一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法技术

本发明专利技术属于电力技术领域，公开了一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法。本发明专利技术利用固态开关的速动性能够快速消除弧光接地故障，同时并联快速开关，减少固态开关投入运行时间，避免发热损耗且无需安装冷却系统，对快速熄灭接地电弧、降低消弧装置成本、提高消弧技术的可靠性具有重要意义。术的可靠性具有重要意义。术的可靠性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法


[0001]本专利技术属于电力
，更具体地，涉及一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法。

技术介绍

[0002]配网中固体绝缘的交联聚乙烯电缆用量越来越大，却带来了固体化绝缘是不可恢复单相接地故障处理的难题。系统发生单相接地后，流过接地点的稳态电流就是系统对地电容电流，电缆电网接地电弧中的高频电流幅值和持续时间相对于架空线路大幅增加，因而发生在非故障相的弧光接地过电压可能超过相电压的4倍以上，严重威胁电缆绝缘。因此，快速准确地选出故障线路并尽快熄灭接地电弧，对于防止电缆绝缘破坏和故障扩大具有重要意义。
[0003]随着系统中线路对地电容电流的大幅度增加，以消弧线圈为代表的传统电流型消弧方式的应用受到限制。13座电站消弧线圈运行状况试验结果表明：间接法测量系统电流值误差极大、补偿后残流较大、接地电流中阻性分量和高频分量无法补偿、消弧线圈饱和引起中性点电流畸变等一系列问题，消弧线圈实际消弧效果很差。而且消弧线圈也会影响选线准确性，试验表明实际选线准确率不足50％。主动干预式消弧方式不受电容电流大小和接地方式的限制、可适用于有电缆线路的配电系统，在实现完全消弧的同时避免了有源电流型消弧方式中对故障电流的复杂追踪和补偿计算过程。主动干预式消弧方式转移短路接地电流的速度至关重要，如何提高开关动作速度是主动干预式消弧方式研究的关键技术问题。
[0004]固态开关利用电力电子开关的速动性，因而固态开关相对于机械开关切换速度快(微秒级)而且无声响、无弧光，而且由于不存在分断时起弧和触点磨损，寿命较高。但是合闸状态电流经电力电子开关导通，开关上有一定的压降，会造成较大的发热损耗，长时间工作需要安装冷却装置。长时间流过大电流的固态开关成本较高，不适用于配电网，如何兼顾主动式消弧装置的速动性和成本是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术通过提供一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法，解决现有技术无法同时兼顾主动式消弧的速动性和成本的问题。
[0006]本专利技术提供一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法，将快速开关与固态开关并联；判断供电系统是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，则根据三相电压选出故障相别，通过微机综合控制器控制母线故障相固态开关合闸；
[0007]根据零序电流选出故障线路；若故障线路为电缆线路，则通过所述微机综合控制器依次控制母线故障相快速开关合闸、母线故障相固态开关分闸；若故障线路不为电缆线路，则在母线故障相固态开关合闸的第一时间后通过所述微机综合控制器控制母线故障相固态开关分闸，对故障是否消失进行判断；若故障未消失，则通过所述微机综合控制器依次
控制母线故障相固态开关再次合闸、母线故障相快速开关合闸、母线故障相固态开关再次分闸。
[0008]优选的，所述固态开关的电力电子器件采用多个晶闸管串联，所述固态开关在1ms内完成合闸；所述快速开关在7ms内完成合闸，在3ms内完成分闸。
[0009]优选的，所述判断供电系统是否发生单相接地故障的具体实现方式为：通过所述微机综合控制器实时在线监测电压互感器二次侧开口三角电压，若所述开口三角电压超过预设的电压阈值，则判定发生单相接地故障。
[0010]优选的，所述根据三相电压选出故障相别的具体实现方式为：通过所述微机综合控制器监测电压互感器输出的三相电压，若出现一相电压接近0且另外两相电压接近线电压，则判定为金属性接地故障，并判定电压接近0的相别为故障相；若出现一相电压幅值最大且另外两相电压幅值接近，则判定为小电阻接地故障，并判定电压幅值最小的一相为故障相；若三相电压幅值均大于预设的电压幅值，则判定为大电阻接地故障，并判定电压幅值最大一相的后一相为故障相。
[0011]优选的，通过分析安装在各条馈线首端的电流录波器测量的零序电流选出故障线路，根据所述零序电流选出故障线路的依据为：在母线故障相固态开关合闸前，若其中一线路上的零序电流与其他所有线路零序电流方向相反且幅值大于其他线路，而且在母线故障相固态开关动作前后其中一线路上的零序电流方向发生改变，则可判断该线路为故障线路。
[0012]本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0013]本专利技术利用固态开关的速动性能够快速消除弧光接地故障，同时并联快速开关，减少固态开关投入运行时间，避免发热损耗且无需安装冷却系统，对快速熄灭接地电弧、降低消弧装置成本、提高消弧技术的可靠性具有重要意义和实用性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法采用的装置一次系统接线图；
[0015]图2为本专利技术实施例提供的一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法的流程示意图；
[0016]图3为故障选相的流程示意图；
[0017]图4为故障选线的流程示意图；
[0018]图5为快速开关的结构示意图；
[0019]图6为快速开关并联固态开关的拓扑图。
[0020]其中，101
‑
前置断路器、102
‑
电流互感器、103
‑
PT高压熔断器、104
‑
电压互感器、105
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一次消谐器、106
‑
快速开关、107
‑
固态开关、108
‑
零序电流互感器、109
‑
微机综合控制器；
[0021]501
‑
真空灭弧室、502
‑
静导电杆、503
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静触头、504
‑
动触头、505
‑
动导电杆、506
‑
绝缘拉杆、507
‑
分闸保持磁铁、508
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分闸线圈、509
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电磁铁衔铁、510
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合闸线圈、511
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合闸保持磁铁、512
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分闸控制、513
‑
分闸储能电容、514
‑
合闸控制、515
‑
合闸储能电容、516
‑
充电电源。
具体实施方式
[0022]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0023]本实施例提供一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法，将快速开关与固态开关并联，首先判断供电系统是否发生单相接地故障，若发生单相接地故障，则根据三相电压选出故障相别，通过微机综合控制器控制母线故障相固态开关合闸；然后根据零序电流选出故障线路，若故障线路为电缆线路，则通过所述微机综合控制器依次控制母线故障相快速开关合闸、母线故障相固态开关分闸；若故障线路不为电缆线路，则在母线故障相固态开关合闸的第一时间后通过所述微机综合控制器控制母线故障相固态开关分闸，对故障是否消失进行判断；若故障未消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速开关并联固态开关的快速消弧方法，其特征在于，将快速开关与固态开关并联；判断供电系统是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，则根据三相电压选出故障相别，通过微机综合控制器控制母线故障相固态开关合闸；根据零序电流选出故障线路；若故障线路为电缆线路，则通过所述微机综合控制器依次控制母线故障相快速开关合闸、母线故障相固态开关分闸；若故障线路不为电缆线路，则在母线故障相固态开关合闸的第一时间后通过所述微机综合控制器控制母线故障相固态开关分闸，对故障是否消失进行判断；若故障未消失，则通过所述微机综合控制器依次控制母线故障相固态开关再次合闸、母线故障相快速开关合闸、母线故障相固态开关再次分闸。2.根据权利要求1所述的快速开关并联固态开关的快速消弧方法，其特征在于，所述固态开关的电力电子器件采用多个晶闸管串联，所述固态开关在1ms内完成合闸；所述快速开关在7ms内完成合闸，在3ms内完成分闸。3.根据权利要求1所述的快速开关并联固态开关的快速消弧方法，其特征在于，所述判断供电系统是否发生单相接地故障的具体实现方式为：通过所述微机综合控制器实时在线...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾绍贵，文习山，陈小月，司俊杰，张延泽，李俭华，傅岳林，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：