[发明专利]差动型配电网自动化控制装置

说明书

(一)技术领域

本发明属于配电网自动化设备，尤其涉及一种配电网自动化控制装置。

(二)背景技术

架空线路的故障几率较高，现代配网系统用分段开关(负荷开关)将长线路分成多个线路段运行，线路发生故障时将故障区段隔离后，可以向健全线路段恢复供电，减少停电区域，提高配网系统供电的可靠性。

为了提高10kV架空配电网系统供电的可靠性，我国自上世纪80年代后期开始采用配网自动化装备技术，引进和研制生产了各种类型的重合器、分段器等高压电气设备和控制装置。配电网系统馈电线路自动控制技术的目的是迅速判别线路故障并隔离故障区段，及时恢复健全线路段的供电，缩短停电时间，使停电区域减至最少。以往在配电线路上使用的控制技术主要有下列四种方式：①引进美国的电流-时间(IT)控制方式；②日本等国广泛采用的电压-时间(VT)控制方式；③我国自行研制的电压-电流-时间(VIT)控制方式；④通过计算机和FTU通讯的中央控制方式也有少量使用。

电流-时间型控制方式是从中性点接地系统中发展而来，重合器在数秒钟内具有三次重合闸功能，分段器具有自动记忆通过故障电流次数的能力，并且在零电流状态自动分断，以隔离故障区段，恢复健全线路段的供电。重合器要多次承受开断故障电流的重担，动作频繁，电网系统受到短路电流的冲击极大。图1是电流—时间型配网自动化装置控制过程图。

电压-时间型控制方式中，分段器失压后自动分闸，感受到电源侧再次受电时分段器按时序关合，当故障区段的分段器关合到短路电流时，该分段器失压分闸后自行闭锁。这种方式的线路在理论上分段数量不受限制，重合器的动作次数有了减少，但是分段器的动作次数过多，恢复时间过长。图2是电压-时间型配网自动化装置控制过程图。

电压-电流-时间型控制方式是电压-时间型控制方式的一种改进形式，供电恢复时间有所缩短，装置的控制过程见图3。

计算机中央控制方式是配网自动化的最佳控制方式，但是该控制方式投资大，在技术和管理上要求高，实际投入运行所占的比例极少。该控制方式也不适用于现有电网尤其是农村电网的改造，局限性大。

(三)发明内容

现有的配网控制方式都采用关合主供电开关或分段开关的方法来寻找线路的故障区段，依靠开关电器多次关合短路电流来定位故障区。为了克服已有配电网自动化装置在寻找配网线路故障部位时开关电器动作频繁、停电送电重复次数多、恢复供电时间过长、可靠性不高、降低了开关电器的使用寿命、给电网带来不必要的短路冲击的不足，本发明提供一种采用差动原理进行区段定位、能够迅速锁定故障区段、减少开关电器的动作次数、迅速恢复供电、避免对电网造成短路冲击的差动型配电网自动化控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种差动型配电网自动控制装置，控制主供电开关和安装在线路区段的分段开关，所述的控制装置还包括：

用于设定故障电流起始门槛，采集A、C相电流互感器的信号，并将A、C相电流信号移相使其前沿基本重合，并进行触发定位的故障电流采集器；

用于识别配电自动化供电系统内的线路上每一台分段开关特定的触发信号对应的地址编码与解码器；

用于调制每一台分段开关与前、后级两台分段开关的具体地址编码的触发信号，并将该分段开关与其前、后级分段开关之间发生载波频率通信联络的载波频率装置；

用于接收前、后级分段开关具有地址码的触发信号，并经解调还原成电流信号，如两个还原后的电流信号存在差值，则作用于分段开关跳闸线圈的差动比较识别单元；

用于与B相电流互感器连接，由电流转换成电压信号后，经整流、门槛和限幅，由恒流充电电路向48V 4000mAh锂电池充电，并向跳闸线圈供电的机载电源装置；

所述的A、C相电流互感器连接故障电流采集器及机载电源装置，所述的载波频率装置连接地址编码与解码器，所述的故障电流采集器连接差动比较识别单元，所述的差动比较识别单元连接分段开关的跳闸线圈。

进一步，所述的控制装置还包括：用于将差动比较识别单元的输出信号从5ms左右延迟为100ms的宽脉冲，100ms宽脉冲进入计数设定电路，当计数设定为2时，第一个100ms宽脉冲不工作，待回路主开关第一次重合不成功又跳闸时，第二个100ms宽脉冲进入延时回路，延时设定为80ms，经80ms延时后，20ms宽的跳闸负脉冲进入功率输出单元，作用于分段开关的分闸线圈的信号处理和功率输出单元。