• 目前的智能高压开关设备在线采集电流、电压等电气参数时,一般采用外置电流互感器、电压互感器来进行参数采集,外置电压互感器的最大缺点就是保险丝容易烧断,特别是在雷电天气下,损坏几率更大,影响电压测量可靠性。此外,外置电压互感器成本高,特别是在配网线路上,测量三相相电压和零序电压时需要配置3只外置电压互感器或者三相五柱式电压互感器,用户需要专门考虑安装位置,且需要定期进行维护保养。

    我公司自主研发了一种可同时在线采集三相电压和三相电流信号的组合式电流、电压传感器,来代替传统的电流互感器和电压互感器。其特征在于:采用电流互感器线圈和铜箔环;工作时该组合式电流电压传感器固定套在高压开关设备的一次侧导电件上,当高压开关设备的一次侧导电件流过交流电流时,电流互感器线圈感应到交流电流,在电流互感器引出线上输出随一次电流大小而变化的二次电流,供保护测控装置进行电流采集;当高压开关设备的一次侧导电件加上交流电压时,在铜箔环上会感应出交流电压大小,在屏蔽线上会输出随一次电压大小而变化的二次电压,供保护测控装置进行电压采集。

    此组合式电流电压传感器结构简单,机械性能稳定,降低了维修成本,并且制造和安装工艺相对简单。

  • 目前常用的高压断路器保护控制系统中,数据采集与处理单元通常以1个周波(20ms)以上的交流输入信号,通过FFT变换(或DFT变换、均方根运算等)计算提取出所需要的各种电气特征量,再根据保护的投退、动作的整定值等来确定是否送出保护动作出口信号;开关量输出电路通常采用输出继电器、中间继电器实现分合闸驱动,由于输出继电器、中间继电器的机械触点有一定的响应时间,一般输出继电器的延时时间为5ms以上,中间继电器的延时时间为8ms以上,即保护控制系统从模拟量输入电路出现故障电流到给出分合闸驱动信号,最快时至少需要30.5ms以上的延时(忽略软件计算时间)。该响应时间增加了故障电流对电网的冲击时间,减少了电网实际运行寿命,也不利于进行快速故障隔离。

    我公司开发了一种拥有独立知识产权的高压断路器快速保护控制系统,该系统通过缩短测量与保护动作的时间,使保护控制系统从模拟量输入电路出现故障电流到给断路器发出分闸驱动信号的延时时间减少,从而缩短故障电流对电网的冲击时间,达到快速保护的目的。

    快速保护控制系统的开关量输出电路中的分合闸驱动电路采用电子式分合闸驱动电路代替传统机械式触点继电器,并构成开关量快速输出电路。同时运用半波对称原理与递推运算,在每个采样点都计算提取出前半个周波(10ms)时间内所需要的各种电气特征量,从而缩短了故障电流测量与发出保护控制信号的时间。当故障电流大于电流定值时,其保护动作信号的延时时间将小于10ms+20ms/每周波采样点数,采用电子式分合闸驱动电路代替传统机械式触点继电器构成开关量快速输出电路,使其分合闸延时时间小于0.1ms,从而缩短保护控制延时时间。该断路器快速保护控制系统从模拟量输入电路出现故障电流到给出分闸驱动信号,最慢时只有10.4ms的延时(当采样点为64点时)。因此,可以快速的隔离故障线路,减少了电网故障电流的保持时间,从而实现快速保护控制。

  • 目前的小电流接地选线装置,大多通过外置的电压互感器、电流互感器集中采集变电站的零序电压及每条出线开关的零序电流。当电网出现单相接地故障时,利用比幅法、比相法或比幅比相法来判断故障线路。现有的小电流接地选线装置的选线正确率不到50%,很多供电部门仍在使用拉线法确定故障出线。

    我公司开发了一种拥有独立知识产权的高压断路器单相接地保护测控系统,该保护测控系统与断路器本体采用一体化设计,它实时采集配电线路上开关处的三相电流、三相电压值,并从中提取出零序电压与零序电流的基波、3次与5次谐波及零序功率,根据单相接地故障时的故障特征,以零序电压、零序电流基波及3次与5次谐波为启动值,以零序功率方向为判定值,准确判断出断路器负载侧故障,发出单相接地保护告警信号或给出保护跳闸命令,实现单相接地告警与保护。

    此单相接地保护控制器只需要采集本条线路的电气特征量,而不是集中采集变电站所有出线的电气特征量;当本条线路负载侧发生单相接地故障时,单相接地保护控制器能够及时检测出来,发出告警或者保护跳闸命令;而当本条线路电源侧发生单相接地故障时,断路器不会动作,从而达到准确识别故障,快速定位故障线路。

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