專利名稱：用于電力系統(tǒng)保護(hù)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于電力系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)備，更具體地說是涉及一種電力系統(tǒng)保護(hù)的方法及裝置。一個(gè)電力網(wǎng)或系統(tǒng)中輸電線的某處一旦發(fā)生故障，此裝置可采取適當(dāng)措施，以保證其他完好線路的安全運(yùn)行。
通常，電力網(wǎng)的構(gòu)成包括許多輸電線路，或者多條配電線路，在電網(wǎng)的某一條輸電線上，一旦發(fā)生故障，例如短路故障，發(fā)生故障的線路應(yīng)借助于故障線路受端的斷路器跳閘，而與在故障線路“上游”側(cè)的完好的輸電線路斷開。
就一配電系統(tǒng)來說，通過配電變電站的一個(gè)或多個(gè)變壓器，使高一級(jí)電壓，如77LV變換到一個(gè)較低的配電電壓，如6.6KV，而降壓后的電力是從變電站的母線分配到若干從變電站母線分支出去的饋線。然后電力通過這些饋線供給用戶。在這種形式的配電系統(tǒng)中，當(dāng)在某一饋線的負(fù)荷側(cè)發(fā)生故障，如短路故障時(shí)，在這饋線上靠近變電站母線那一端的斷路器(稱之為“饋線斷路器”)動(dòng)作跳閘，以切斷該饋線，保證其他正常分支線的供電，從而保護(hù)了配電系統(tǒng)。一種稱作“和諧的保護(hù)”的保護(hù)方法也被采用，故障饋線上位于最下游和最靠近故障點(diǎn)的斷路器，有選擇性地優(yōu)先開斷，可對(duì)盡可能廣泛的區(qū)域供電。例如，饋線斷路器的跳閘時(shí)限在發(fā)生故障的用戶受端的斷路器跳閘后延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間，如0.2秒。
在所述的常規(guī)的保護(hù)系統(tǒng)中，當(dāng)故障點(diǎn)靠近饋線斷路器時(shí)，在上述延時(shí)期間內(nèi)，會(huì)有一個(gè)很大的短路電流流過這條饋線。因而與故障線路連接到同一個(gè)主變壓器的其他正常饋線的供電電壓會(huì)降低。這樣一個(gè)電壓降落一直未被認(rèn)為是一個(gè)嚴(yán)重的問題。然而，最近幾年來，這樣一個(gè)電壓降落的影響，常常是不可忽略的，原因是在一個(gè)大容量的近代電力網(wǎng)中，短路電流是很大的，特別是在現(xiàn)代面向信息的社會(huì)中，應(yīng)用大量的電子信息裝置，如計(jì)算機(jī)，一個(gè)大的電壓降落會(huì)引起一種嚴(yán)重情況，例如在信息系統(tǒng)在線控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的終端設(shè)備中存儲(chǔ)的信息會(huì)被清除，盡管這種電壓降低的時(shí)間是很短的。
另一方面，由于電網(wǎng)容量增加而使短路電流水平增加，要求電網(wǎng)中設(shè)備的機(jī)械壽命以及斷路器的容量增加。因而近年來，擬采用一種限流裝置，可以抑制短路電流水平的增加，從而減小所需要的斷路器開斷容量。例如日本電氣工程師協(xié)會(huì)1987年10月27日的報(bào)告SPD-87-43中所指出的。在這種限流裝置中，一個(gè)限流熔斷器和一個(gè)限流元件與具有一預(yù)定的開斷容量的開關(guān)元件并聯(lián)。如果有一短路故障發(fā)生，開關(guān)元件首先打開，使短路電流先流過限流熔斷器，過一會(huì)兒，限流熔絲熔斷，短路電流將流過限流元件，借此限制短路電流水平。這種限流裝置能抑制短路電流水平，從而減小在上述這種故障發(fā)生時(shí)電網(wǎng)正常部分的電壓降落。
然而，在上述的報(bào)告中所揭示的技術(shù)存在著下列問題，即上述的限流裝置當(dāng)用作為饋線斷路器時(shí)，不能設(shè)計(jì)成完成前述的和諧的保護(hù)功能，也就是說，有選擇地優(yōu)先開斷饋線下游最靠近故障點(diǎn)的斷路器。因此，當(dāng)短路電流被過分限制時(shí)，使最靠近故障點(diǎn)的斷路器跳閘的一個(gè)過流繼電器的瞬時(shí)元件不能動(dòng)作，使得斷開故障點(diǎn)所需要的時(shí)間不合理地延長了。
本發(fā)明的目的是提供電力系統(tǒng)保護(hù)的一種方法和裝置。一旦在電力系統(tǒng)的某一輸電線上發(fā)生故障，能有效地抑制在發(fā)生故障點(diǎn)上游那些線路處的電壓降，并且能執(zhí)行電力系統(tǒng)的和諧的保護(hù)功能，從而克服了先有技術(shù)的上述問題。
為此，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了保護(hù)具有至少一條輸電線的電力系統(tǒng)的方法，包括當(dāng)該輸電線故障電流被檢測出，輸電線的電流從輸電線路的正常電路轉(zhuǎn)換到一限流電路，從而將該電流限制在這樣一個(gè)水平，它高于使一個(gè)過流繼電器的瞬時(shí)元件動(dòng)作所要求的最小動(dòng)作電流，該過流繼電器作用于聯(lián)結(jié)到該輸電線下游子系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備。
若故障在轉(zhuǎn)換后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有消除，最好將輸電線斷開;反之，當(dāng)故障在預(yù)定時(shí)間內(nèi)消除時(shí)，輸電線的電流從限流回路被切換回主電路。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了電力系統(tǒng)保護(hù)的一種裝置，包括一個(gè)主回路，含有一個(gè)開關(guān)和與該開關(guān)串聯(lián)的一個(gè)斷路器，這主回路是與一條輸電線串聯(lián)的;一個(gè)限流元件，與該斷路器并聯(lián);一個(gè)電流檢測器，用來檢測流過輸電線的電流;一個(gè)第一過流檢測器，用來當(dāng)電流檢測器測到的電流水平超過第一整定值時(shí)，立即向斷路器發(fā)送一跳閘命令;一個(gè)第二過流檢測器，當(dāng)電流水平超過第二整定值的狀態(tài)持續(xù)超出一預(yù)定時(shí)間后，用來給開關(guān)發(fā)送一個(gè)斷開信念命令，該裝置可以這樣構(gòu)成，當(dāng)檢測的電流水平在預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)低于第二整定值時(shí)，就給斷路器發(fā)出一個(gè)合閘命令。
為發(fā)使電壓降低的時(shí)間減少到例如1/4周波或更短，斷路器最好由一種半導(dǎo)體開關(guān)元件，例如GTO晶閘管來制造。
具有上述構(gòu)造的裝置在運(yùn)行中，當(dāng)由于一種故障例如短路而檢測出過電流時(shí)，該斷路器被斷開，借此故障電流轉(zhuǎn)換到與該斷路器并聯(lián)的限流回路或限流元件。因而故障電流被限流元件大大地限制了，借此跳閘斷路器上游的輸電線路的電壓降大大地被限制了。這樣，與故障線路聯(lián)接在同一母線或變壓器的其他輸電線路的供電壓降明顯地被抑制，實(shí)現(xiàn)了高度可靠的供電。
被限制的電流水平處于這樣一個(gè)范圍之內(nèi)，能使裝設(shè)在故障線路下游一子系統(tǒng)，例如一用戶子系統(tǒng)中受端斷路器內(nèi)的過流繼電器(OCR)的瞬時(shí)元件動(dòng)作。因此，如果故障了生在下游的子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)的受端斷路器就按照OCR特性曲線跳閘，借此輸電線路的完好部分恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從而滿足了電力系統(tǒng)和諧保護(hù)的要求。如果故障發(fā)生在裝有本發(fā)明保護(hù)裝置的輸電線路上，上述開關(guān)按照第二個(gè)過流繼電器的時(shí)限特性斷開。
本發(fā)明的上述及其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，從下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的敘述中將更為清楚。該實(shí)施例將結(jié)合附圖進(jìn)行說明。


圖1是用于電力系統(tǒng)保護(hù)的本發(fā)明保護(hù)裝置一個(gè)實(shí)施例的方框圖;
圖2是包含在圖1所示的實(shí)施例中的第一個(gè)過流檢測器的方框圖;
圖3是包含在圖1所示的實(shí)施例中的第二個(gè)過流檢測器的方框圖;
圖4是表示一個(gè)過流繼電器(OCR)的動(dòng)作特性的曲線圖，說明該實(shí)施例的運(yùn)行情況;
圖5是包含有本發(fā)明裝置用于保護(hù)一個(gè)電力系統(tǒng)的配電系統(tǒng)結(jié)線圖;
圖6是表示在圖1所示的實(shí)施例中短路電流水平變化方式的時(shí)間曲線，與常規(guī)裝置的時(shí)間曲線作比較;
圖7，8和9是配電系統(tǒng)的方框圖，表明按照本發(fā)明的保護(hù)裝置應(yīng)用的實(shí)例;
圖10和11分別是按照本發(fā)明的斷路器和該斷路器的改進(jìn)方案的示意圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行說明。
參照?qǐng)D1，這是用于保護(hù)電力系統(tǒng)的本發(fā)明一個(gè)保護(hù)裝置實(shí)施例的方框圖，一個(gè)正常的主回路具有一串聯(lián)回路，包括一斷路器1和一個(gè)與其串聯(lián)的開關(guān)2。一個(gè)限流阻抗4與斷路器1并聯(lián)，從而形成了一個(gè)限流回路。在圖示的實(shí)施例中，一個(gè)GTO晶閘管用來作為斷路器1。為了保護(hù)該GTO晶閘管防止過電壓，一個(gè)限壓元件5與該GTO晶閘管并聯(lián)。該限壓元件5具有這樣一種特性，當(dāng)電壓增大到或超過一預(yù)定的整定電壓時(shí)，它的電阻會(huì)急劇減小。
流過正常的主回路或限流回路的負(fù)荷電流I是由一個(gè)電流檢測器7檢定的。電流檢測器7的輸出被傳送到第一和第二過流檢測器8和9。當(dāng)負(fù)荷電流I超過第一整定值I1時(shí)，第一過流檢測器8用來傳送一跳閘命令給斷路器1。該過流檢測器8的結(jié)構(gòu)在圖2中示出。從這張圖可以看到，第一過流檢測器8有一個(gè)電流監(jiān)測部分8a，它接受來自電流檢測器7的輸出信號(hào)并執(zhí)行一預(yù)處理步驟，例如濾波處理;一個(gè)過流整定裝置8b用于可變地整定第一整定值I1，還有一個(gè)比較器8c，當(dāng)電流監(jiān)測部分8a的輸出超過了整定值I1時(shí)，比較器8c就產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。第二過流檢測器9用來當(dāng)負(fù)荷電流I超過第二整定值I2的狀態(tài)持續(xù)一個(gè)預(yù)定的時(shí)間時(shí)，向串聯(lián)的開關(guān)2發(fā)送一個(gè)斷開命令。第二過流檢測器9的結(jié)構(gòu)在圖3中示出。從這張圖可以看到，第二過流檢測器9包括一個(gè)電流監(jiān)測部分9a，用來接受來自電流檢測器7的輸出信號(hào)并執(zhí)行一預(yù)處理步驟，例如濾波功能;一個(gè)過電流整定裝置9b用于可變地設(shè)定第二整定值I2;一個(gè)比較器9c用來當(dāng)電流監(jiān)測部分9a的輸出超過了過流整定裝置9b設(shè)定的定值I2時(shí)，輸出一個(gè)信號(hào);一個(gè)故障時(shí)間監(jiān)沿部分9d用來測量來自比較器9c的信號(hào)的持續(xù)時(shí)間;一個(gè)故障時(shí)間整定裝置9e用來可變地設(shè)定一個(gè)故障整定時(shí)間T1;以及一個(gè)比較器9f，當(dāng)來自故障時(shí)間監(jiān)測部分9d的輸出超過了故障時(shí)間整定值T1時(shí)，比較器9f就產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。該第二過流檢測器9具有一種恢復(fù)功能，當(dāng)負(fù)荷電流I在上述整定時(shí)間之內(nèi)降低到第二整定值I2以下時(shí)，它就向斷路器1發(fā)送一個(gè)合閘命令，盡管這種功能未表示出來。然而，在第一過流檢測器8中也可以提供這一功能。第二過流檢測器9可以由例如一種感應(yīng)圓盤式的檢測器構(gòu)成，它具有圖4中曲線8所示的特性。
具有所述結(jié)構(gòu)的實(shí)施例被用作為如在圖5中所示配電系統(tǒng)的一個(gè)饋線斷路器。從圖5可以看到，該配電系統(tǒng)有一個(gè)變壓器組111，它經(jīng)過一個(gè)一次斷路器110連接到上游77KV電力系統(tǒng);母線113通過一個(gè)二次斷路器112連接到變壓器組111;多條饋線115A至115D從母線113分支出來;用戶子系統(tǒng)120連接到各個(gè)饋線115上。饋線115A至115D分別具有饋線斷路器100A至100D以及分段開關(guān)116。每個(gè)子系統(tǒng)120包括一個(gè)分段開關(guān)121，一個(gè)受端斷路器122，一臺(tái)變壓器123，一個(gè)二次斷路器124，母線125和斷路器126。該受端斷路器122用作于當(dāng)過流繼電器127檢測到在子系統(tǒng)120中發(fā)生故障時(shí)由繼電器127作用而跳閘。
應(yīng)用于圖5所示配電系統(tǒng)的圖1中保護(hù)裝置的運(yùn)行將專門參照?qǐng)D4進(jìn)行描述，圖4表示出一個(gè)過流繼電器(OCR)的運(yùn)行特性，并且圖4是一個(gè)時(shí)間曲線圖，表明負(fù)荷電流變化的方式。此處假定故障發(fā)生在屬于饋線115A的一個(gè)用戶子系統(tǒng)120中。在這種情況下，產(chǎn)生一個(gè)大的短路電流Is，例如12.5KA，它取決于諸如變壓器組111的容量等因素，經(jīng)過串聯(lián)開關(guān)2和斷路器1流入饋線115A。這個(gè)短路電流Is作用于過流檢測器8，從而使斷路器立即斷開，例如在采用GTO晶閘管情況下在半個(gè)周波之內(nèi)斷開;因此短路電流Is被轉(zhuǎn)換流經(jīng)具有限流阻抗4的線路中。流過這條支路的電流水平是按照阻抗4的值而改變的。該阻抗值的確定也考慮到主變壓器的容量，其最大阻抗值不會(huì)使供給其他完好饋線的電壓下降到一個(gè)不可接受的水平。在圖4所示的實(shí)施例中，該阻抗被定為例如2KΩ。確定該限流阻抗4的阻抗值也要使該電流不會(huì)下降到低于過流繼電器127的瞬時(shí)元件動(dòng)作電流范圍的最小值，其動(dòng)作特性由圖4中的曲線127P示出，以確保用戶受端斷路器122優(yōu)先跳閘。在圖4所示的實(shí)施例中，該過流繼電器127的瞬時(shí)元件動(dòng)作電流范圍的最小值是400A。此處假定第二過流檢測器9的時(shí)限特性是按照?qǐng)D4所示的特性曲線8P來整定的。在這種情況下，按照該過流檢測器9的時(shí)限特性，在一預(yù)定時(shí)間過去后，該串聯(lián)開關(guān)2打開，借此存在故障的饋線115A被切斷。當(dāng)用戶的受端過流繼電器(OCR)的瞬時(shí)元件在上述時(shí)間過去之前動(dòng)作時(shí)，該受端斷路器122跳閘，以消除短路電流Is，從而斷路器1復(fù)歸，允許對(duì)完好的用戶子系統(tǒng)而不是故障子系統(tǒng)繼續(xù)供電。
因此，短路電流Is以圖6中實(shí)線曲線所表示的方式變化，它應(yīng)與同一圖中以虛線表示的常規(guī)系統(tǒng)中短路電流的變化方式形成對(duì)照。從這張圖中可見，在常規(guī)系統(tǒng)中，一個(gè)大的短路電流在時(shí)刻t1和t2之間流過若干周波，t1是故障發(fā)生的時(shí)刻，t2是受端過流繼電器(OCR)動(dòng)作的時(shí)刻;反之，在采用本發(fā)明保護(hù)裝置的系統(tǒng)中，該限流作用在電流的半個(gè)周波的時(shí)間內(nèi)起作用，因而顯著地抑制了短路電流的水平。
從前面的描述中可以了解，所述的實(shí)施例提供了下列優(yōu)點(diǎn)。
首先，要指出的是，對(duì)連接在同一變壓器組111的饋線115上所施加的電壓降落明顯地減小了。特別是由于采用GTO晶閘管作為斷路器1可達(dá)到極短的跳閘時(shí)間。實(shí)際上，有可能在1ms左右的非常短的時(shí)間內(nèi)限制故障電流，因此就可能顯著地減少配電變電站內(nèi)電壓降落的持續(xù)時(shí)間，從而可以大大消除對(duì)完好的用戶變電站產(chǎn)生的所不希望的影響。反之，在使用已有的斷路器時(shí)，12.5KA左右的大短路電流在若干個(gè)周波內(nèi)流過，如圖6所示，產(chǎn)生了這樣的危險(xiǎn)，對(duì)連接至同一變壓器111上的其他饋線115B至115D供電的電壓降落會(huì)持續(xù)相當(dāng)長的一段時(shí)間。
所述實(shí)施例提供的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在導(dǎo)線和負(fù)荷設(shè)備上產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力可以減小。更準(zhǔn)確地說，在具有常規(guī)保護(hù)裝置的配電系統(tǒng)中，導(dǎo)線和負(fù)荷設(shè)備需要能承受12.5KA的大短路電流持續(xù)0.2秒的時(shí)間所產(chǎn)生的應(yīng)力;相反，在具有本發(fā)明保護(hù)裝置的系統(tǒng)中，導(dǎo)線和設(shè)備只需要能耐受對(duì)應(yīng)于2KA的電流持續(xù)同樣時(shí)間所產(chǎn)生的應(yīng)力。而且，由于在故障饋線上引起電弧所造成的損害也減少了。
限流后的電流水平處于這樣一個(gè)范圍內(nèi)，能使裝設(shè)在用戶受端斷路器122上的受端過流繼電器(OCR)的瞬時(shí)元件協(xié)作。斷路器122位于故障饋線115A的下游。因此，當(dāng)故障發(fā)生在這個(gè)用戶子系統(tǒng)中時(shí)，該受端斷路器122無延時(shí)跳閘。另一方面，完好的饋線恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，這樣就滿足了對(duì)電力系統(tǒng)提供和諧保護(hù)的要求。如果故障發(fā)生在饋線115A本身，開關(guān)2按照第二過流檢測器9的時(shí)限特性斷開，而其他完好饋線恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
按照本發(fā)明，有可能借助于上述限流作用減小受端斷路器122的開斷容量。更準(zhǔn)確地說，在包括所述實(shí)施例的系統(tǒng)中，受端斷路器122的開斷容量可減小到2KA;反之，在具有常規(guī)保護(hù)裝置的系統(tǒng)中，受端所斷路器需要有12.5KA這樣大的開斷容量。
盡管所述實(shí)施例采用GTO晶閘管作為斷路器1，這僅僅是說明性的;斷路器1也可以由其他類型的斷路器構(gòu)成，例如半導(dǎo)體開關(guān)，包含具有轉(zhuǎn)換功能的晶閘管開關(guān)，或者靜電感應(yīng)晶閘管，以及普通斷路器和真空斷路器。在本發(fā)明的保護(hù)裝置中也能采用由超導(dǎo)材料制造的開關(guān)作為斷路器1。
在采用圖1所示的裝置時(shí)，最好串聯(lián)開關(guān)2先閉合，然后再合上斷路器1。這種運(yùn)行方式有效地防止了沖擊電流流過串聯(lián)開關(guān)2，因?yàn)楫?dāng)串聯(lián)開關(guān)閉合時(shí)，限流阻抗已被接入電路，由此就防止了過電壓施加到斷路器1上。當(dāng)采用半導(dǎo)體開關(guān)作為斷路器1時(shí)，或獲得較高的可靠性。
圖7示出了一個(gè)系統(tǒng)，其中采用圖1所示型式的保護(hù)裝置，目的是改善配電變電站中變壓器的利用率。更準(zhǔn)確地說，在圖7所示的系統(tǒng)中，若干獨(dú)立的變壓器組111A、111B、111C在其二次側(cè)(6.6KV)通過保護(hù)裝置200連接起來，每個(gè)保護(hù)裝置具有圖1所示的結(jié)構(gòu)。按照這種配置，當(dāng)短路故障發(fā)生在一個(gè)變壓器的二次側(cè)斷器112的母線113上或在饋線斷路器114的負(fù)荷側(cè)部分時(shí)，該保護(hù)裝置200跳閘以限制短路電流，從而減少了對(duì)與故障系統(tǒng)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的其他變壓器的影響。因此，在配電變電站母線上的電壓降低可以明顯地被抑制。作為一個(gè)替代的方案如圖8所示，保護(hù)裝置200可以連接在使母線113互相聯(lián)系的線路上，也可能如圖9所示，將保護(hù)裝置200接入連接母線113A和113B的線路上。
圖1所示的斷路器1的一個(gè)實(shí)例采用GTO晶閘管，將參照?qǐng)D10進(jìn)行描述。該斷路器1有一個(gè)主開斷部分，由GTO晶閘管反向并聯(lián)電路組成，采用一個(gè)GTO10和一個(gè)GTO20。通常，GTO晶閘管具有較小的反向絕緣強(qiáng)度。因此，串聯(lián)二極管11、21和反向并聯(lián)二極管12、22與每個(gè)GTO相連接。此外，一個(gè)阻尼電路連接到該GTO晶閘管GTO1，該阻尼電路有一個(gè)電容器13，一個(gè)與電容器13串聯(lián)的電阻14，以及一個(gè)與電阻14并聯(lián)的二極管15。同樣，一個(gè)具有電容器23，與電容器23串聯(lián)的電阻24和一個(gè)與電阻24并聯(lián)的二極管25的阻尼電路連接到GTO晶閘管GTO2上。為了防止在二極管11和21兩端之間產(chǎn)生過電壓，阻尼電路與二極管11和21相并聯(lián)，該阻尼電路分別包括串聯(lián)連接的電容器16和電阻17，以及串聯(lián)連接的電容器26和電阻27。斷路器1實(shí)際結(jié)構(gòu)的例子已被描述。該斷路器1在被虛線30圍起的區(qū)域內(nèi)所表示的部分被裝在一個(gè)作為GTO組件外殼的密封的箱體內(nèi)，并浸入到一種不可燃燒的冷卻液體中用于自冷卻，以防止半導(dǎo)體元件的過熱，否則在負(fù)荷電流通過期間在斷路內(nèi)部產(chǎn)生的高溫可能引起過熱，從而保證半導(dǎo)體元件的安全運(yùn)行。為了保護(hù)主斷開部分防止過電壓，一個(gè)限流裝置5和一個(gè)低電阻的限流阻抗4與主斷開部分并聯(lián)連接，正如以前關(guān)于圖1所解釋的那樣。與斷路器1有關(guān)一個(gè)控制電路系統(tǒng)包括一個(gè)門驅(qū)動(dòng)電路31，用來控制GTO晶閘管的接通和關(guān)斷操作;還有一個(gè)過電流檢測電路32，包括電流檢測器7，用于檢測負(fù)荷電流水平，并用來檢測過電流，同時(shí)發(fā)送一個(gè)門驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這個(gè)過電流檢測電路32具有第一過電流檢測器8和第二過流檢測器9二者的功能，以前曾結(jié)合圖1對(duì)檢測器8和9作過敘述。
圖11表示斷路器1的構(gòu)造的另一個(gè)例子。在這個(gè)改型方案中，二極管41、42、43和44連接構(gòu)成了一個(gè)橋，并且一個(gè)GTO晶閘管連接在二極管41和42的連接點(diǎn)與二極管43和44的連接點(diǎn)之間。這個(gè)實(shí)施例只采用了一個(gè)GTO晶閘管，它是相當(dāng)昂貴的，因此與圖10所示的電路相比較，費(fèi)用減少了。
盡管本發(fā)明通過其優(yōu)選型式進(jìn)行了描述，不言而喻，所描述的實(shí)施例僅僅是解釋性的，可能對(duì)實(shí)施方案作出各種變化和改型，而不脫本發(fā)明的范圍，該范圍只由附加的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.保護(hù)一個(gè)具有多條輸電線路的電力系統(tǒng)的一種方法，當(dāng)在輸電線(115)上一個(gè)故障電流被檢測出，該線路(115)的電流從該輸電線(115)的正?；芈?1，2)轉(zhuǎn)換到一限流回路(4)，因而該線路的電流被限制了，其特征在于，該限流回路(4)的限流裝置這樣來整定，使得被限制電流的水平高于一個(gè)過流狀電器(127)的瞬時(shí)元件動(dòng)作所要求的最小動(dòng)作電流，該繼電器(127)作用于聯(lián)結(jié)到該輸電線(115)下游子系統(tǒng)(120)的保護(hù)設(shè)備。
2.保護(hù)一個(gè)具有多條輸電線路的電力系統(tǒng)的一種方法，當(dāng)在輸電線(115)上一個(gè)故障電流被檢測出，該線路(115)的電流從該線路(115)的正?；芈?1，2)轉(zhuǎn)換到一限流回路(4)，以致該電流受到限制，此后，該線路(115)從上述系統(tǒng)斷開，其特征在于，該限流回路(4)的限流裝置這樣來整定，使得被限制電流的水平高于一個(gè)過流繼電器(127)的瞬時(shí)元件動(dòng)作所要求的最小動(dòng)作電流，該繼電器(127)作用于聯(lián)結(jié)到該線路(115)的下游系統(tǒng)(120)的保護(hù)設(shè)備。
3.保護(hù)一個(gè)具有多條輸電線路的電力系統(tǒng)的一種方法，當(dāng)在輸電線路(115)上一個(gè)故障電流被檢測出，該線路(115)的電流從該線路(115)的正?；芈?1，2)轉(zhuǎn)換到一個(gè)限流回路(4)，以致該電流受到限制，其特征在于，當(dāng)產(chǎn)生故障電流的故障在轉(zhuǎn)換以后的一個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)消除時(shí)，上述輸電線(115)的電流從該限流回路(4)被切換回上述正常回路(1，2);反之，當(dāng)上述故障電流在上述預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有消除時(shí)，該線路(115)斷開。
4.按照權(quán)利要求3保護(hù)電力系統(tǒng)的一種方法，該限流回路(4)有一限流元件，它被整定得使被限制電流的水平高于一個(gè)過流繼電器(127)的瞬時(shí)元件動(dòng)作所要求的最小動(dòng)作電流，該繼電器(127)作用于聯(lián)結(jié)到該線路(115)的下游子系統(tǒng)(12)的保護(hù)設(shè)備。
5.用于保護(hù)電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，包括一個(gè)主回路，含有一個(gè)開關(guān)(2)和與該開關(guān)串聯(lián)的一個(gè)斷路器(1)，該主回路是與輸電線(115)串聯(lián)的;一個(gè)限流元件(4)，與該斷路器(1)并聯(lián);一個(gè)電流檢測器(7)用來檢測流過該線路(115)的電流;一個(gè)第一過流檢測器(8)用來在該電流檢測器測到的電流水平超過第一整定值時(shí)，立刻向斷路器(1)發(fā)送一個(gè)跳閘命令，還有一個(gè)第二過流檢測器(9)，當(dāng)該電流水平超過第二整定值的狀態(tài)持續(xù)超出一個(gè)預(yù)定時(shí)間時(shí)，用來發(fā)送給上述開關(guān)(2)一個(gè)斷開命令。
6.用于保護(hù)電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，包括一個(gè)主回路，含有一個(gè)開關(guān)(2)和與該開關(guān)串聯(lián)的一個(gè)斷路器(1)，此主回路是串聯(lián)在線路(115)上;一個(gè)限流元件(4)與斷路器(1)并聯(lián);一個(gè)電流檢測器(7)用來檢測流過該線路(115)的電流;一個(gè)第一過流檢測器(8)用來在該電流檢測器檢測到的電流水平超過第一整定值時(shí)，立刻向斷路器(1)發(fā)送一個(gè)跳閘命令;一個(gè)第二過流檢測器(9)，當(dāng)上述電流水平超過第二整定值的狀態(tài)持續(xù)超出一個(gè)預(yù)定時(shí)間時(shí)，用來發(fā)送給開關(guān)(2)一個(gè)斷開命令;以及當(dāng)檢測的電流水平在上述預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)降低到上述第二整定值以下時(shí)，給斷路器1發(fā)送一個(gè)合閘命令的裝置。
7.按照權(quán)利要求5或6，用于電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，上述限流元件(4)整定為使該限流元件所限制的電流水平在這樣一個(gè)范圍內(nèi)，能使一個(gè)過流繼電器(127)的瞬時(shí)元件動(dòng)作，該繼電器(127)作用于連接在該線路下游子系統(tǒng)(120)的保護(hù)設(shè)備。
8.按照權(quán)利要求5或6用于電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，該斷路器(1)是一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)。
9.按照權(quán)利要求5或6用于電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，上述第二過流檢測器(9)包括一個(gè)帶有定時(shí)元件的過流繼電器，它在上述第二電流整定值下至少要經(jīng)過上述預(yù)定延時(shí)后才能動(dòng)作。
10.按照權(quán)利要求5或6用于電力系統(tǒng)的一種保護(hù)裝置，上述第二過流檢測器(9)包括一個(gè)比較器裝置(9c)，用來將被檢沿的電流水平與第二整定值比較，并且當(dāng)檢測的電流水平超出第二整定值時(shí)發(fā)出信號(hào);還有一個(gè)延時(shí)裝置(9d、9e、9f)，當(dāng)來自上述比較器的信號(hào)持續(xù)上述預(yù)定時(shí)間時(shí)，向上述開關(guān)發(fā)出斷開命令。
11.在權(quán)利要求5或6規(guī)定的使用該類型保護(hù)裝置的一種方法，包含在合上述開關(guān)(2)后再合上述斷路器(1)。
12.用于具有多個(gè)主變壓器組類型的配電子系統(tǒng)的一種保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該主變壓器組二次側(cè)線路的連接通過在權(quán)利要求5或6中所規(guī)定的該類型的保護(hù)裝置。
全文摘要
電力系統(tǒng)保護(hù)裝置主回路包括一個(gè)斷路器和與其串聯(lián)的開關(guān)，與輸電線連接；一限流元件與斷路器并聯(lián)。當(dāng)輸電線的電流超過第一整定值時(shí)，第一過流檢測器立即給斷路器發(fā)出一跳閘命令。故障電流都轉(zhuǎn)換到限流元件而被限制，在該斷路器上游處的電壓降落也被抑制。當(dāng)電流超過第二整定值并持續(xù)一定時(shí)間后，第二過流檢測器給開關(guān)發(fā)出斷開命令，保護(hù)故障線路的上游部分。當(dāng)該線路的下游子系統(tǒng)故障時(shí)，受端斷路器無延時(shí)動(dòng)作。
文檔編號(hào)F02B75/02GK1059623SQ91108628
公開日1992年3月18日 申請(qǐng)日期1991年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月3日
發(fā)明者森田政夫, 植田俊明, 黑沢幸夫, 有田浩, 山極時(shí)生 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 中部電力株式會(huì)社