电力开关控制装置及断开控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术的电力开关控制装置(1)包括：电流测量部(3)，其测量主电路(12)的电流；电流推断部(4)，其基于电流测量值检测出故障电流，并基于在检测出故障电流后的一定时间内测量出的电流波形来推断未来的电流波形；目标断开时刻决定部(5)，其利用根据推断出的电流波形而得到的电流零点、预测出的断开时间、及预先给定的最短燃弧时间，将从电流零点减去断开时间与最短燃弧时间之和后得到的时刻定为目标断开时刻；以及断开控制部(6)，其待机到最接近的目标断开时刻，在到达该目标断开时刻时发出用于将断路器(11)断开的断开控制信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对电力开关装置进行开关控制的电力开关控制装置及其断开控制方法。
技术介绍
电力用断路器的作用是在发生接地或短路事故等系统故障时将流过输电线的故障电流断开。通常，断路器在接收到来自检测出故障电流的保护继电器的断开控制信号后断开，然而，由于保护继电器一检测出故障电流就即时将断开控制信号输出，因此来自保护继电器的断开控制信号的输出定时相对于电压或电流的相位是随机的，从断路器断开(电极触点脱离)起、到下一个可断开电流的电流零点处故障电流被断开为止的燃弧时间可既能较短，也可能较长。如果燃弧时间较长，则电极触点的损耗量增大，并且系统的修复延迟。另外，以往的电力开关控制装置进行电流测量并根据电流零点的时间间隔和电流梯度来推断未来电流零点的时间间隔，从而控制断开定时以用最短的燃弧时间将电流断开(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2000-188044号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述，在使用保护继电器的断开控制方法中，存在燃弧时间变长的情况，在这种情况下，电极触点的损耗增大，并且故障排除时间也变长。另外，在上述以往的电力开关控制装置中，虽然也可以使燃弧时间成为最短，但是需要测量至少3处电流零点，需要用1.5个周期以上的测量时间。因此，像短路故障那样断开控制信号被输出给断路器后，需要在2～3周期以内实施故障电流的断开，对于该条件，需要至少3.5个周期以上的故障排除时间，从而难以完成以短时间实现故障排除这一断路器任务。本专利技术鉴于上述情况而得以完成，其目的在于提供能够降低断开故障电流时的电极触点损耗量并能缩短故障排除时间的电力开关控制装置及其断开控制方法。用于解决技术问题的技术手段为解决上述技术问题而达成专利技术的目的，本专利技术的电力开关控制装置的特征在于，包括：电流测量部，其测量与设置于电力系统的断路器相连接的主电路的电流；电流推断部，其基于该电流测量部所测量出的电流测量值检测出故障电流，并且基于从检测到所述故障电流的时刻起在预先设定的一定时间测量到的电流波形来推断经过所述一定时间后的电流波形；目标断开时刻决定部，其利用根据由所述电流推断部推断出的电流波形而得到的电流成为零的时刻即电流零点、所预测出的断开时间、及所述断路器的电极触点断开后直到电极触点间的燃弧被消弧所需的最短时间即最短燃弧时间，将从所述电流零点减去所述断开时间和所述最短燃弧时间之和后得到的时刻定为目标断开时刻；以及断开控制部，其算出到最接近的所述目标断开时刻为止的待机时间并等待该待机时间，在到达了该目标断开时刻时发送用于断开所述断路器的断开控制信号。专利技术的效果根据本专利技术，基于在检测出故障电流后一定时间内测量到的电流波形来推断未来的电流波形，并利用所推断的电流波形来确定目标断开时刻以使燃弧时间成为最短，因此，将所述一定时间设定得比现有技术中推断电流零点所需的测量时间要短，从而取得如下效果：可以降低断开故障电流时的电极触点损耗量并能缩短故障排除时间。附图说明图1是表示根据实施方式1的电力开关控制装置的结构的一个示例的图。图2是表示实施方式1中故障电流断开前后电流的变化和控制程序的一个示例的图。图3是表示实施方式2的电力开关控制装置的结构的一个示例的图。图4是表示实施方式3的电力开关控制装置的结构的一个示例的图。图5是表示实施方式3中故障电流断开前后电流的变化和控制程序的一个示例的图。图6是表示特征值λi和残差矩阵[B]的计算处理的流程图。图7是表示由以往的保护继电器断开故障电流前后的电流的变化和控制程序的一个示例的图。具体实施方式以下，参照附图就本专利技术实施方式的电力开关控制装置及断开控制方法作详细说明。再有，本专利技术不受这些实施方式的限定。实施方式1图1是表示本实施方式的电力开关控制装置的结构的一个示例的图。如图1所示，电力系统由例如电源10、断路器11、主电路12和输电线13等构成，断路器11设在电源10和输电线13之间，断路器11与电力开关控制装置1相连接。另外，连接有断路器11的主电路12中设置有用于测量流过主电路12的电流的仪表用变压器14，仪表用电流变流器14的输出被输入到电力开关控制装置1。电源10为三相交流电源。作为电力开关装置的断路器11例如是气体断路器。再有，图1中仅示出三相中一相的结构，省略了其他两相的图示。电力开关控制装置1包括：用于测量主电路12的电流的电流测量部3；基于电流测量部3测量出的电流波形来推断未来的电流波形的电流推断部4；预测断路器11的断开时间的断开时间预测部7；基于由电流推断部4推断出的电流波形、由断开时间预测部7预测出的断开时间、及后述的最短燃弧时间，来确定用于断开断路器11的目标断开时刻的目标断开时刻决定部5；以及将断开控制信号输出给断路器11以使得在由目标断开时刻决定部5确定的目标断开时刻将断路器11断开的断开控制部6。再有，电力开关控制装置1还具有断路器11的闭合控制功能，其说明从略。电力开关控制装置1例如由计算机等构成。电流测量部3与仪表用变流器14相连接，例如以一定的周期测量电流，并将电流测量值输出给电流推断部4。电流推断部4与电流测量部3相连接，使用来自电流测量部3的电流测量值判断所测量的电流是否为故障电流。这里，所谓故障电流，是指在发生接地或短路事故等系统故障时流过输电线的电流，其振幅比通常的负载电流大得多。对于是否为故障电流，例如可以通过用电流测量值算出的电流有效值是否在预先设定的阈值以上来判断。再有，也可以通过利用电流的梯度等其它方法来检测故障电流。如果检测出故障电流，则电流推断部4根据检测出故障电流的时刻(故障检测时刻)起经过预先设定的一定时间内的电流测量值、即基于该一定时间内测量到的电流波形，来推断出经过该一定时间后的电流波形。电流推断部4将电流波形推断为多个波的合成波。具体地说，在波形参数设为振幅Ai、衰减率(衰减时间常数)σi(<0)、频率fi、相位Φi的条件下，时刻t的电流波形可以用下式表示。【式1】y(t)=Σi=1MAiexp(σit)cos(2πfit+φi)...(1)]]>这里，M为预先设定的合成波分量的个数，i取从1到M的整数值。通过利用电流测量值来确定上式(1)中所有波形参数，从而能推断任意时<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力开关控制装置，其特征在于，包括：电流测量部，该电流测量部测量与设于电力系统的断路器相连接的主电路的电流；电流推断部，该电流推断部基于由所述电流测量部测量出的电流测量值来检测故障电流，并基于在从检测到所述故障电流的时刻起的预先设定的一定时间测量出的电流波形来推断经过所述一定时间后的电流波形；目标断开时刻决定部，该目标断开时刻决定部利用根据由所述电流推断部推断出的电流波形而得到的电流成为零的时刻即电流零点、所预测出的断开时间、及从所述断路器的电极触点断开后直到电极触点间的燃弧被消弧为止所需的最短时间即最短燃弧时间，将从所述电流零点减去所述断开时间和所述最短燃弧时间之和后得到的时刻定为目标断开时刻；以及断开控制部，该断开控制部算出到最接近的所述目标断开时刻为止的待机时间并等待该待机时间，在到达了该目标断开时刻时发出用于断开所述断路器的断开控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力开关控制装置，其特征在于，包括：
电流测量部，该电流测量部测量与设于电力系统的断路器相连接的主
电路的电流；
电流推断部，该电流推断部基于由所述电流测量部测量出的电流测量
值来检测故障电流，并基于在从检测到所述故障电流的时刻起的预先设定
的一定时间测量出的电流波形来推断经过所述一定时间后的电流波形；
目标断开时刻决定部，该目标断开时刻决定部利用根据由所述电流推
断部推断出的电流波形而得到的电流成为零的时刻即电流零点、所预测出
的断开时间、及从所述断路器的电极触点断开后直到电极触点间的燃弧被
消弧为止所需的最短时间即最短燃弧时间，将从所述电流零点减去所述断
开时间和所述最短燃弧时间之和后得到的时刻定为目标断开时刻；以及
断开控制部，该断开控制部算出到最接近的所述目标断开时刻为止的
待机时间并等待该待机时间，在到达了该目标断开时刻时发出用于断开所
述断路器的断开控制信号。
2.如权利要求1所述的电力开关控制装置，其特征在于，
所述一定时间是至多包含一个电流零点那样长度的时间。
3.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特征在于，
所述电流推断部推断电流波形作为多频率的合成波。
4.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特征在于，
所述电流推断部用最小二乘法来推断所述电流波形。
5.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特征在于，
所述电流推断部用矩阵束法来推断所述电流波形。
6.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特征在于，
所述电流推断部使用由所述电流测量部测量的电流测量值来算出电流
有效值，在该电流有效值为预先设定的阈值以上时，检测出故障电流。
7.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特征在于，
包括预测所述断路器的断开时间的断开时间预测部。
8.如权利要求1或2所述的电力开关控制装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：森智仁，山本绫，吉田大辅，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP