專利名稱：一種配電網故障快速保護系統的制作方法
技術領域：
本發 明屬于配電網技術，具體涉及一種配電網故障快速保護系統。
背景技術：
目前TA取電、具備配電線路故障保護功能的配電終端設備，為了保證脫扣能量的可靠，一般采用鉛酸電池等可重復充電的電池作為后備電源，這種后備電源需要定期維護，使用不方便。
發明內容
針對上述問題，本發明提供一種不需要后備電池、脫扣能量可靠的配電網故障快速保護系統。本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是
一種配電網故障快速保護系統，包括控制模塊；脫扣跳閘機構，脫扣跳閘機構內設置有用于驅動的跳閘線圈；儲能電容；取電供電模塊，取電供電模塊從電力線取電，并向儲能電容和控制模塊供電；切換模塊，切換模塊的一輸入端與儲能電容連接，另一輸入端連接有一引入故障電流的回路，切換模塊的輸出端與跳閘線圈連接；故障發生需出口動作時，控制模塊切換模塊動作，儲能電容儲存的電能和切換模塊引入的故障電流同時供至跳閘線圈，驅動脫扣跳閘機構動作。其中，所述取電供電模塊包括連接到電力線上的電流互感器；整流模塊，整流模塊的輸入端與電流互感器的輸出端連接；倍壓式電力變換模塊，倍壓式電力變換模塊的輸入端與整流模塊的輸出端連接；所述控制模塊和儲能電容的供電端與倍壓式電力變換模塊的輸出端連接，控制模塊向倍壓式電力變換模塊輸出控制信號控制其變換，控制模塊通過電流采集回路向電流互感器采集電流信號，并根據采集的電流信號判斷是否故障發生。優選的是，所述電流互感器的數量為兩個，兩個電流互感器分別連接到三相電力線的其中兩相電力線上。優選的是，兩電流互感器根據取電電流的大小自動切換與整流模塊的連接，使得整流模塊的輸入端始終與取電電流較大的電流互感器連接。控制模塊以兩電流互感器中較大的電流信號作為故障發生的判斷標準。本發明的有益效果是本發明在脫扣跳閘機構需要出口動作時，將故障電流引入至IJ跳閘線圈中，跳閘線圈在故障電流的作用以及儲能電容的供電下能夠獲得可靠的脫扣能量，確保脫扣跳閘機構能夠可靠快速地進行脫扣動作，實現快速保護功能。進一步，當取電供電模塊采用電流互感器、整流模塊、倍壓式電力變換模塊等組成時，電源回路可以在20ms內快速建立，控制模塊可以快速啟動，確保保護系統與站內保護設備的保護級差配合，不會存在保護盲區。
下面結合附圖和具體實施方式
進行進一步的說明
圖I為本發明的原理組成框圖。
具體實施例方式參照圖1，本發明的一種配電網故障快速保護系統，包括控制模塊I、脫扣跳閘機構2、儲能電容3、切換模塊5等，本發明的系統內不需要設置后備電池，免去了定期維護的麻煩。脫扣跳閘機構2內設置有用于驅動的跳閘線圈21。切換模塊5，切換模塊5的一輸入端與儲能電容3連接，另一輸入端連接有一引入故障電流的回路，切換模塊5的輸出端與跳閘線圈21連接。故障發生需出口動作時，控制模塊I控制切換模塊5動作，切換模塊5 使得儲能電容3和故障電流與跳閘線圈的供電回路導通，儲能電容3儲存的電能和切換模塊5引入的故障電流同時供至跳閘線圈21，驅動脫扣跳閘機構2動作。上述這種儲能電容3和故障電流同時供電的方式能夠保證快速保護脫扣能量的可靠。取電供電模塊4用于從電力線取電，并向儲能電容3和控制模塊I供電。取電供電模塊4的另一個作用是為了檢測電力線是否出現故障。為了使得電源能夠快速建立，取電供電模塊4優選包括電流互感器41、整流模塊42、倍壓式電力變換模塊43、電流采集回路44等。上述這種結構能夠使得電源電壓在20ms內快速建立，控制模塊可以快速啟動，確保保護系統與站內保護設備的保護級差配合，不會存在保護盲區。電流互感器41連接到電力線上，用于在電力線上無源取電。整流模塊42的輸入端與電流互感器41的輸出端連接，用于將電流互感器41上所生成的交流電變換成直流電。倍壓式電力變換模塊43的輸入端與整流模塊42的輸出端連接，用于將整流模塊42變換后的直流電再進行DCDC變換，生成所需的功率輸出，所謂倍壓式即在其包含的電力變換電路內設置有一倍壓電路部分，使得所輸出的直流電壓大小能夠倍式增加，確保輸入較低時也能夠得到所需的電壓供給，在一次線路電流較低時(小于6A時)仍能可靠取電。在實際應用時，此倍壓式電力變換模塊43可以設置為可以設置有用于輸出不同電壓大小的輸出端，供配電網終端的不同部分使用。控制模塊I和儲能電容3的供電端與倍壓式電力變換模塊43的輸出端連接，控制模塊I向倍壓式電力變換模塊43輸出控制信號控制其變換，控制模塊I通過電流采集回路44向電流互感器41采集電流信號，即控制模塊I是在倍壓式電力變換模塊3的供電下工作的，控制模塊I根據所采集的電流信號控制倍壓式電力變換模塊43的電力變換過程，使得其輸出功率控制在滿足終端工作需要的范圍內，一般地，控制模塊I通過改變向倍壓式電力變換模塊43內所包含的開關管輸出的PWM控制信號，便可以改變其功率輸出。這種功率控制方法解決了在100*50*60 (mm3)體積內使用600/5 —次CT情況下線路一次電流為300A以上至600A時的熱量控制問題，基本不需要散熱器。另外，此電流互感器41所采集的電流信號過大時，控制模塊I能夠判斷電路故障是否發生。當故障發生時，控制模塊I會馬上向切換模塊5輸出控制信號，使得切換模塊5動作，將儲能電容所儲存的電量和故障電流同時供給跳閘線圈，驅動脫扣跳閘機構動作。為了進一步保證取電的可靠性，電流互感器41的數量設置為兩個，兩個電流互感器41分別連接到三相電力線的其中兩相電力線(如Ia和Ic)上。進一步，兩電流互感器41根據取電電流的大小自動切換與整流模塊42的連接，使得整流模塊42的輸入端始終與取電電流較大的電流互感器I連接。這種2相電流合成的取電方式可以基本確保本取電系統能夠持續可靠地取電，從而保證配電網終端的正常工作。當采用兩個電流互感器41時，控制模塊I以兩電流互感器41中較大 的電流信號作為故障發生的判斷標準。本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，只要其以基本相同的手段達到本發明的技術效果，都應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種配電網故障快速保護系統，其特征在于包括 控制模塊(I); 脫扣跳閘機構(2)，脫扣跳閘機構(2)內設置有用于驅動的跳閘線圈(21)； 儲能電容(3)； 取電供電模塊(4)，取電供電模塊(4)從電力線取電，并向儲能電容(3)和控制模塊(I)供電； 切換模塊(5)，切換模塊(5)的一輸入端與儲能電容(3)連接，另一輸入端連接有一弓I入故障電流的回路，切換模塊(5)的輸出端與跳閘線圈(21)連接； 故障發生需出口動作時，控制模塊(I)切換模塊(5 )動作，儲能電容(3 )儲存的電能和切換模塊(5)引入的故障電流同時供至跳閘線圈(21)，驅動脫扣跳閘機構(2)動作。
2.根據權利要求I所述的一種配電網故障快速保護系統，其特征在于所述取電供電模塊(4)包括 連接到電力線上的電流互感器(41)； 整流模塊(42)，整流模塊(42)的輸入端與電流互感器(41)的輸出端連接； 倍壓式電力變換模塊(43)，倍壓式電力變換模塊(43)的輸入端與整流模塊(42)的輸出端連接； 所述控制模塊(I)和儲能電容(3)的供電端與倍壓式電力變換模塊(42)的輸出端連接，控制模塊(I)向倍壓式電力變換模塊(42 )輸出控制信號控制其變換，控制模塊(I)通過電流采集回路(44)向電流互感器(41)采集電流信號，并根據采集的電流信號判斷是否故障發生。
3.根據權利要求2所述的一種配電網故障快速保護系統，其特征在于所述電流互感器(41)的數量為兩個，兩個電流互感器(41)分別連接到三相電力線的其中兩相電力線上。
4.根據權利要求3所述的一種配電網故障快速保護系統，其特征在于兩電流互感器(41)根據取電電流的大小自動切換與整流模塊(42)的連接，使得整流模塊(42)的輸入端始終與取電電流較大的電流互感器(41)連接。
5.根據權利要求3所述的一種配電網故障快速保護系統，其特征在于控制模塊(I)以兩電流互感器(41)中較大的電流信號作為故障發生的判斷標準。
全文摘要
本發明公開了一種配電網故障快速保護系統，包括控制模塊、脫扣跳閘機構、儲能電容、取電供電模塊、切換模塊；故障發生需出口動作時，控制模塊控制切換模塊同時動作，儲能電容儲存的電能和切換模塊引入的故障電流同時供至跳閘線圈，驅動脫扣跳閘機構動作。本發明在脫扣跳閘機構需要出口動作時，將故障電流引入到跳閘線圈中，跳閘線圈在故障電流的作用以及儲能電容的供電下能夠獲得可靠的脫扣能量，確保脫扣跳閘機構能夠可靠快速地進行脫扣動作，實現快速保護功能。
文檔編號H02H7/26GK102904224SQ20121036007
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者王煥文, 張源恕, 賈其領 申請人:珠海許繼電氣有限公司, 珠海經緯電氣有限公司, 國家電網公司