[发明专利]低压系统多层级全范围选择性协调保护技术

权利要求书

1.一种低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于： 

   1）监测流经低压系统各层级各支路断路器的电流、电压量，并对其进行实时的在线短路故障早期检测；

   2）就地判断低压系统各层级各监测支路是否发生了短路故障；若是，对该支路的故障电流进行峰值预测；若否，继续监测；

   3）各个检测到短路故障的支路将该支路的故障电流预测结果及断路器编号上传到智能控制与信息交换平台；然后在平台上，将上传的信息与预先存储在平台中的各层级的各支路断路器信息进行分析比较；最后根据分析诊断结果，向能可靠分断已发生的短路故障的相应层级的支路断路器发送控制命令；   

   4）支路断路器根据接收到的命令，在短路早期快速切断短路故障。

2.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的短路故障早期检测是基于短路电流奇异性特征及其辨识期间的电压变化率综合分析的早期检测方法。

3.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：无论短路故障发生在任何层级或支路节点，所述的短路故障电流峰值预测对于各层级的每一个检测到短路故障的支路都要进行，且为了减少智能信息交换平台判断时间及其与各支路断路器短路故障检测装置的通讯时间，所有的峰值预测均在各支路断路器处的本地短路故障早期检测辨识及其峰值预测装置中进行。

4.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的短路故障电流峰值预测需要考虑到如下特征量：短路故障的初相角、短路故障早期可靠辨识时刻的电流瞬时值、电压变化率。

5.根据权利要求4所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述短路故障电流峰值预测包括：首先，采用低压系统的短路故障仿真模型，获取全相角范围的故障样本；或通过实验、现场实时在线监测采集获取故障样本；其次，利用这些故障样本及所述特征量，建立短路故障趋势及其峰值预测模型并进行离线训练；之后再将训练好的预测模型参数映射到本地短路故障早期检测辨识及其峰值预测装置中，用于对实际的短路电流进行峰值预测。

6.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的智能控制与信息交换平台中预先需存储各层级支路断路器的信息有：断路器编号、额定电流、额定短路开断电流；其中，断路器根据其在系统中所处的位置，从电源向终端编号为N-m，N、m均为自然数，N为层级号，m为该层级的支路编号，且电源处N=1。

7.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的智能控制与信息交换平台中信息的分析比较，是将检测到短路故障的各层级各支路上传的故障电流峰值预测结果，与对应编号的断路器的额定短路开断电流进行比较；当编号为N-m的断路器的额定短路开断电流 ≥ K×该支路故障电流预测峰值，且在满足该条件的所有检测到短路故障的相应层级支路断路器中，此编号为N-m的断路器的层级号最大，则判断该断路器动作，其中K为考虑早期检测时间、峰值预测时间、通信延时、断路器固有动作时间及断路器开断电弧时间的综合系数，K≤1。

8.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的断路器的操作机构为普通断路器分断动作机构或快速分断动作机构。

9.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：保留所述低压系统中常规的三段式保护整定；所述低压系统正常运行时，屏蔽该三段式保护中短路故障保护的控制，断路器的短路故障保护动作由本地短路故障早期检测辨识及其峰值预测装置加以控制；在该低压系统发生故障时，如通信故障或智能控制与信息交换平台故障，而使得本地装置未能在上传信息后的设定的时间内接收到控制信号，则开启常规的三段式保护设定，以便断路器按其常规整定值与动作延时加以分断操作。

10.根据权利要求1所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术，其特征在于：所述的低压系统多层级全范围选择性协调保护技术适用于低压系统中的各类短路故障，包括：三相短路、两相短路、单相短路的故障；也适用于低压系统中的各类接地型式，包括：IT、TT、TN－C、 TN－S、TN—C—S低压系统接地型式。