

R≥R_{fh_min}＝U_n/I_{fh_max}

其中R_{fh_min}为线路最小负荷电阻，U_n为线路额定电压，I_{fh_max}为线路最大负荷电流。

其中，旁路开关KG的开断能力大于预设电路门限值I_set。

其中，其中预设电路门限值I_set为负荷最重时经过限流电阻后的电流，即经过限流电阻R后的最大电流，

I_set＝K_rel*U_n/(R+R_{fh_min})

其中K_rel为可靠系数。

其中，所述可靠系数K_rel为1.2～1.5。

同时，本发明实施例还提出了一种利用如前任一项所述的防重合冲击的自适应重合闸装置的防重合冲击的自适应重合闸方法，包括：

当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器跳开，将旁路开关断开以投入限流电阻；然后发出重合闸命令将断路器闭合，并检测重合闸后的电流；若电流大于预设电路门限值I_set则判为永久性故障，此时再次跳开断路器，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值I_set则判为瞬时性故障，将旁路开关合上以退出限流电阻，重合闸成功。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：上述技术方案提出了一种防重合冲击的自适应重合闸装置和方法，通过增设限流电阻和旁路开关以及全新的重合闸流程，能够通过检测重合闸并限流后的电流大小来检测故障是瞬时性故障和永久性故障，并根据检测结果来进行不同的处理，以避免永久性故障时重合闸的再次大电流冲击，从而实现配电线路的三相自适应重合闸。上述技术方案结构简单且成本低，同时能够提升断路器的寿命和开断性能，从而提高整个配电网的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的电路结构示意图；

图2为本发明实施例的重合闸逻辑的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对配电线路的工作特性,提出了一种防重合冲击的自适应重合闸装置及方法，基于在线路上增设限流电阻和旁路开关的方法来限制断路器重合后的冲击电流并同时检测重合后的电流，这样就可以区分出线路故障是瞬时性的还是永久性的。如果故障是瞬时性的，则旁路限流电阻使线路正常运行；如果故障是永久性的，则再次跳开断路器，避免在发生永久性故障时重合闸导致的大电流对断路器的二次冲击。同时本发明实施例还提出了限流电阻的参数选取方法，并给出了旁路开关的最小开断能力的选取方法。

具体的，如图1所示的，本发明实施例在配电线路上增设限流电阻R来限制断路器重合后的冲击电流，且该限流电阻R还可以用于检测重合后的电流以区分线路故障是瞬时性的还是永久性的；如果是瞬时性故障的则投入旁路开关KG以旁路限流电阻，使线路正常运行；如果是永久性的故障则再次跳开断路器，限流电阻R限制了故障电流的幅值大小，避免了永久性故障时重合闸的再次大电流冲击，从而实现配电线路的三相自适应重合闸。如图1所示的，在配电线路上设有断路器DL、限流电阻R、旁路开关KG；其中所述断路器DL串联所述限流电阻R，且所述限流电阻R并联有旁路，所述旁路上设有旁路开关KG；在配电线路正常运行时旁路开关KG和断路器DL闭合；还包括执行重合闸的重合闸控制器，所述重合闸控制器连接所述旁路开关KG、断路器DL、限流电阻R；当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器DL跳开，并启动重合闸流程；重合闸流程包括：将旁路开关KG断开，投入限流电阻R；重合闸延时到后，发出重合闸命令将断路器DL闭合；此时检测重合闸后的电流，若电流大于预设电路门限值Iset则判为永久性故障，此时再次跳开断路器DL，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值Iset则判为瞬时性故障，将旁路开关KG合上以退出限流电阻R，重合闸成功。

限流电阻R的参数选取方法为：通过限流电阻R将其故障电流限制在最大负荷电流范围内，即

R≥R_{fh_min}＝U_n/I_{fh_max}

其中R_{fh_min}为线路最小负荷电阻，U_n为线路额定电压，I_{fh_max}为线路最大负荷电流。

为了能够确保旁路开关KG的正常工作，旁路开关KG的开断能力的选取应大于预设电路门限值I_set。

其中I_set为负荷最重时经过限流电阻R后的电流，即经过限流电阻R后的最大电流，

I_set＝K_rel*U_n/(R+R_{fh_min})

其中K_rel为可靠系数，在本发明实施例中取1.2～1.5。

下面以一个具体实例来进行说明：

例如对于某10kV配电线路，线路额定电压U_n为10kV，线路最大负荷电流I_{fh_max}约为630A，则线路最小负荷电阻R_{fh_min}约为16Ω。此时限流电阻R可选为18Ω(大于等于R_{fh_min})；可靠系数K_rel取1.5，故负荷最重时经限流电阻R后的电流(即预设电路门限值I_set)约为440A，则旁路开关KG开断能力的选取应大于440A。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防重合冲击的自适应重合闸装置，其特征在于，包括：在配电线路上的断路器、限流电阻、旁路开关、重合闸控制器；其中所述断路器串联所述限流电阻，且所述限流电阻并联有旁路，所述旁路上设有旁路开关；在配电线路正常运行时旁路开关和断路器闭合；所述重合闸控制器连接所述旁路开关、断路器、限流电阻；

当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器跳开，将旁路开关断开以投入限流电阻；然后发出重合闸命令将断路器闭合，并检测重合闸后的电流；若电流大于预设电路门限值I_set则判为永久性故障，此时再次跳开断路器，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值I_set则判为瞬时性故障，将旁路开关合上以退出限流电阻，重合闸成功。

2.根据权利要求1所述的防重合冲击的自适应重合闸装置，其特征在于，所述限流电阻的阻值R为：

R≥R_{fh_min}＝U_n/I_{fh_max}

其中R_{fh_min}为线路最小负荷电阻，U_n为线路额定电压，I_{fh_max}为线路最大负荷电流。

3.根据权利要求1所述的防重合冲击的自适应重合闸装置，其特征在于，旁路开关的开断能力大于预设电路门限值I_set。

4.根据权利要求2所述的防重合冲击的自适应重合闸装置，其特征在于，其中预设电路门限值I_set为负荷最重时经过限流电阻后的电流，即经过限流电阻后的最大电流，

I_set＝K_rel*U_n/(R+R_{fh_min})

其中K_rel为可靠系数。

5.根据权利要求4所述的防重合冲击的自适应重合闸装置，其特征在于，所述可靠系数K_rel为1.2～1.5。

6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的防重合冲击的自适应重合闸装置的防重合冲击的自适应重合闸方法，其特征在于，包括：

当配电线路发生故障后，所述重合闸控制器将断路器跳开，将旁路开关断开以投入限流电阻；然后发出重合闸命令将断路器闭合，并检测重合闸后的电流；若电流大于预设电路门限值I_set则判为永久性故障，此时再次跳开断路器，退出重合闸；若电流小于预设电路门限值I_set则判为瞬时性故障，将旁路开关合上以退出限流电阻，重合闸成功。