CN113964806A - 电气防火限流式短路保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了电气防火限流式短路保护方法，包括以下步骤：1)检测配电系统的电流，判定为线路电流失常；2)当判定为线路电流失常时，继续对配电系统的电流进行采样，预测失常电流的峰值；3)设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，并生成短路保护信号；4)短路保护信号发送至多电源并机系统，多电源并机系统将短路保护信号发送至各个并联电源，各个并联电源根据短路保护信号同时进行短路保护；5)并联电源连接控制器和PWM脉冲控制电路。本发明实现了提高系统响应短路保护速度，避免电流冲击对配电系统损伤。
Description
技术领域
本发明属于电路短路应用技术领域，尤其涉及一种电气防火限流式短路保护方法。
背景技术
短路事故是电气系统配电线路运行过程中较为常见的事故。短路事故发生时所产生的瞬时电流将会对电气系统中的其他部件造成损坏，从而引发其他更严重的事故。通常造成短路事故发生的原因主要是由于电气系统中不同的电位导体之间发生短接。例如：不同的电路之间通过绝缘层对其进行保护，一旦绝缘层遭到破坏，将会使其缺乏绝缘保护，从而引发短路。短路事故一旦发生，在过高的短路电流流过电力设备时，会导致其产生强烈的热效应现象，如果短路事故持续时间较长，则很可能导致设备因过热而损坏或者导致线路、设备等绝缘性的破坏；同时线路发生短路时会使系统电压发生跌落，越靠近短路事故发生点处电压跌落越明显，进而使电能质量受到严重影响，特别是一些感应电动机，可能因为电压的下降而停止运行，造成设备损坏及产品的报废等问题。
现有固态开关已解决以上问题，其切断时间快，不产生电弧，但该装置都是在故障电流达到一定的阀值才进行限流保护，其已对电气设备造成一定的程度的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供电气防火限流式短路保护方法，从而实现提高系统响应短路保护速度，避免电流冲击对配电系统损伤。
为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
电气防火限流式短路保护方法，包括以下步骤：
1)检测配电系统的电流，设定瞬变阈值，采集当前配电系统的电流和前一个采样电流的差值，为初次电流差值；若差值超出瞬变阈值，继续采集当前采样电流后面的多个采样电流值，计算相邻采样电流值之间的差值，得到多个电流的差值，将后采集计算的多个电流的差值和初次电流差值进行极性比对，若极性相同，且多个采样电流值的平均值不小于初次电流差值，则判定为线路电流失常；
2)当判定为线路电流失常时，继续对配电系统的电流进行采样，计算两相邻采样电流的差值，并与瞬变阈值对比，当差值小于瞬变阈值时，或与初次电流差值极性不同时，则该采样电流为瞬变前稳定点，根据瞬变前稳定点的电流值、相位、电流正弦函数预测失常电流的峰值；
3)设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，发出声光报警，并生成短路保护信号；
4)短路保护信号发送至多电源并机系统，多电源并机系统将短路保护信号发送至各个并联电源，各个并联电源根据短路保护信号同时进行短路保护；
5)并联电源连接控制器和PWM脉冲控制电路，控制器的中断出发引脚接收短路保护信号，进入恒流调控模式，PWM脉冲控制电路接收短路保护信号后停止输出，配电系统电流下降至瞬变阈值以下，配电系统的采样电流恢复正常工作；
6)PWM脉冲控制电路启动输出，配电系统电流上升，配电系统的采样电流后若判定电流失常，PWM脉冲控制电路再次停止输出，循环多次直到控制器的恒流调控模式达到电流稳定状态；
7)检测控制器的恒流调控模式下的电流是否稳定，若配电系统的采样电流后仍不正常，返回步骤5)，若电流稳定则处于瞬变阈值以下。
具体的，所述多电源并机系统包括至少两个并联连接的电源，并联电源的输出通过配电系统为电气设备供电。
具体的，所述多电源并机系统中某个并联电源发出短路保护信号时，多电源并机系统中的其他并联电源响应短路保护信号。
具体的，所述多电源并机系统将短路保护信号通过CAN总线发送至各个并联电源。
具体的，还包括步骤8)多电源并机系统内设置用于检测配电系统电压的电压采样电路，电压采样电路检测配电系统的电压，若电压满足配电系统的正常设定值，则短路问题解决，配电系统正常运行；若电压不满足配电系统的正常设定值，需要判断配电系统是否处于停机维护状态。
与现有技术相比，本发明电气防火限流式短路保护方法的有益效果主要体现在：
设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，发出声光报警，并生成短路保护信号，短路保护信号的生成前进行电流检测和计算，对启动限流动作做出预警，避免短路电流对配电系统的冲击导致破坏；短路保护信号发送至多电源并机系统，使得多电源并机系统内的各个并联电源同时响应短路保护信号，保证多电源并机系统运行的稳定性，既避免配电系统的损害又避免某个电源的损坏；多电源并机系统内设置控制器和PWM脉冲控制电路，确保配电系统能实现限流功能，控制器根据短路保护信号能及时响应，同时恒流调控模式启动进行限流；短路前期，控制器的恒流调控阶段对输出电流主导，电流调节稳定后，PWM脉冲控制电路停止输出，可循环多次直到控制器的恒流调控模式达到电流稳定状态，配电系统不受限流而产生不良影响。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例：
本实施例为电气防火限流式短路保护方法，包括以下步骤：
1)检测配电系统的电流，设定瞬变阈值，采集当前配电系统的电流和前一个采样电流的差值，为初次电流差值；若差值超出瞬变阈值，继续采集当前采样电流后面的多个采样电流值，计算相邻采样电流值之间的差值，得到多个电流的差值，将后采集计算的多个电流的差值和初次电流差值进行极性比对，若极性相同，且多个采样电流值的平均值不小于初次电流差值，则判定为线路电流失常；
2)当判定为线路电流失常时，继续对配电系统的电流进行采样，计算两相邻采样电流的差值，并与瞬变阈值对比，当差值小于瞬变阈值时，或与初次电流差值极性不同时，则该采样电流为瞬变前稳定点，根据瞬变前稳定点的电流值、相位、电流正弦函数预测失常电流的峰值；
3)设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，发出声光报警，并生成短路保护信号；
4)短路保护信号发送至多电源并机系统，多电源并机系统将短路保护信号发送至各个并联电源，各个并联电源根据短路保护信号同时进行短路保护；多电源并机系统包括至少两个并联连接的电源，并联电源的输出通过配电系统为电气设备供电。
多电源并机系统中某个并联电源发出短路保护信号时，多电源并机系统中的其他并联电源响应短路保护信号。
多电源并机系统将短路保护信号通过CAN总线发送至各个并联电源。
短路保护信号包括各个电源同时进行短路保护的时间，各个并联电源根据短路保护的时间进行同步动作。
5)并联电源连接控制器和PWM脉冲控制电路，控制器的中断出发引脚接收短路保护信号，进入恒流调控模式，PWM脉冲控制电路接收短路保护信号后停止输出，配电系统电流下降至瞬变阈值以下，配电系统的采样电流恢复正常工作；
6)PWM脉冲控制电路启动输出，配电系统电流上升，配电系统的采样电流后若判定电流失常，PWM脉冲控制电路再次停止输出，循环多次直到控制器的恒流调控模式达到电流稳定状态；
7)检测控制器的恒流调控模式下的电流是否稳定，若配电系统的采样电流后仍不正常，返回步骤5)，若电流稳定处于瞬变阈值以下；
8)多电源并机系统内设置用于检测配电系统电压的电压采样电路，电压采样电路检测配电系统的电压，若电压满足配电系统的正常设定值，则短路问题解决，配电系统正常运行；若电压不满足配电系统的正常设定值，需要判断配电系统是否处于停机维护状态。
应用本实施例时，设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，发出声光报警，并生成短路保护信号，短路保护信号的生成前进行电流检测和计算，对启动限流动作做出预警，避免短路电流对配电系统的冲击导致破坏；短路保护信号发送至多电源并机系统，使得多电源并机系统内的各个并联电源同时响应短路保护信号，保证多电源并机系统运行的稳定性，既避免配电系统的损害又避免某个电源的损坏；多电源并机系统内设置控制器和PWM脉冲控制电路，确保配电系统能实现限流功能，控制器根据短路保护信号能及时响应，同时恒流调控模式启动进行限流；短路前期，控制器的恒流调控阶段对输出电流主导，电流调节稳定后，PWM脉冲控制电路停止输出，可循环多次直到控制器的恒流调控模式达到电流稳定状态，配电系统不受限流产生不良影响。
在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (5)
1.电气防火限流式短路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)检测配电系统的电流，设定瞬变阈值，采集当前配电系统的电流和前一个采样电流的差值，为初次电流差值；若差值超出瞬变阈值，继续采集当前采样电流后面的多个采样电流值，计算相邻采样电流值之间的差值，得到多个电流的差值，将后采集计算的多个电流的差值和初次电流差值进行极性比对，若极性相同，且多个采样电流值的平均值不小于初次电流差值，则判定为线路电流失常；
2)当判定为线路电流失常时，继续对配电系统的电流进行采样，计算两相邻采样电流的差值，并与瞬变阈值对比，当差值小于瞬变阈值时，或与初次电流差值极性不同时，则该采样电流为瞬变前稳定点，根据瞬变前稳定点的电流值、相位、电流正弦函数预测失常电流的峰值；
3)设定失常电流的阈值，与预测的失常电流峰值比较，如果失常电流峰值大于失常电流的阈值，则判断为短路故障，发出声光报警，并生成短路保护信号；
4)短路保护信号发送至多电源并机系统，多电源并机系统将短路保护信号发送至各个并联电源，各个并联电源根据短路保护信号同时进行短路保护；
5)并联电源连接控制器和PWM脉冲控制电路，控制器的中断出发引脚接收短路保护信号，进入恒流调控模式，PWM脉冲控制电路接收短路保护信号后停止输出，配电系统电流下降至瞬变阈值以下，配电系统的采样电流恢复正常工作；
6)PWM脉冲控制电路启动输出，配电系统电流上升，配电系统的采样电流后若判定电流失常，PWM脉冲控制电路再次停止输出，循环多次直到控制器的恒流调控模式达到电流稳定状态；
7)检测控制器的恒流调控模式下的电流是否稳定，若配电系统的采样电流后仍不正常，返回步骤5)，若电流稳定则处于瞬变阈值以下。
2.根据权利要求1所述的电气防火限流式短路保护方法，其特征在于：所述多电源并机系统包括至少两个并联连接的电源，并联电源的输出通过配电系统为电气设备供电。
3.根据权利要求1所述的电气防火限流式短路保护方法，其特征在于：所述多电源并机系统中某个并联电源发出短路保护信号时，多电源并机系统中的其他并联电源响应短路保护信号。
4.根据权利要求1所述的电气防火限流式短路保护方法，其特征在于：所述多电源并机系统将短路保护信号通过CAN总线发送至各个并联电源。
5.根据权利要求1所述的电气防火限流式短路保护方法，其特征在于：还包括步骤8)多电源并机系统内设置用于检测配电系统电压的电压采样电路，电压采样电路检测配电系统的电压，若电压满足配电系统的正常设定值，则短路问题解决，配电系统正常运行；若电压不满足配电系统的正常设定值，需要判断配电系统是否处于停机维护状态。
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|---|---|---|---|---|
| CN114938145A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-08-23 | 国网经济技术研究院有限公司 | 倍压式串联谐振变换器的短路电流钳位抑制方法及系统 |
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2021
- 2021-09-23 CN CN202111112416.9A patent/CN113964806A/zh not_active Withdrawn
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