一种适用于低频输电用断路器及其开断控制方法和装置与流程

专利检索2022-05-10  3



1.本发明属于断路器技术领域,具体涉及一种适用于低频输电用断路器及其开断控制方法和装置。


背景技术:

2.常规50hz交流输电容量受距离限制,无功补偿较大,损耗大,输送效率低;采用直流输电存在交直流转换,结构复杂,故障电流开断难度大,成本高。基于以上提出低频输电方式,更加经济、高效。但该输送方式电流过零周期长,如1/3 50hz其周期从20ms提升到60ms,但常规断路器不具备开断长燃弧能力,致使其无法切除故障电流。


技术实现要素:

3.本发明提供了一种适用于低频输电用断路器、一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法、以及一种适用于低频输电用断路器的开断控制装置,用以解决使用低频输电方式时使用常规断路器无法切除故障电流的问题。
4.为解决上述技术问题,本发明所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下:
5.本发明的一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法,所述适用于低频输电用断路器包括串联的n个开断单元,n≥2,所述开断控制方法包括如下步骤:
6.在发生电流故障后,控制第1个开断单元断开;
7.控制第k个开断单元断开时进行延时,延时时间结束时控制第k 1个开断单元断开,k=1,2,
……
,n

1,以使电流过零点处于第1个开断单元、第2个开断单元、
……
、或者第n个开断单元的燃弧区间内;
8.其中,所述延时时间小于或者等于各开断单元的燃弧区间所对应的时长。
9.上述技术方案的有益效果为:本发明将包括有多个串联设置的开断单元的断路器应用于低频输电中,各个开断单元配合先、后动作以对故障电流进行开断,不仅能够增加开断区间,覆盖低频故障电流大区间开断,同时开断电流容量不低于常规断路器,使开断电流容量进一步提升,保证了低频输电时故障电流的切除,使断路器具备长燃弧开断能力。
10.进一步的,所述燃弧区间所对应的时长为开断单元的长燃弧时间与开断单元的短燃弧时间的差值,所述长燃弧时间为能开断的最长燃弧时间,所述短燃弧时间为能开断的最短燃弧时间。
11.进一步的,n=2。
12.进一步的,所述延时时间等于各开断单元的燃弧区间所对应的时长。
13.进一步的,所述燃弧区间所对应的时长大于或者等于

t
a
/n,

t
a
为断路器整机时间。
14.本发明的一种适用于低频输电用断路器的开断控制装置,包括存储器和处理器,所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机指令以实现上述介绍的适用于低频输电用
断路器的开断控制方法,并达到与该方法相同的有益效果。
15.本发明的一种适用于低频输电用断路器,所述适用于低频输电用断路器包括串联的n个开断单元,n≥2,还包括适用于低频输电用断路器的开断控制装置,所述开断控制装置包括存储器和处理器,所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机指令以实现上述介绍的适用于低频输电用断路器的开断控制方法,并达到与该方法相同的有益效果。
附图说明
16.图1是本发明的适用于低频输电用断路器的开断控制方法的时序图;
17.图2是本发明的适用于低频输电用断路器的开断控制装置的结构图。
具体实施方式
18.本发明的基本构思为:使用多个开断单元串联配合构成的断路器,各开断单元先后动作,覆盖低频故障电流大区间开断,持续对电流进行开断,同时使开断电流容量上进一步提升。下面结合附图和实施例,对本发明的一种适用于低频输电用断路器、一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法、以及一种适用于低频输电用断路器的开断控制装置进行详细说明。
19.适用于低频输电用断路器实施例:
20.本发明的一种适用于低频输电用断路器实施例,包括两个串联设置的开断单元(开断单元为常规断路器),分别为首开单元和后开单元,两个开断单元规格等一致,还包括适用于低频输电用断路器的开断控制装置,适用于低频输电用断路器的开断控制装置包括存储器和处理器,处理器用于执行存储器中的计算机指令可以实现本发明的一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法,下面对该方法进行详细介绍。
21.步骤一,在发生电流故障后,给先开单元发出动作信号,控制先开单元断开。
22.步骤二,控制先开单元断开时进行延时,延时时间t
d
,延时时间t
d
结束时控制后开单元断开;其中,延时时间t
d
为两个开断单元的燃弧区间所对应的时长

t
p

23.其中,开断单元的燃弧区间所对应的时长

t
p
可通过试验测得,对开断单元进行开断试验,找到能开断的最短燃弧时间(即开断单元的短燃弧时间)t
arc min
和能开断的最长燃弧时间(即开断单元的长燃弧时间)t
arc max
,两者差值为

t
p
,该值不得小于

t
a
/n,

t
a
为断路器整机时间。
24.如图1所示,该种方法使得:若电流过零点出现在首开单元的燃弧区间内,则首开单元切除故障电流,后开单元不再需要开断故障电流;若电流过零点不在首开单元的燃弧区间内,则会出现在后开单元的燃弧区间内,此时首开开断单元仅拉弧,后开单元实现故障电流开断。断路器的整机开断能力可覆盖低频输电故障电流的全开断区间。
25.本实施例中,延时时间t
d
为两个开断单元的燃弧区间所对应的时长

t
p
,从而使整个断路器的燃弧区间包括两个完整的开端单元的燃弧区间,使整个断路器的开断区间最大。但是,这是一种较为理想的情况,为了避免出现空档,可设置延时时间t
d
适当小于燃弧区间所对应的时长

t
p
,但仍应大于等于

t
a
/n。
26.本实施例中,断路器包括两个串联设置的开断单元。在不考虑经济问题的情况下,断路器可包括多个(大于两个)开断单元,以使断路器的燃弧区间大大增大,开断电流容量
进一步提升。例如断路器可包括三个串联设置的开断单元,分别为第1开断单元、第2开断单元和第3开断单元,在发生电流故障后,先控制第1开断单元断开,延时t
d
后控制第2开断单元断开,再延时t
d
后控制第3开断单元断开,即其控制规律为:控制第k个开断单元断开时进行延时,延时时间结束时控制第k 1个开断单元断开,从而使得整个断路器的燃弧区间包括三个完整的开端单元的燃弧区间。
27.适用于低频输电用断路器的开断控制方法实施例:
28.本发明的一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法实施例,针对包括两个串联设置的开断单元的控制器,采用同适用于低频输电用断路器实施例中介绍的一种低频输电用断路器的开断控制方法相同的方法对断路器进行开断控制,其控制时序图如图1所示。由于在适用于低频输电用断路器实施例中对该方法进行了详细介绍,这里不再赘述。
29.适用于低频输电用断路器的开断控制装置实施例:
30.本发明的一种适用于低频输电用断路器的开断控制装置实施例,如图2所示,包括存储器、处理器和内部总线,处理器、存储器之间通过内部总线完成相互间的通信和数据交互。存储器包括至少一个存储于存储器中的软件功能模块,处理器通过运行存储在存储器中的软件程序以及模块,执行各种功能应用以及数据处理,实现本发明的适用于低频输电用断路器实施例中介绍的一种适用于低频输电用断路器的开断控制方法。
31.其中,处理器可以为微处理器mcu、可编程逻辑器件fpga等处理装置。
32.存储器可为利用电能方式存储信息的各式存储器,例如ram、rom等;也可为利用磁能方式存储信息的各式存储器,例如硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、u盘等;还可为利用光学方式存储信息的各式存储器,例如cd、dvd等;当然,还可为其他方式的存储器,例如量子存储器、石墨烯存储器等。
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