CN111952948B - 一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法，零损耗深度限流装置包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器；本发明的零损耗深度限流装置通过分相控制器根据电流数值和使能值控制N个快速开关分闸触发模块/开关合闸触发模块依次动作，从而对快速开关进行控制，实现短时间内零损耗深度限流装置快速开关多次分合闸操作，解决了零损耗深度限流装置短时间内不能多次限制超标短路电流的技术问题，保障电网设备安全稳定运行，提高了电网的运行可靠性。

Description

一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法。

背景技术

随着电力系统容量的不断扩大，短路电流超标情况越来越严重，当断路器开断大于其额定遮断容量的短路电流时，可能引发断路器爆炸、越级跳闸、大面积停电事件发生，严重威胁电网及电力设备的安全。为解决上述问题，目前有两种解决手段，一种是更换更大遮断容量的断路器，一种是采用限流技术限制超标的短路电流，但更换更大遮断容量的断路器，因其制造成本高，不经济，难以推广应用。

限流技术一般可从调整电网结构、改变系统运行方式和加装限流设备三方面来考虑限制短路电流。现有的技术措施主要有发展高一级电压电网、采用直流联网、大容量机组的发电厂采用单元接线、多母线分列运行或母线分段运行、采用高阻抗变压器、加装限流电抗器等，尽管这些措施在一定程度上可以抑制电网的故障电流，但均存在着压降及电能损耗等问题。而加装零损耗深度限流装置作为一种有效的技术措施，不但可以限制电力系统超标短路电流，保障电网的安全可靠运行，而且能够实现零损耗、零压降的目标，具有良好的节能降耗的经济效益和社会效益。

零损耗深度限流装置采用“限流电抗器与基于电磁斥力驱动的快速开关并联”的结构。限流装置正常运行时快速开关处于合闸状态，短接限流电抗器，装置处于零损耗、零压降状况；限流装置负荷侧发生短路故障时，快速开关快速分闸，投入限流电抗器，将短路电流限制在线路、主变断路器额定遮断容量范围内。目前，行业内基于电磁斥力驱动的快速开关分合闸操作电源普遍采用电容储能方式，在分合闸储能电容完成储能后方可进行快速开关分合闸，快速开关分合闸操作时需相应的分合闸储能电容放电，快速开关分合闸操作后相应的分合闸储能电容需耗时重新储能，分合闸储能电容在完成储能前快速开关不能进行分合闸操作，即短时间内快速开关只能分合闸一次，不能多次分合闸操作，不满足短时间内多次限流需求，存在以下问题：

①当限流装置安装在线路上且保护重合于永久性故障时，限流装置快速开关因分闸储能电容放电后未完成再次储能，快速开关无法分闸，不能投入限流电抗器，无法限制短路电流。

②当限流装置安装在母线进线侧且母线馈线保护重合于近区永久性故障或短时多条馈线发生近区短路故障时，限流装置快速开关因分闸储能电容放电后未完成再次储能，快速开关无法分闸，不能投入限流电抗器，无法限制短路电流。

综上所述，现有技术的零损耗深度限流装置在电力系统短时间内发生多次短路故障时，存在着无法在短时间内进行多次分合闸操作从而无法多次限制超标短路电流的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法，用于解决现有技术的零损耗深度限流装置在电力系统短时间内发生多次短路故障时，存在着无法在短时间内进行多次分合闸操作从而无法多次限制超标短路电流的技术问题。本发明提供的一种零损耗深度限流装置，包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器；分相控制器的第一端口与快速开关模块的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器的第三端口相连接；

分相控制器用于采集输电线路中的电流数值，获取N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中；

快速开关分闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关分闸指令，执行快速开关分闸动作，控制快速开关模块进行分闸；

快速开关合闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关合闸指令，执行快速开关合闸动作，控制快速开关模块进行合闸；

快速开关模块用于进行分闸/合闸。

优选的，快速开关模块包括分闸线圈以及合闸线圈，分闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第二端口、第四端口；合闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第三端口、第五端口。

优选的，快速开关分闸触发模块包括储能电源Uy₁、二极管VD₁、限流电抗L₁、分闸储能电容C₁以及分闸可控硅SCR₁；分闸可控硅SCR₁的控制极与分相控制器的第二端口相连接，负极分别与分闸储能电容C₁的一端和限流电抗L₁的一端相连接；限流电抗L₁的另一端与储能电源Uy₁的一端相连接，储能电源Uy₁的另一端与二极管VD₁的阳极相连接，二极管VD₁的阴极与分闸储能电容C₁的另一端相连接形成第一交点，第一交点作为快速开关分闸触发模块的第一端口，分闸可控硅SCR₁的阳极作为快速开关分闸触发模块的第三端口。

优选的，快速开关合闸触发模块包括储能电源Uy₂、二极管VD₂、限流电抗L₂、合闸储能电容C₂以及合闸可控硅SCR₂；合闸可控硅SCR₂的控制极与分相控制器的第三端口相连接，负极分别与合闸储能电容C₂的一端和限流电抗L₂的一端相连接；限流电抗L₂的另一端与储能电源Uy₂的一端相连接，储能电源Uy₂的另一端与二极管VD₂的阳极相连接，二极管VD₂的阴极与合闸储能电容C₂的另一端相连接形成第二交点，第二交点作为快速开关合闸触发模块的第一端口，合闸可控硅SCR₂的阳极作为快速开关合闸触发模块的第三端口。

优选的，分相控制器包括依次连接的电流传感器、隔离模块、放大模块、AD转换模块以及DSP模块；

电流传感器用于采集输电线路中的电流，并将电流传输至隔离模块；

隔离模块用于过滤电流中的噪音，将过滤后的电流传输至放大模块；

放大模块用于对经过过滤后的电流进行放大，将经过放大的电流输出至AD转化模块；

AD转换模块用于对放大后的电流进行模数转换，将电流转化为数字量，并将数字量的电流数值传输至DSP模块；

DSP模块用于获取N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中。

优选的，分相控制器还包括开关状态检测模块，开关状态检测模块与DSP模块相连接；

开关状态检测模块具体用于检测快速开关模块中分闸线圈以及合闸线圈的开关状态，将开关状态传输至DSP模块中。

优选的，DSP模块还包括合闸储能电容电压检测模块以及分闸储能电容电压检测模块；

合闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关合闸触发模块中的合闸储能电容C₂的电压值；

分闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关分闸触发模块中的分闸储能电容C₁的电压值。

优选的，分相控制器还用于设定分闸储能电容C₁的电压阈值，当检测到的分闸储能电容C₁的电压大于分闸储能电容C₁的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开分闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的分闸储能电容C₁的电压小于分闸储能电容C₁的电压阈值，使对应的快速开分闸触发模块使能值为0，则该合闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。

优选的，分相控制器还用于设定合闸储能电容C₂的电压阈值，当检测到的合闸储能电容C₂的电压大于合闸储能电容C₂的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开关合闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的合闸储能电容C₂的电压小于合闸储能电容C₂的电压阈值，使对应的快速开关合闸触发模块使能值为0，则该分闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。

一种输电线路短路故障限流方法，所述方法适用于上述的一种零损耗深度限流装置，预先将零损耗深度限流装置安装在输电线路中，方法包括以下步骤：

S1：设定i＝1，n＝N；

S2：分相控制器采集输电线路中的电流数值，对电流数值进行分析，根据分析结果判断是否需要进行快速开关分合闸；

S3：若不需要，则结束流程；若需要，则分相控制器判断第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值是否为1；若使能值为1，则分相控制器下发快速开关的分闸/合闸指令，触发第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块动作，执行分闸/合闸操作，执行步骤S4；若使能值为0，则执行步骤S4；

S4：令i＝i+1，判断i是否等于N；若是，则重新执行步骤S1，若否，则重新执行步骤S2。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的一种零损耗深度限流装置，包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器，通过分相控制器根据电流数值和使能值控制N个快速开关分闸触发模块/开关合闸触发模块依次动作，从而对快速开关进行控制，实现短时间内零损耗深度限流装置快速开关多次分合闸操作，解决了零损耗深度限流装置在短时间内进行多次分合闸操作从而无法多次限制超标短路电流的技术问题，保障电网设备安全稳定运行，提高了电网的运行可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的零损耗深度限流装置框架图。

图2为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的快速开关分闸触发模块的电路原理图。

图3为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的快速开关合闸触发模块的电路原理图。

图4为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的快速开关合闸触发模块/快速开关分闸触发模块接线原理图。

图5为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的分相控制器的框架结构图。

图6为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的方法流程图。

图7为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的零损耗深度限流装置的安装示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种用户用电量预测方法、系统以及设备，用于解决现有技术中智能用电技术仅有少数研究立足于电网侧，使得电力企业无法准确地对用户的未来用电量趋势进行合理预测的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置及输电线路短路故障限流方法的零损耗深度限流装置框架图。

本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置，包括N个快速开关分闸触发模块2、N个快速开关合闸触发模块3、快速开关模块4以及分相控制器1；分相控制器1的第一端口与快速开关模块4的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块2的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块4的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器1的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块3的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块4的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器1的第三端口相连接；

分相控制器1用于采集输电线路中的电流数值，获取N个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3中；

快速开关分闸触发模块2用于接收分相控制器1的快速开关分闸指令，执行快速开关分闸动作，控制快速开关模块4进行分闸；

快速开关合闸触发模块3用于接收分相控制器1的快速开关合闸指令，执行快速开关合闸动作，控制快速开关模块4进行合闸。

需要进一步说明的是，本装置在使用时，预先将零损耗深度限流装置安装在输电线路上；装置启动后，分相控制器1采集输电线路中的电流数值，对电流数值进行分析，根据电流数值判断输电线路中是否发生短路故障，若输电线路发生短路故障，分相控制器1则发出快速开关的分闸/合闸指令，根据获取到的N个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3的使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3中；分相控制器1在分闸/合闸时按顺序循环依次触发各个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3，快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3接收到指令后执行相应的执行快速开关分闸/合闸动作，控制快速开关模块4进行分闸/合闸，从而使得装置能够在短时间内进行多次合闸/分闸操作。

实施例2

本发明实施例提供的一种零损耗深度限流装置，包括N个快速开关分闸触发模块2、N个快速开关合闸触发模块3、快速开关模块4以及分相控制器1；分相控制器1的第一端口与快速开关模块4的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块2的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块4的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器1的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块3的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块4的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器1的第三端口相连接；

分相控制器1用于采集输电线路中的电流数值，获取N个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3中；

快速开关分闸触发模块2用于接收分相控制器1的快速开关分闸指令，执行快速开关分闸动作，控制快速开关模块4进行分闸；

需要进一步说明的是，如图2所示，快速开关分闸触发模块2包括储能电源Uy₁、二极管VD₁、限流电抗L₁、分闸储能电容C₁、分闸可控硅SCR₁；分闸可控硅SCR₁的控制极与分相控制器1的第二端口相连接，负极分别与分闸储能电容C₁的一端和限流电抗L₁的一端相连接；限流电抗L₁的另一端与储能电源Uy₁的一端相连接，储能电源Uy₁的另一端与二极管VD₁的阳极相连接，二极管VD₁的阴极与分闸储能电容C₁的另一端相连接形成第一交点，第一交点作为快速开关分闸触发模块2的第一端口，分闸可控硅SCR₁的阳极作为快速开关分闸触发模块2的第三端口。其中储能电源Uy₁为分闸储能电容C₁的充电电源；二极管VD₁在分闸储能电容C₁充电时单向导通；限流电抗L₁用于限制分闸储能电容C₁充电时的充电电流以防止分闸储能电容C₁在充电时过流而损坏；分闸储能电容C₁用于储存快速开关分闸所需的电能；分闸可控硅SCR₁导通时可使分闸储能电容C₁对分闸线圈快速释放储存的电能。

在没有短路故障发生时，分闸可控硅SCR₁不导通，快速开关模块4没有电流通过。此时，储能电源Uy₁、二极管VD₁、限流电抗L₁、分闸储能电容C₁形成导通回路，储能电源Uy₁为分闸储能电容C₁充电，分闸储能电容C₁储存快速开关模块4分闸所需的电能。当短路故障发生后，分相控制器1向分闸可控硅SCR₁的控制极发送信号，分闸可控硅SCR₁导通，分闸可控硅SCR₁、分闸储能电容C₁以及快速开关模块4形成导通回路，快速开关模块4导通，实现分闸操作。

快速开关合闸触发模块3用于接收分相控制器1的快速开关合闸指令，执行快速开关合闸动作，控制快速开关模块4进行合闸；

需要进一步说明的是，如图3所示，快速开关合闸触发模块3包括储能电源Uy₂、二极管VD₂、限流电抗L₂、合闸储能电容C₂以及合闸可控硅SCR₂；合闸可控硅SCR₂的控制极与分相控制器1的第三端口相连接，负极分别与合闸储能电容C₂的一端和限流电抗L₂的一端相连接；限流电抗L₂的另一端与储能电源Uy₂的一端相连接，储能电源Uy₂的另一端与二极管VD₂的阳极相连接，二极管VD₂的阴极与合闸储能电容C₂的另一端相连接形成第二交点，第二交点作为快速开关合闸触发模块3的第一端口，合闸可控硅SCR₂的阳极作为快速开关合闸触发模块3的第三端口。其中储能电源Uy₂为合闸储能电容C₂的充电电源；二极管VD₂在合闸储能电容C₂充电时单向导通；限流电抗L₂用于限制合闸储能电容C₂充电时的充电电流以防止合闸储能电容C₂在充电时过流而损坏；合闸储能电容C₂用于储存快速开关合闸所需的电能；合闸可控硅SCR₂导通时可使合闸储能电容C₂对合闸线圈快速释放储存的电能。

在快速开关分闸触发模块2没有触发快速开关模块4进行分闸时，合闸可控硅SCR₂不导通，快速开关模块4没有电流通过。此时，储能电源Uy₂、二极管VD₂、限流电抗L₂、合闸储能电容C₂形成导通回路，储能电源Uy₂为合闸储能电容C₂充电，合闸储能电容C₂储存快速开关模块4合闸所需的电能。当快速开关模块4进行分闸后，分相控制器1向合闸可控硅SCR₂的控制极发送信号，合闸可控硅SCR₂导通，合闸可控硅SCR₂、合闸储能电容C₂以及快速开关模块4形成导通回路，快速开关模块4导通，实现合闸操作。

快速开关模块4用于进行分闸/合闸；需要进一步说明的是，快速开关模块4包括分闸线圈以及合闸线圈，分闸线圈的两端分别作为快速开关模块4的第二端口、第四端口；合闸线圈的两端分别作为快速开关模块4的第三端口、第五端口。第二端口、第四端口分别与第一交点和分闸可控硅SCR₁的阳极相连接；第三端口、第五端口分别与第二交点和合闸可控硅SCR₂的阳极相连接。

需要进一步说明的是，如图4所示，快速开关模块4的第二端口、第四端口可并接N个快速开关分闸触发模块2，各分闸触发模块的分闸回路为并联结构。快速开关模块4的第三端口、第五端口可并接N个快速开关合闸触发模块3，各合闸触发模块的合闸回路为并联结构。

作为一个优选的实施例，如图5所示，分相控制器1包括依次连接的电流传感器101、隔离模块102、放大模块103、AD转换模块104以及DSP模块105；

电流传感器101用于采集输电线路中的电流，并将电流传输至隔离模块102；

隔离模块102用于过滤电流中的噪音，从而减少噪音对采集到的电流的干扰，避免出现检测误差，并将过滤后的电流传输至放大模块103；

放大模块103用于对经过过滤后的电流进行放大，放大模块103将输入的微弱电流放大到所需要的幅度值且与原输入电流变化规律一致的信号，将经过放大的电流输出至AD转化模块；

AD转换模块104用于对放大后的电流进行模数转换，将采集到的模拟量的电流转化为数字量，以便DSP模块105对电流的数据进行识别，将数字量的电流数值传输至DSP模块105；

DSP模块105用于获取N个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3中。

需要进一步说明的是，分相控制器1运行时，电流传感器101采集输电线路中的电流，并将电流传输至隔离模块102；隔离模块102过滤电流中的噪音，从而减少噪音对采集到的电流的干扰，避免出现检测误差，并将过滤后的电流传输至放大模块103；放大模块103对经过过滤后的电流进行放大，放大模块103将输入的微弱电流放大到所需要的幅度值且与原输入电流变化规律一致的信号，将经过放大的电流输出至AD转化模块；AD转换模块104对放大后的电流进行模数转换，将采集到的模拟量的电流转化为数字量，以便DSP模块105对电流的数据进行识别，将数字量的电流数值传输至DSP模块105；DSP模块105用于获取N个快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块2/快速开关合闸触发模块3中。

作为一个优选的实施例，DSP模块105还包括合闸储能电容电压检测模块106以及分闸储能电容电压检测模块107；

合闸储能电容电压检测模块106用于检测快速开关合闸触发模块3中的合闸储能电容C₂的电压值，通过检测合闸储能电容C₂的电压值从而为后续获取快速开关合闸触发模块3的使能值做好准备。

分闸储能电容电压检测模块107用于检测快速开关分闸触发模块2中的分闸储能电容C₁的电压值。通过检测分闸储能电容C₁的电压值从而为后续获取快速开关分闸触发模块2的使能值做好准备。

需要进一步说明的是，分相控制器1获取快速开关分闸触发模块2和快速开关合闸触发模块3的使能值的具体过程如下：

分相控制器1设定分闸储能电容C₁的电压阈值，当检测到的分闸储能电容C₁的电压大于分闸储能电容C₁的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开分闸触发模块参与分相控制器1的开关合闸逻辑；当检测到的分闸储能电容C₁的电压小于分闸储能电容C₁的电压阈值，使对应的快速开分闸触发模块使能值为0，则该合闸触发模块不参与分相控制器1的开关合闸逻辑，并经延时发送该合闸储能电容“欠压”告警。用户可根据实际需求选择配置快速开关分闸触发模块2的数量N。快速开关模块4每次分闸时分相控制器1只触发1个快速开关分闸触发模块2，被触发的快速开关分闸触发模块2的分闸储能电容C₁对分闸线圈放电，驱动快速开关模块4分闸。分相控制器1分闸时按顺序循环依次触发各快速开关分闸触发模块2，从而满足快速开关短时间内多次分闸操作对操作电源系统的要求。

分相控制器1还设定合闸储能电容C₂的电压阈值，当检测到的合闸储能电容C₂的电压大于合闸储能电容C₂的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开关合闸触发模块3参与分相控制器1的开关合闸逻辑；当检测到的合闸储能电容C₂的电压小于合闸储能电容C₂的电压阈值，使对应的快速开关合闸触发模块3使能值为0，则该分闸触发模块不参与分相控制器1的开关合闸逻辑，并经延时发送该合闸储能电容“欠压”告警。快速开关模块4每次合闸时分相控制器1只触发1个快速开关合闸触发模块3，被触发的快速开关合闸触发模块3的合闸储能电容C₂对合闸线圈放电，驱动快速开关模块4合闸。分相控制器1合闸时按顺序循环依次触发各快速开关合闸触发模块3，从而满足快速开关短时间内多次合闸操作对操作电源系统的要求。

作为一个优选的实施例，分相控制器1还包括开关状态检测模块108，开关状态检测模块108与DSP模块105相连接；

开关状态检测模块108具体用于检测快速开关模块4中分闸线圈以及合闸线圈的开关状态，将开关状态传输至DSP模块105中。DSP模块105可通过中继控制器与监控子站进行通讯，向监控子站上传快速开关模块4中分闸线圈以及合闸线圈的开关状态。

实施例3

如图6所示，一种输电线路短路故障限流方法，所述方法适用于上述的一种零损耗深度限流装置，预先将零损耗深度限流装置安装在主变低压侧与母线进线侧之间中，安装位置如图7所示，方法包括以下步骤：

S1：设定i＝1，n＝N；

S2：分相控制器采集主变低压侧的电流数值，对电流数值进行分析，根据分析结果判断是否需要进行快速开关分合闸；

S3：若不需要，则结束流程；若需要，则分相控制器判断第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值是否为1；若使能值为1，则分相控制器下发快速开关的分闸/合闸指令，触发第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块动作，执行分闸/合闸操作，执行步骤S4；若使能值为0，则执行步骤S4；

S4：令i＝i+1，判断i是否等于N；若是，则重新执行步骤S1，若否，则重新执行步骤S2。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种零损耗深度限流装置，其特征在于，包括N个快速开关分闸触发模块、N个快速开关合闸触发模块、快速开关模块以及分相控制器，N≥2；分相控制器的第一端口与快速开关模块的第一端口相连接；快速开关分闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第二端口、第四端口相连接，第二端口与分相控制器的第二端口相连接；快速开关合闸触发模块的第一端口以及第三端口分别与快速开关模块的第三端口、第五端口相连接，第二端口与分相控制器的第三端口相连接；

分相控制器用于采集输电线路中的电流数值，根据电流数值判断输电线路中是否发生短路故障，获取N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据电流数值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令，根据使能值判断是否下发快速开关的分闸/合闸指令至对应的快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中；

所述分相控制器包括依次连接的电流传感器、隔离模块、放大模块、AD转换模块以及DSP模块；

所述电流传感器用于采集输电线路中的电流，并将所述电流传输至所述隔离模块；

所述隔离模块用于过滤电流中的噪音，将过滤后的电流传输至所述放大模块；

所述放大模块用于对经过所述过滤后的电流进行放大，将经过放大的电流输出至所述AD转换模块；

所述AD转换模块用于对放大后的电流进行模数转换，将所述电流转化为数字量，并将所述数字量的电流数值传输至所述DSP模块；

所述DSP模块用于获取所述N个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值，根据所述电流数值判断是否下所述发快速开关的分闸/合闸指令，根据所述使能值判断是否下发所述快速开关的分闸/合闸指令至对应的所述快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块中；

快速开关分闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关分闸指令，执行快速开关分闸动作，控制快速开关模块进行分闸；

所述N个快速开关分闸触发模块的分闸回路为并联结构；

所述N个快速开关合闸触发模块的合闸回路为并联结构；

所述快速开关分闸触发模块包括分闸储能电容C₁以及分闸可控硅SCR₁，当短路故障发生后，所述分相控制器向所述分闸可控硅SCR₁发送信号，所述分闸可控硅SCR₁导通，所述分闸可控硅SCR₁、所述分闸储能电容C₁ 以及所述快速开关模块形成导通回路，所述快速开关模块导通，实现分闸操作；

快速开关合闸触发模块用于接收分相控制器的快速开关合闸指令，执行快速开关合闸动作，控制快速开关模块进行合闸；

所述快速开关合闸触发模块包括合闸储能电容C2以及合闸可控硅SCR2，当所述快速开关模块进行分闸后，所述分相控制器向所述合闸可控硅SCR2发送信号，所述合闸可控硅SCR2导通，所述合闸可控硅SCR2、所述合闸储能电容C2以及所述快速开关模块形成导通回路，所述快速开关模块导通，实现合闸操作；

快速开关模块用于进行分闸/合闸。

2.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关模块包括分闸线圈以及合闸线圈，分闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第二端口、第四端口；合闸线圈的两端分别作为快速开关模块的第三端口、第五端口。

3.根据权利要求2所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关分闸触发模块还包括储能电源Uy₁、二极管VD₁、限流电抗L₁；所述分闸可控硅SCR₁ 的控制极与分相控制器的第二端口相连接，负极分别与所述分闸储能电容C₁ 的一端和限流电抗L₁ 的一端相连接；限流电抗L₁的另一端与储能电源Uy₁ 的一端相连接，储能电源Uy₁的另一端与二极管VD₁ 的阳极相连接，二极管VD₁的阴极与所述分闸储能电容C₁ 的另一端相连接形成第一交点，第一交点作为快速开关分闸触发模块的第一端口，所述分闸可控硅SCR₁ 的阳极作为快速开关分闸触发模块的第三端口。

4.根据权利要求3所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，快速开关合闸触发模块还包括储能电源Uy₂、二极管VD₂、限流电抗L₂；所述合闸可控硅SCR₂ 的控制极与分相控制器的第三端口相连接，负极分别与所述合闸储能电容C₂ 的一端和限流电抗L₂的一端相连接；限流电抗L₂的另一端与储能电源Uy₂ 的一端相连接，储能电源Uy₂的另一端与二极管VD₂的阳极相连接，二极管VD₂ 的阴极与所述合闸储能电容C₂ 的另一端相连接形成第二交点，第二交点作为快速开关合闸触发模块的第一端口，所述合闸可控硅SCR₂的阳极作为快速开关合闸触发模块的第三端口。

5.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还包括开关状态检测模块，开关状态检测模块与DSP模块相连接；

开关状态检测模块具体用于检测快速开关模块中分闸线圈以及合闸线圈的开关状态，将开关状态传输至DSP模块中。

6.根据权利要求1所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，DSP模块还包括合闸储能电容电压检测模块以及分闸储能电容电压检测模块；

合闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关合闸触发模块中的合闸储能电容C₂的电压值；

分闸储能电容电压检测模块用于检测快速开关分闸触发模块中的分闸储能电容C₁的电压值。

7.根据权利要求6所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还用于设定分闸储能电容C₁ 的电压阈值，当检测到的分闸储能电容C₁ 的电压大于分闸储能电容C₁ 的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开分闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的分闸储能电容C₁ 的电压小于分闸储能电容C₁ 的电压阈值，使对应的快速开分闸触发模块使能值为0，则该合闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。

8.根据权利要求6所述的一种零损耗深度限流装置，其特征在于，分相控制器还用于设定合闸储能电容C₂的电压阈值，当检测到的合闸储能电容C₂ 的电压大于合闸储能电容C₂的电压阈值，则使对应的快速开分闸触发模块使能值为1，该快速开关合闸触发模块参与分相控制器的开关合闸逻辑；当检测到的合闸储能电容C₂的电压小于合闸储能电容C₂的电压阈值，使对应的快速开关合闸触发模块使能值为0，则该分闸触发模块不参与分相控制器的开关合闸逻辑。

9.一种输电线路短路故障限流方法，所述方法适用于上述权利要求1~8任一项所述的一种零损耗深度限流装置，预先将零损耗深度限流装置安装在输电线路中，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设定i=1，n=N，N≥2；

S2：分相控制器采集输电线路中的电流数值，对电流数值进行分析，根据分析结果判断是否需要进行快速开关分合闸；

S3：若不需要，则结束流程；若需要，则分相控制器判断第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块的使能值是否为1；若使能值为1，则分相控制器下发快速开关的分闸/合闸指令，触发第i个快速开关分闸触发模块/快速开关合闸触发模块动作，执行分闸/合闸操作，执行步骤S4；若使能值为0，则执行步骤S4；

S4：令i=i+1，判断i是否等于N；若是，则重新执行步骤S1，若否，则重新执行步骤S2。

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