[发明专利]具有自动保护断路器的电力配电系统及其方法

说明书

本发明涉及一种电力配电系统，具体来说，涉及包括自动保护断路器在内的那些中、低电压系统。

更为具体的来说，本发明涉及一种包含在各种级别上分布的自动保护断路器的电力配电系统。本发明还包括一种控制自动保护断路器介入顺序的方法，使这些自动保护断路器相互联锁，有选择地介入切断系统故障部分。

目前利用自动保护断路器对这些电力配电系统加以保护，其中，利用基于故障电流电动效应的典型机电设备对电流值接近闸断能力的短路故障提供保护，这些机电设备具有毫秒级的响应时间。

配电网路具有多个所述保护断路器，它们按径向分级分布，以便有选择地将停电事故限于故障所影响的电网部分或地域。

目前，通过利用不同电流值和保护设备不同的介入时间值及由其大小(故也由断开机件质量)所决定的不同机械惯量，来实现各种保护断路器之间这种选择性。

换言之，与系统中向相等数量的负载或分部供电的几个其他保护断路器均相连的保护断路器对保护设备具有较高设定值，比供电的保护断路器大，具有更大的惯量，因而它对供电的较小保护断路器的下游故障是不介入的。对于故障电流可能波及的所有较高级别当然也有这种情形发生。

保护断路器大小进而成为保护断路器标定电流的函数，因而通过必须保证选择性需要，系统中大小的分配不仅基于各节点出现的工作电流值，而且基于选择性需要，这些选择性需要通常要求系统短路电流持续时间比中断故障电流实际所需时间要长。

而要使故障能量即损失降为最小，则需要尽可能快的介入，从保护断路器当中选择出实际上必须介入的那个保护断路器这种需要减慢了保护性介入。因而，现有技术中的常规系统不允许象对待保护断路器那样对电力配电系统的大小分配进行优化。

本发明目的在于，克服现有技术缺点，具体来说，提供一种具有优化的保护断路器大小分配，保证迅速介入和确实的选择性这两项特性的电力配电系统。

通过本发明来实现上述目的，本发明包括至少分两级分布的多个自动保护断路器，其特征在于，每一保护断路器包括一电子保护单元，根据保护断路器中流过的电流值(i(t))及其导数(di(t)/dt)断开保护断路器，设有使保护断路器互连的装置，以便除了交换其状态外还交换故障状况信息。

本发明还包括对电力配电系统中自动保护断路器的介入顺序进行控制的方法，这些自动保护断路器相互联锁，至少分两级分布，其特征在于，保护断路器检测出故障状况时，所述保护断路器向高一级保护断路器通报此状况，阻断其断开动作，高一级保护断路器若是检测出相同故障状况，有上游保护断路器的话，就向该上游保护断路器通报相应信息，阻断其断开动作；所述通报进程当达到结构最高一级时或不再有某个保护断路器检测出故障状况时便停止。

最好是，故障检测基于环路电流瞬时值及其导数两者进行。

本发明其他特征和优点在从属权利要求中叙述。

现参照涉及本发明两例较佳、但非限定性实施例的附图说明本发明。其中：

图1是本发明电力配电系统的局部示意图；

图2是本发明所用的保护断路器具有的获取电流值(i(t))，对所述电流值进行数字处理，启动断开活动系统的结构图；

图3绘制一例可接受工作状况组合；

图4是单个保护断路器联锁结构(分成两部分)的示意图；

图5是通过短连接联锁的保护断路器的配置图；以及

图6是通过长连接联锁的保护断路器的配置图。

各个图中，相同标号用于标注相同或基本上等效的部件。

图1示意性地图示本发明电力配电系统的局部，它包括一包含保护断路器10和与该第一保护断路器级联连接的四个保护断路器11、12、13和14在内的配电板I，所述四个保护断路器11-14中的每一个向相应负载供电。系统可以用于三相配电(用三路或四路线)、两相配电和相线-中性线配电，但为了方便图示起见，图1中用单路线示出。

而且，图1仅仅示出由配电板II组成的负载，该配电板也包含与四个保护断路器21、22、23和24级联连接的保护断路器20，所述四个保护断路器中的每一个再与后面的负载(未图示)连接。

图1中除了示出允许电力流过的保护断路器之间的连线(粗线示出)，还示出信息在其上传送的连线17、18、19、27、28和29；所述信息在各个保护断路器之间单向或双向交换。

图1清楚地示出保护断路器分布在各个级别上(图中示意的是四个级别)，与“主”保护断路器10和20还可以并联相同级别的其他保护断路器。最后要说明的是，图1中示范示出的系统星形配置是非限定性的。