CN216312668U - 一种便于故障处理的双电源供电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于故障处理的双电源供电***，在三相线路上设有分界开关以及分区开关和分段开关，在分区开关的上口和下口均安有第一开关装置，在第一电源和第二电源的母线或***中性点上装有第二开关装置，分区开关能够分相控制从而能够切断任一相或通过辅助开关装置将切断的相导通。该***能够切断相间短路故障点与两侧电源的连接，从而最大限度实现供电区域的覆盖，减少相间短路带来的不利影响，同时有利于减少大电流开关的使用，降低成本。

Description

一种便于故障处理的双电源供电***

技术领域

本实用新型涉及电力***保护领域，具体涉及一种便于故障处理的双电源供电***。

背景技术

目前，针对三相供电***某一线路发生相间短路时，供电***有如下处理方式：1、采用重合闸的方式：首先切断该线路上的第一把断路器然后再闭合该第一把断路器，如果是瞬时性相间短路，并在闭合第一把断路器后即消除，则继续正常供电。如果在闭合第一把断路器后该相间短路故障仍然存在，则切断第一把断路器等待检修。2、采用时间上的级差配合方法：即同一线路断路器按照与电源的距离不同，整定不同过流跳闸时间，距离电源越近跳闸时间越长，一般整定级差为100ms，这个时间由开关的机械动作时长和算法耗费时间决定，这种方法可以将故障区域隔离，但是对于故障点离电源近的故障，供电***耐受短路电流时间长，对电网的冲击大。3、将第一把断路器过流先跳开，然后最末把负荷开关无电流跳开（其他负荷开关在合闸状态），接着将第一把断路器重合，如果故障发生最末把负荷开关以下，则可以排除故障，否则第一把断路器重合后仍然有故障电流，此时第一把断路器过流再跳开，然后倒数第二把负荷开关无电流跳开，然后第一把断路器再次重合闸，如果相间短路发生在倒数第二把负荷开关和最末把负荷开关之间，则可以排除故障。以此类推，依次向上在无电流下切断负荷开关，直到将故障排除。但是在此操作过程中，供电***反复经受大的短路电流冲击，如果次数过多，则会对线路造成损害，另外线路排除故障时间也很长。4、线路上都配置具有故障电流跳开能力的断路器，故障发生时将所有断路器设置为过流跳开，然后从第一把断路器开始合闸，有过流则跳开，故障排除。如果第一把断路器无过流而合闸成功，则闭锁一段时间的过流跳闸，在这段时间里第二把断路器合闸，由于第一把断流器已经过流闭锁，第二把断路器则有过流跳开，故障排除。如果无过流则接着闭合下一把，以此类推。这个方案要求每把断路器都需要具有切断大电流的能力，对断路器要求高，制造成本也高，同时逻辑复杂，自愈时间也比较长。所以，现有的相间短路处理方式均存在处理故障耗时长，对***冲击大，对开关切断大电流的能力要求高。

实用新型专利202022965192.3提供了一种能够排除相间短路故障的三相非有效接地供电***，该***上安有受控开关、第一开关、第二开关和第三开关，该***发生相间短路时，将断路器切断，然后第一开关将一故障相短接带电，第三开关将另一故障相接地，第二开关闭合后即可以制造一接地电流，利用受控开关检测电流信息从而使某一受控开关切断，以此排除故障。该***可以快速定位相间短路故障点区间并能自动、快速、准确的切除故障，可以很好提升相间短路故障的处理质量，提升供电安全。发明专利申请2021106183754公开了一种三相电力***相间短路的处理方法，在线路上设置分区开关和分段开关，分区开关能够切断大电流，分段开关只需切断负载电流，发生相间短路时，通过差动保护控制分区开关跳闸，再利用根据电流脉冲或电流时长的方法使分段开关跳闸，从而切除相间短路故障。

双电源供电***具有两个电源，并且中间经分界开关分隔，在一个电源停止送电后，可以闭合分界开关利用另一个电源继续供电。但是在发生相间短路故障后，利用上述方法切断故障点一侧的分段开关从而相对于一侧电源切除短路故障后，如果闭合分界开关给断电的线路继续供电时，相间短路故障点相对于另一侧电源仍然存在，这就需要供电***具有相应的硬件配置以便对故障点进行再次切除，而如何配置该双电源供电***的硬件就成为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便于故障处理的双电源供电***，该***能够切断相间短路故障点与两侧电源的连接，从而最大限度实现供电区域的覆盖，减少相间短路带来的不利影响，同时有利于减少大电流开关的使用，降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种便于故障处理的双电源供电***，包括第一电源和第二电源，在第一电源和第二电源之间设有三相线路，在三相线路上设有分界开关，在分界开关两侧的三相线路上还设有若干分区开关和分段开关，所述分段开关能够根据电流信息切断线路；在所述分区开关的上口和下口均安有第一开关装置，所述第一开关装置能够将两相或三相中的任一相与大地或公共导线相连，在第一电源和第二电源的母线或***中性点上装有第二开关装置，所述第二开关装置能够将两相或三相母线中的任一相或***中性点与大地或所述公共导线相连，所述分区开关还具有如下情况之一：

（a）所述分区开关能够分相控制从而能够切断任一相；

（b）所述分区开关三相联动进行切断，并且设有辅助开关装置与所述分区开关并联，当所述分区开关切断三相线路时，辅助开关装置能够将已切断三相中的两相或三相中的任一相导通。

优选的，所述第一开关装置为连接在所述分区开关的上口或下口与大地或公共导线间的两相独立或三相独立的开关，所述第二开关装置为连接在所述母线与大地或公共导线之间的两相独立或三相独立的开关，或者第二开关装置为连接在所述***中性点与大地或公共导线之间的单相开关。

优选的，在所述第一开关装置与大地或公共导线之间串联有限流电阻，或者在所述第二开关装置与大地或公共导线之间串联有限流电阻。

优选的，所述第二开关装置为电子电力开关。

优选的，所述第二开关装置为晶闸管。

优选的，所述限流电阻为可变电阻箱。

优选的，在相邻两个所述分区开关上设有差动保护***。

优选的，所述电流信息为电流脉冲或持续电流，所述分段开关可以根据预设的电流脉冲数或电流时长切断线路。

上述方案中，发生相间短路后，供电***能够将故障点两侧的分段开关分别切断，这样可以将相间短路故障点隔离出双电源供电***，使故障点两侧分段开关外的其他区域的供电不受影响。本技术方案区分分区开关和分段开关，分区开关可以针对短路的大电流进行切断，而分段开关则可以是在构造的检测回路中发挥切断作用。通过设置限流电阻可调控出较小电流值的电流信号，即检测回路中的电流是可控电流，这样分段开关只需要具有切断小电流的能力即可，对切断性能要求大大降低，从而进一步有效降低了开关的性能成本。本***针对随机出现的短路故障点，可以利用分段开关的动作快速定位故障点的具***置并进行切断，使用效果好。

附图说明

图1是本实用新型中双电源三相电力***一实施例结构示意图（第一开关装置和第二开关装置均为三相）；

图2是本实用新型中双电源三相电力***另一实施例结构示意图（第一开关装置和第二开关装置均为两相）；

图3是本实用新型中双电源三相电力***另一实施例结构示意图（第二开关装置接在***中性点）；

图4是本实用新型中双电源三相电力***另一实施例结构示意图（不接大地而接公共导线）；

图5是可变电阻箱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，双电源三相电力***包括第一电源1和第二电源2，两个电源之间架设三相供电线路，供电线路中间设有分界开关3，分界开关3平时处于断开状态。在分界开关3两侧的三相线路上设有若干分区开关4，相邻两个分区开关4之间为一个保护区，可以在相邻两个分区开关4上设置差动保护***，当在保护区内发生相间短路时，差动保护***控制相应的电能入口分区开关4跳闸从而切断故障电流（图中虚线框为某一分区开关及其能从左侧或右侧切断电能的区域）。各保护区内部可设若干分段开关5，分段开关5只需具备切断负载电流的能力，无需具备切断短路大电流能力，以降低成本。分段开关5能够检测电路脉冲或电流时长等电流信息，并可以根据预设条件（见后）切断线路。

在每一个分区开关4的上口和下口均设有第一开关装置6，第一开关装置6能够将分区开关4的上口或下口的两相或三相中的任一相与大地或公共导线相连。例如，在一个实施例中，第一开关装置6为三相且各相可独立控制的开关（图1），分别连在分区开关4的上口与大地之间，下口与大地之间（如果分区开关4的上口与母线相连，则该上口不需要设置第一开关装置），这样第一开关装置6可以将三相线路的任一相与大地相连。在另一个实施例中，也可以只设置两相独立开关，分别连在三相线路中的两相与大地之间，这样第一开关装置6可以将两相中的任一相与大地相连（图2）。

在第一电源1和第二电源2外的母线上（图1、图2）或两个***中性点上（图3）设有第二开关装置7，第二开关装置7可以将母线的两相或三相中的任一相与大地或公用导线相连（即如果第一开关装置6连大地，则第二开关装置7也连大地；如果第一开关装置6连公共导线，则第二开关装置7也连同一条公共导线，这样即能构成检测回路）。在一个实施例中，第二开关装置7为三相独立的开关，分别连在三相母线与大地之间（图1）。在另一个实施例中，第二开关装置7为两相独立的开关，分别连接两相母线与大地之间。在第三个实施例中，第二开关装置为单相开关，连接在***中性点与大地之间（图3）。

分区开关4具有独立分相控制功能，即可以仅切断某一相。或者在另一个实施例中，分区开关4是三相联动开关，只能同时切断三相，此时要设置辅助开关装置8，该辅助开关装置8为三相独立开关，分别与分区开关4的三相并联，能够将切断的三相的任一相导通（图1）。或者在另一个实施例中，辅助开关装置8为两相独立的开关，与分区开关4的两相并联。此时，如果第一开关装置6也同时设置两相开关，则辅助开关装置8的两相要与第一开关装置6的两相要错开一相设置（即第一开关装置6的两相与辅助开关8的两相不能为完全相同的两相，图2）。

上述双电源供电***可以按如下方式处理相间短路故障：假设在点F处BC两相发生相间短路故障（点F位置随机），则先利用有源侧分区开关41（因分界开关3处于断开状态，此时有源侧分区开关即为给故障点供电的电源侧的分区开关）切断故障电流（假设切断C，保持B相导通，具体做法是同时切断BC两相后再恢复B相导通，或者仅切断C相，B相保持自始导通），然后利用第一开关装置6将C相在有源侧分区开关41的下口接大地，接着利用第二开关装置7将A相或C相在有源侧分区开关41的上口（此二相均带电，一般取第一电源1的母线上，也可以通过中性点接地）循环接地或持续接地，这样就构造了一个包括两条故障相导线（即BC相）和相间短路点F的检测回路，并且会产生电流脉冲或持续电流，分段开关5具有检测电流脉冲或电流时长的能力并且可以根据第一预设条件切断，第一预设条件为靠近有源侧分区开关41切断的电流脉冲数多于远离有源侧分区开关41切断的电流脉冲数，或者靠近有源侧分区开关41切断的电流时长长于远离有源侧分区开关41切断的电流时长，这样即能保证点F在有源侧分区开关41一侧的最靠近的分段开关51切断（更细节的内容可以参见发明专利申请2020114536325和发明专利申请2020114536310）。然后，闭合分界开关3，则点F相对于第二电源2（对点F而言是新的电源）仍为相间短路故障点，也需按类似方法处理并切除。具体来说，仍通过差动保护***控制新源侧分区开关42（即在新的电源侧的分区开关）动作，从而保持B相导通和C相断开（也可以是B相断开和C相导通，以下以B相导通和C相断开为例），然后利用第一开关装置6将C相在新源侧分区开关42的下口接地（单纯就一个开关的结构而言，开关的上口和下口指开关两侧的接线口。但若将该开关放在供电***中结合电源一起讨论处理逻辑时，则上口即指开关与电源相连带电的一侧，下口指另一侧，所以同一把分区开关，根据电源不同，上下口会不同），然后利用第二开关装置7将第二电源2一侧A相或C相在新源侧分区开关42的上口（此时均为带电相，一般取第二电源2的母线上，也可以将电源2的中性点接地）循环接地或持续接地，这样就又构造了包括两条故障相导线和相间短路点F在内的另一个检测回路，并注入了新的电流脉冲或持续电流，同理，点F在新源侧分区开关42一侧的最接近的分段开关52会跳开，从而相对于电源2切除点F的短路故障（图1中在F两侧分别只示意出了一个分段开关，实际上可以分别有多个分段开关）。点F故障切除后，有源侧分区开关41、新源侧分区开关42闭合重新恢复供电即可。本实施例中，有源侧分区开关为分界开关3闭合前能切断相间短路故障点所在保护区电能输送的分区开关；新源侧分区开关为分界开关3闭合后能切断相间短路故障点所在保护区电能输送的分区开关（如果短路故障点F落在了分界开关3的另一侧，操作原理相同）。

上述实施例中，有源侧分区开关41可具有分相独立控制功能，即可以只切断C相而保持B相导通，这样可以顺利切断故障电流。或者有源侧分区开关4同时进行三相切断，然后利用辅助开关装置8单相闭合从而将B相再次导通。

上述实施例中，产生电流脉冲时，既可以是第二开关装置7循环导通，也可以是第一开关装置6循环导通，或者辅助开关装置8循环导通。

在一个实施例中，也可以第一开关装置6和第二开关装置7不接地，而是均与同一条公共导线10相连（图4），这样也可以制造出检测回路。

上述实施例中，可以在第一开关装置6与大地（或公共导线）之间串入限流电阻9，或者在第二开关装置与大地（或公共导线）之间串入限流电阻以限制短路电流。

优选的，第一开关装置6和第二开关装置7之一可以选用电子电力开关，如晶闸管，以方便地进行即时循环通断控制；所述限流电阻可以是可变电阻，或者阻值固定的电阻，还可以为可变电阻箱（图5）。在一个实施例中，可变电阻箱9包括驱动电路和若干阻值不同的电阻901，每个所述电阻901与一把电阻开关902串联形成串联单元，所有串联单元并联在一起，采用驱动电路接收供电***传过来的短路电流值的信号，然后进行计算并输出选择电阻的信号，从而驱动电阻开关902动作，这样便能选择合适的电阻，使检测回路的电流在控制的范围内，从而适合分段开关5的切断电流的能力。特别的，一个所述串联单元中的电阻为导线903，以便可以串入的阻值为零的电阻。

如果发生三相相间短路故障，则需同时切断两个故障相，维持一个故障相导通，然后使一个已切断的故障相从相应分区开关下口接地，其他操作相同。其他一些细节内容，也可以参见发明专利申请2021106183754。

上述实施例只是对本实用新型构思和实现的说明，并非对其进行限制，在本实用新型构思下，未经实质变换的技术方案仍然在保护范围内。

Claims (8)

1.一种便于故障处理的双电源供电***，包括第一电源和第二电源，在第一电源和第二电源之间设有三相线路，在三相线路上设有分界开关，在分界开关两侧的三相线路上还设有若干分区开关和分段开关，其特征在于，所述分段开关能够根据电流信息切断线路；在所述分区开关的上口和下口均安有第一开关装置，所述第一开关装置能够将两相或三相中的任一相与大地或公共导线相连，在第一电源和第二电源的母线或***中性点上装有第二开关装置，所述第二开关装置能够将两相或三相母线中的任一相或***中性点与大地或所述公共导线相连，所述分区开关还具有如下情况之一：

（a）所述分区开关能够分相控制从而能够切断任一相；

（b）所述分区开关三相联动进行切断，并且设有辅助开关装置与所述分区开关并联，当所述分区开关切断三相线路时，辅助开关装置能够将已切断三相中的两相或三相中的任一相导通。

2.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：所述第一开关装置为连接在所述分区开关的上口或下口与大地或公共导线间的两相独立或三相独立的开关，所述第二开关装置为连接在所述母线与大地或公共导线之间的两相独立或三相独立的开关，或者第二开关装置为连接在所述***中性点与大地或公共导线之间的单相开关。

3.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：在所述第一开关装置与大地或公共导线之间串联有限流电阻，或者在所述第二开关装置与大地或公共导线之间串联有限流电阻。

4.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：所述第二开关装置为电子电力开关。

5.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：所述第二开关装置为晶闸管。

6.如权利要求3所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：所述限流电阻为可变电阻箱。

7.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：在相邻两个所述分区开关上设有差动保护***。

8.如权利要求1所述的便于故障处理的双电源供电***，其特征在于：所述电流信息为电流脉冲或持续电流，所述分段开关可以根据预设的电流脉冲数或电流时长切断线路。

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