[实用新型]一种用于变电站用功率源系统的开关保护装置

说明书

本实用新型公开一种用于变电站用功率源系统的开关保护装置，包括：至少一第一电流采集模块、至少一分励脱扣器和主控模块；所述母线和每一所述第二开关之间连接每一所述第一电流采集模块的输入端，每一所述第一电流采集模块的输出端连接所述主控模块，每一所述分励脱扣器连接所述主控模块，每一所述分励脱扣器设置在每一所述第二开关处，驱动每一所述第二开关跳开；当该开关保护装置用于所述第一级线路组时，开关保护装置还包括：至少一第一电动操作模块，每一所述第一电动操作模块连接所述主控模块，每一所述第一电动操作模块设置在每一所述第一开关处，驱动每一所述第一开关通断。该装置可准确识别功率源输出短路电流特性，快速切除故障馈出线。

技术领域

本实用新型涉及开关保护技术领域，尤其涉及一种用于变电站用功率源系统的开关保护装置。

背景技术

变电站用功率源系统为监控系统计算机、测控设备、继电保护装置、安全自动装置、事故照明、应急功率源及断路器分/合闸操作等重要设备及相关操作提供功率源，是变电站的重要组成部分。

变电站用功率源系统中的交流不间断功率源系统(UPS)和直流功率源系统，普遍采用了晶闸管(SCR)、双极型功率晶体管(GTR)、金氧半场效晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等电力电子器件。这些电力电子器件的短路耐受时间较短，短时输出过电流即可能导致器件因功率损耗而烧毁。因此，以电力电子器件为核心的功率源都设计有输出限流保护电路，在输出过流或短路故障发生时，只要检测到短路电流达到电力电子器件的重复峰值电流，即刻关闭输出驱动，待电流下降后撤销驱动闭锁，继续对外输出功率。如果输出过流或短路故障不能消除，此过程会反复数次，然后由软件驱动程序关闭功率源的输出。

电力电子功率源的馈出线保护，一般是通过空气开关的电磁脱扣特性和热脱扣特性来实现。电磁脱扣的原理，是当电流足够大时，产生的磁场力克服反力弹簧，吸合衔铁打击牵引杆，从而带动机构动作切断电路。热脱扣的原理，是电流经过脱扣器热元件，热元件受热变形至一定程度，打击牵引杆，从而带动机构动作切断电路。

电力电子功率源的馈出线一般采用辐射状接线方式，即功率源为馈线柜母线供电，从馈线柜母线接出若干回分支馈线到各个用电负荷。根据具体工程的需要，也可能采用两级分支子馈线的辐射状接线方式，即功率源为主馈线屏(第Ⅰ级)母线供电，从主馈线屏母线接出若干回分支馈线到分馈线屏(第Ⅱ级)母线，再从分馈线屏母线接出若干回分支馈线到用电负荷。

在实际运行中，电力电子功率源的馈出线保护存在如下问题：

当馈出线发生过流或短路故障时，在功率源输出限流保护电路的控制作用下，电力电子功率源的输出电流一般不足以使空气开关发生脱扣动作，即使短路电流达到了空气开关的脱扣条件，其脱扣响应速度也通常需要数秒到数十秒，远低于功率源输出限流保护的响应速度。当某一回馈出线发生短路故障时，本回馈出线的空气开关不能及时跳开，而电力电子功率源已闭锁功率输出，从而导致整条母线失压，引发停电范围扩大事故。

对于多级分支子馈线接线方式，各级空气开关需要按一定的阶梯差别合理地进行选型与配置，但在实际运行中，因为生产厂家、型号规格、生产批次甚至产品个体特性的差异，各级空气开关在动作时间、分断能力、限流能力、保护特性、使用寿命等指标上，很难达到设计上的级差配合要求。当馈出线发生过流或短路故障时，上下级空气开关同时动作，越级跳闸，从而导致停电范围扩大的事故也时有发生。

因此，如何快速准确隔离故障馈出线，有效避免因电力电子功率源输出短路闭锁导致的功率输出关闭，实现站用功率源系统层级上的馈线开关保护级差配合，防止出现停电范围扩大，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于变电站用功率源系统的开关保护装置，以解决现有技术无法快速准确隔离故障馈出线，不能有效避免因电力电子功率源输出短路闭锁导致的功率输出关闭的问题。

本实用新型实施例公开如下的技术方案：