CN117559661B - 一种抽出式开关柜故障分断控制方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽出式开关柜故障分断控制方法、设备及介质，对抽出式开关柜的主母线回路和每个抽屉单元回路均进行独立的电流异常监测和控制，以预设的采样窗口对母线/单元实时电流进行窗口电流有效值计算，根据相邻第一母线/单元窗口电流有效值的比较结果，在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，根据该计算结果来控制开关柜的主断路器或抽屉单元的断路器的分断。本发明对动热稳定性覆盖开关柜的主母线回路和每一个抽屉单元回路，通过比较相邻第一母线/单元窗口电流有效值，触发在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，实现对抽出式开关柜中峰值耐受电流和短时耐受电流分断的可控响应。
Description
技术领域
本发明涉及开关柜控制技术领域，具体涉及一种抽出式开关柜故障分断控制方法、设备及介质。
背景技术
低压抽出式开关柜是一种用于接收、分配和控制电能的低电压配电系统设备，低压抽出式开关柜通常根据具体应用需求进行定制，以确保满足特定项目的电力配电要求。它们设有多个层叠抽屉，进出线回路的电器元件都安装在可抽出的抽屉中，构成能完成某一类供电任务的功能单元，提供了可靠性高、维护方便的优点，并能够灵活应对不同场景下的电力分配和控制需求。
动热稳定性是低压抽出式开关柜极为重要的电气性能，尤其是在大电流情况下，对柜体的结构强度要求很高，一旦出现短路，柜体应具备承受短路电流的能力。其中动热稳定性的动稳定性为额定峰值耐受电流，指的是在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值；热稳定性为额定短时耐受电流指的是发生短路故障时，能够承受的故障电流电动力冲击和产生的大量热量冲击值。
对于低压抽出式开关柜具有多个执行独立供电任务的抽屉单元，动热稳定性并未细化到配电后端，导致其中一个抽屉单元的故障直接影响同一开关柜内其他抽屉单元的正常供电；且现有对主母排回路峰值耐受电流和短时耐受电流的分断响应不可控，抽出式开关柜分断动作存在稳定性的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种抽出式开关柜故障分断控制方法，包括：
获取开关柜主母线的母线实时电流信息；
获取所有抽屉单元当前的工位状态信息，根据所述工位状态信息采集所述抽屉单元的单元实时电流信息；
以第一采样窗口为采样时间单元，计算所述母线实时电流信息的第一母线窗口电流有效值，比较相邻两个所述第一母线窗口电流有效值得到第一比较结果，根据所述第一比较结果在第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值，根据第二母线窗口电流有效值控制开关柜的主断路器进行分断；
以第二采样窗口为采样时间单元，计算所述单元实时电流信息的第一单元窗口电流有效值，比较相邻两个所述第一单元窗口电流有效值得到第二比较结果，根据所述第二比较结果在第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值，根据第二单元窗口电流有效值控制抽屉单元的断路器进行分断。
本发明进一步设置为所述第一采样窗口包括采样时间起点为母线实时电流波形的过零点或采样时间终点为母线实时电流波形的过零点；所述第二采样窗口包括采样时间起点为单元实时电流波形的过零点或采样时间终点为单元实时电流波形的过零点。
本发明进一步设置为所述第一采样窗口不超过所述母线实时电流波形周期的一半；所述第二采样窗口不超过所述单元实时电流波形周期的一半。
本发明进一步设置为比较同一所述母线实时电流波形的过零点前后两个第一母线窗口电流有效值；若在后的所述第一母线窗口电流有效值相较于在前的所述第一母线窗口电流有效值的增幅超过第一波动阈值，则在该所述母线实时电流波形的过零点之后的第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值；
比较同一所述单元实时电流波形的过零点前后两个第一单元窗口电流有效值；若在后的所述第一单元窗口电流有效值相较于在前的所述第一单元窗口电流有效值的增幅超过第二波动阈值，则在该所述单元实时电流波形的过零点之后的第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值。
本发明进一步设置为所述第一采样预设时间包括第一短时预设时间和第一峰值预设时间；在所述第一短时预设时间内，若所述第二母线窗口电流有效值超过第一电流阈值但不超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断；在所述第一峰值预设时间内，若第二母线窗口电流有效值超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断。
本发明进一步设置为所述第一短时预设时间的范围为1.0s～3.0s，所述第一峰值预设时间的范围为0.1s～0.3s。
本发明进一步设置为所述第二采样预设时间包括第二短时预设时间和第二峰值预设时间；在所述第二短时预设时间内，若所述第二单元窗口电流有效值超过第三电流阈值但不超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断；在所述第二峰值预设时间内，若第二单元窗口电流有效值超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断。
本发明进一步设置为所述第二短时预设时间的范围为2.0s～3.0s，所述第二峰值预设时间的范围为0.2s～0.3s。
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本技术方案抽出式开关柜故障分断控制方法是对抽出式开关柜的主母线回路和每个抽屉单元回路均进行独立的电流异常监测和控制，以预设的采样窗口对母线/单元实时电流进行窗口电流有效值计算，根据相邻第一母线/单元窗口电流有效值的比较结果，在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，根据该计算结果来控制开关柜的主断路器或抽屉单元的断路器的分断。
本发明抽出式开关柜故障分断控制方法不仅覆盖开关柜的主母线回路，还细化到配电线路后端，面向每一个抽屉单元回路，避免其中一个抽屉单元的故障直接影响同一开关柜内其他抽屉单元的正常供电，这在实际工况中具有极大的意义；通过比较相邻第一母线/单元窗口电流有效值，触发在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，实现对抽出式开关柜中峰值耐受电流和短时耐受电流分断的可控响应。
附图说明
图1为本发明实施例抽出式开关柜故障分断控制方法流程图。
图2为本发明实施例单元实时电流波形示意图。
图3为本发明实施例电子设备示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合附图1，本发明技术方案是一种抽出式开关柜故障分断控制方法，包括：
S100，获取开关柜主母线的母线实时电流信息；
S200，获取所有抽屉单元当前的工位状态信息，根据所述工位状态信息采集所述抽屉单元的单元实时电流信息；
S300，以第一采样窗口为采样时间单元，计算所述母线实时电流信息的第一母线窗口电流有效值，
S400，比较相邻两个所述第一母线窗口电流有效值得到第一比较结果，根据所述第一比较结果在第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值，
S500，根据第二母线窗口电流有效值控制开关柜的主断路器进行分断；
S600，以第二采样窗口为采样时间单元，计算所述单元实时电流信息的第一单元窗口电流有效值，
S700，比较相邻两个所述第一单元窗口电流有效值得到第二比较结果，根据所述第二比较结果在第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值，
S800，根据第二单元窗口电流有效值控制抽屉单元的断路器进行分断。
在本实施例中，开关柜主母线的母线电流通过在主母线排上设置电流采样回路获得，抽屉单元的单元电流通过在抽屉单元内设置电流采样回路获得。
在本实施例中，主断路器控制抽出式开关柜整柜的电力通断；抽屉单元的断路器控制抽屉单元的电力通断。
在本实施例中，所述第一母线窗口电流有效值IBUS1的计算方式为：将第一采样窗口划分为N1个采样点，相邻采样点之间为采样间隔TN1，利用积分算法计算每一个采样间隔TN1对应的母线实时电流信息在对应采样间隔TN1内的间隔面积SN1，将第一采样窗口内所有的间隔面积SN1进行累加得到第一采样窗口的窗口面积SN1all，将第一采样窗口的窗口面积SN1all与第一采样窗口的时间值TN1ALL作除法运算，得到第一母线窗口电流有效值IBUS1。
在本实施例中，所述第二母线窗口电流有效值IBUS2的计算方式为：将第一采样预设时间划分为N2个采样点，相邻采样点之间为采样间隔TN2，利用积分算法计算每一个采样间隔TN2对应的母线实时电流信息在对应采样间隔TN2内的间隔面积SN2，将第一采样预设时间内所有的间隔面积SN2进行累加得到第一采样预设时间的窗口面积SN2all，将第一采样预设时间的窗口面积SN2all与第一采样预设时间的时间值TN2ALL作除法运算，得到第二母线窗口电流有效值IBUS1。
在本实施例中，所述第一单元窗口电流有效值IUNIT1的计算方式为：将第二采样窗口划分为N3个采样点，相邻采样点之间为采样间隔TN3，利用积分算法计算每一个采样间隔TN3对应的单元实时电流信息在对应采样间隔TN3内的间隔面积SN3，将第二采样窗口内所有的间隔面积SN3进行累加得到第二采样窗口的窗口面积SN3all，将第二采样窗口的窗口面积SN3all与第二采样窗口的时间值TN3ALL作除法运算，得到第一单元窗口电流有效值IUNIT1。
在本实施例中，所述第二单元窗口电流有效值IUNIT2的计算方式为：将第二采样预设时间划分为N4个采样点，相邻采样点之间为采样间隔TN4，利用积分算法计算每一个采样间隔TN4对应的单元实时电流信息在对应采样间隔TN4内的间隔面积SN4，将第二采样预设时间内所有的间隔面积SN4进行累加得到第一采样预设时间的窗口面积SN4all，将第二采样预设时间的窗口面积SN4all与第一采样预设时间的时间值TN4ALL作除法运算，得到第二单元窗口电流有效值IUNIT2。
在本实施例中，抽出式开关柜故障分断控制方法是对抽出式开关柜的主母线回路和每个抽屉单元回路均进行独立的电流异常监测和控制，以预设的采样窗口对母线/单元实时电流进行窗口电流有效值计算，根据相邻第一母线/单元窗口电流有效值的比较结果，在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，根据该计算结果来控制开关柜的主断路器或抽屉单元的断路器的分断。本发明抽出式开关柜故障分断控制方法不仅覆盖开关柜的主母线回路，还细化到配电线路后端，面向每一个抽屉单元回路，避免其中一个抽屉单元的故障直接影响同一开关柜内其他抽屉单元的正常供电，这在实际工况中具有极大的意义；通过比较相邻第一母线/单元窗口电流有效值，触发在第二母线/单元窗口进行第二母线/单元窗口电流有效值的计算，实现对抽出式开关柜中峰值耐受电流和短时耐受电流分断的可控响应。
在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。在本实施例中，需要说明的是，其中步骤标号并不对本方法的执行顺序进行限定，例如步骤S100和步骤S200之间，母线实时电流信息与单元实时电流信息为同步获取；又例如步骤S300～步骤S500和步骤S600～步骤S800，步骤S300～步骤S500为对开关柜主母线的母线实时电流信息进行电流信号处理和开关柜断路器分断控制，步骤S600～步骤S800为对抽屉单元的单元实时电流信息进行电流信号处理和抽屉单元断路器分断控制，两者在方法顺序上属于并列。
在本实施例中，所述第一采样窗口包括采样时间起点为母线实时电流波形的过零点或采样时间终点为母线实时电流波形的过零点；所述第二采样窗口包括采样时间起点为单元实时电流波形的过零点或采样时间终点为单元实时电流波形的过零点。如附图2所示，为单元实时电流波形图，图中电流波形包括过零点T0、T1、T2、T3、T4等等，按预设第二采样窗口对过零点前后窗口对应的单元窗口电流有效值进行计算，图中t1为过零点T0的前采样窗口，t2为过零点T0的后采样窗口，其他过零点和采样窗口不再赘述。此外，开关柜的母线实时电流波形与单元实时电流波形同理，也不再赘述。
在本实施例中，所述第一采样窗口不超过所述母线实时电流波形周期的一半；所述第二采样窗口不超过所述单元实时电流波形周期的一半。为了提高开关柜整柜和抽屉单元的峰值耐受电流和短时耐受电流分断响应速度，缩小采样窗口的时间，但采样窗口对应的窗口电流有效值需要被准确计算。因此优选地，采样窗口大于1/8电流波形周期小于1/4电流波形周期。
在本实施例中，比较同一所述母线实时电流波形的过零点前后两个第一母线窗口电流有效值；若在后的所述第一母线窗口电流有效值相较于在前的所述第一母线窗口电流有效值的增幅超过第一波动阈值，则在该所述母线实时电流波形的过零点之后的第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值；
比较同一所述单元实时电流波形的过零点前后两个第一单元窗口电流有效值；若在后的所述第一单元窗口电流有效值相较于在前的所述第一单元窗口电流有效值的增幅超过第二波动阈值，则在该所述单元实时电流波形的过零点之后的第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值。
在上述实施例中，如附图2所示，采样窗口t8的电流有效值相对采样窗口t7的电流有效值的增幅超过第二波动阈值，则以过零点T3为起始采样点，在第二采样预设时间内计算第二单元窗口电流有效值。
在本实施例中，所述第一采样预设时间包括第一短时预设时间和第一峰值预设时间；在所述第一短时预设时间内，若所述第二母线窗口电流有效值超过第一电流阈值但不超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断；在所述第一峰值预设时间内，若第二母线窗口电流有效值超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断。
在本实施例中，所述第一短时预设时间的范围为1.0s～3.0s，所述第一峰值预设时间的范围为0.1s～0.3s。
在本实施例中，所述第二采样预设时间包括第二短时预设时间和第二峰值预设时间；在所述第二短时预设时间内，若所述第二单元窗口电流有效值超过第三电流阈值但不超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断；在所述第二峰值预设时间内，若第二单元窗口电流有效值超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断。
在本实施例中，所述第二短时预设时间的范围为2.0s～3.0s，所述第二峰值预设时间的范围为0.2s～0.3s。
在本实施例中，第二短时预设时间和第二峰值预设时间分别对应抽屉单元的额定短时耐受电流分断时间和抽屉单元的额定峰值耐受电流分断时间，如附图2所示，以过零点T3为起始采样点，同步进行第二短时预设时间和第二峰值预设时间对应的第二单元窗口电流有效值的计算，由于电气标准中额定峰值耐受电流分断时间的要求远小于额定短时耐受电流分断时间，因此从时间轴上会优先判断第二峰值预设时间内第二单元窗口电流有效值与第三电流阈值和第四电流阈值的关系。
实施例2
结合附图3，本发明技术方案是一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1所述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
实施例3
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种抽出式开关柜故障分断控制方法，其特征在于，包括：
获取开关柜主母线的母线实时电流信息；
获取所有抽屉单元当前的工位状态信息，根据所述工位状态信息采集所述抽屉单元的单元实时电流信息；
以第一采样窗口为采样时间单元，计算所述母线实时电流信息的第一母线窗口电流有效值，比较相邻两个所述第一母线窗口电流有效值得到第一比较结果，根据所述第一比较结果在第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值，根据第二母线窗口电流有效值控制开关柜的主断路器进行分断；
以第二采样窗口为采样时间单元，计算所述单元实时电流信息的第一单元窗口电流有效值，比较相邻两个所述第一单元窗口电流有效值得到第二比较结果，根据所述第二比较结果在第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值，根据第二单元窗口电流有效值控制抽屉单元的断路器进行分断；
所述第一采样窗口包括采样时间起点为母线实时电流波形的过零点或采样时间终点为母线实时电流波形的过零点；所述第二采样窗口包括采样时间起点为单元实时电流波形的过零点或采样时间终点为单元实时电流波形的过零点；所述第一采样窗口不超过所述母线实时电流波形周期的一半；所述第二采样窗口不超过所述单元实时电流波形周期的一半；
比较同一所述母线实时电流波形的过零点前后两个第一母线窗口电流有效值；若在后的所述第一母线窗口电流有效值相较于在前的所述第一母线窗口电流有效值的增幅超过第一波动阈值，则在该所述母线实时电流波形的过零点之后的第一采样预设时间内计算所述母线实时电流信息的第二母线窗口电流有效值；
比较同一所述单元实时电流波形的过零点前后两个第一单元窗口电流有效值；若在后的所述第一单元窗口电流有效值相较于在前的所述第一单元窗口电流有效值的增幅超过第二波动阈值，则在该所述单元实时电流波形的过零点之后的第二采样预设时间内计算所述单元实时电流信息的第二单元窗口电流有效值；
所述第一采样预设时间包括第一短时预设时间和第一峰值预设时间；在所述第一短时预设时间内，若所述第二母线窗口电流有效值超过第一电流阈值但不超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断；在所述第一峰值预设时间内，若第二母线窗口电流有效值超过第二电流阈值，则控制开关柜的主断路器进行分断；所述第一短时预设时间的范围为1.0s～3.0s，所述第一峰值预设时间的范围为0.1s～0.3s；
所述第二采样预设时间包括第二短时预设时间和第二峰值预设时间；在所述第二短时预设时间内，若所述第二单元窗口电流有效值超过第三电流阈值但不超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断；在所述第二峰值预设时间内，若第二单元窗口电流有效值超过第四电流阈值，则控制抽屉单元的断路器进行分断；所述第二短时预设时间的范围为2.0s～3.0s，所述第二峰值预设时间的范围为0.2s～0.3s。
2.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的抽出式开关柜故障分断控制方法。
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