一种负荷开关电动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及负荷开关检测、控制技术领域，具体涉及一种负荷开关电动控制系统，包括：断路器，设置于配电网各区域节点处；采集器，设置于每个断路器和负荷开关的节点处，用于采集断路器和负荷开关的节点处的电压数据和电流数据；执行器，用于接收进行差动保护的指令，在接收进行差动保护的指令时，跳开采集器所对应的断路器和负荷开关；采集器与控制器电连接，控制器还用于根据电压数据和电流数据计算差动保护数据，基于差动保护数据判断是否满足差动保护判据条件；并在同时满足差动保护判据条件以及齿轮运行正常时，发送进行差动保护的指令到执行器。本发明专利技术解决了常规的差动保护不能满足配电网实际需求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种负荷开关电动控制系统
本专利技术涉及负荷开关检测、控制
，具体涉及一种负荷开关电动控制系统。
技术介绍
负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置，能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流，在低压配电领域被广泛地使用。负荷开关通过电源给驱动电机供电，驱动电机驱动齿轮压缩弹簧储能机构，弹簧驱动触头运动实现开关开断，整个工作过程是复杂的机械运动过程，当负荷开关出现故障时，会导致配电系统出现故障，从而影响供电需求。故而，需要对负荷开关的机械状态进行准确检测。对此，中国专利公开了一种负荷开关齿轮状态检测系统，应用于负荷开关，包括：电流传感器，设置于驱动电机，用于检测流经驱动电机的电流最大值；转速传感器，设置于齿轮箱，用于检测齿轮箱的转速最大值；控制器，分别与电流传感器和转速传感器电连接，用于获取转速最大值和电流最大值，将转速最大值与电流最大值求比值并得到特征参量，基于特征参量和预设特征参量阈值确定齿轮箱内齿轮在运行时是否存在故障；控制器用于将特征参量和预设特征参量阈值进行比较，若特征参量小于预设特征参量阈值，则确定齿轮箱存在故障，若特征参量大于或等于预设特征参量阈值，则确定齿轮箱正常。在上述技术方案中，能够快速准确地确定齿轮箱内齿轮在运行时是否存在故障，同时具有现场实施便携、检测效率高的优点。但是，随着光伏电站等分布式电源接入配电网，基于电流幅值的故障识别方法不能满足现场运行的要求，有必要引入电流的差动保护方案。由于配电网中大量配置了负荷开关，而负荷开关不能直接开断故障电流，常规直接跳开与故障点直连断路器的差动保护逻辑不能满足配电网应用需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种负荷开关电动控制系统，解决了常规的差动保护不能满足配电网实际需求的技术问题。本专利技术提供的基础方案为：一种负荷开关电动控制系统，包括：电流传感器，设置于驱动电机，用于检测流经驱动电机的电流最大值；转速传感器，设置于齿轮箱，用于检测齿轮箱的转速最大值；控制器，分别与电流传感器和转速传感器电连接，用于获取转速最大值和电流最大值，将转速最大值与电流最大值求比值并得到特征参量，基于特征参量和预设阈值判定齿轮箱内的齿轮运行是否正常；还包括：断路器，设置于配电网各区域节点处；采集器，设置于每个断路器和负荷开关的节点处，用于采集断路器和负荷开关的节点处的电压数据和电流数据；执行器，用于接收进行差动保护的指令，在接收进行差动保护的指令时，跳开采集器所对应的断路器和负荷开关；采集器与控制器电连接，控制器还用于根据电压数据和电流数据计算差动保护数据，基于差动保护数据判断是否满足差动保护判据条件；并在同时满足差动保护判据条件以及齿轮运行正常时，发送进行差动保护的指令到执行器。本专利技术的工作原理及优点在于：采用分布式的采集器实时采集断路器和负荷开关的节点处的电压数据和电流数据，基于相同时刻的电压数据和电流数据计算所需的差动保护数据，并进行差动保护；通过这样的方式，其一，不受配电网潮流方向影响，也不受网络拓扑运行状态变化影响；其二，可以实现所有保护区域内电压数据和电流数据同步，在差动保护区内出现故障时同时跳开各自对应断路器和负荷开关。本专利技术基于相同时刻的电压数据和电流数据计算所需的差动保护数据，并进行差动保护，解决了常规的差动保护不能满足配电网实际需求的技术问题。进一步，采集器包括模拟量采集模块和开关量采集模块，模拟量采集模块用于采集断路器和负荷开关的节点处的电流数据和电压数据，开关量采集模块用于监测以及采集断路器和负荷开关的状态信息。有益效果在于：模拟量是指在一定范围连续变化的量，在一定范围内可以取任意数值；反之，开关量是指非连续变化的量，只有1和0两种状态，电力上为电路的开和关，或者触点的接通和断开；故而，可以根据模拟量与开关量的不同性质，采用不同的采集方法。进一步，采集器的数量为多个，采集器按照预设的采样时间周期采集断路器和负荷开关的节点处的电流数据和电压数据，并将采集到的电流数据和电压数据传输至其他采集器，同时接收其他采集器传输来的电流数据和电压数据；各个采集器进行电流数据和电压数据比较，通过同步方法进行数据同步。有益效果在于：设置多个采集器，对于任意采集器来说，可将采集到的电流数据和电压数据传输至其他采集器，同时接收其他采集器传输来的电流数据和电压数据，从而便于实现数据同步。进一步，采集器包括同步计算模块，同步计算模块用于计算各个采集器之间通讯的特定报文的往返时间，得到通讯的延迟时间；并比较延迟时间，得到特定报文中的电流数据和电压数据的采样时刻，以相同的采样时刻作为所有采集器的共同采样时刻。有益效果在于：通过比较延迟时间，得到特定报文中的电流数据和电压数据的采样时刻，并以相同的采样时刻作为所有采集器的共同采样时刻，有利于实现采集器的数据同步。进一步，控制器用于根据电流数据和电压数据计算被保护区域内电流矢量之和，得到作为差动保护的第一动作电流；并根据电流数据和电压数据计算被保护区域内的电流有效值之和，得到作为差动保护的第二动作电流。有益效果在于：以第一动作电流和第二动作电流作为差动保护数据，只需要计算电流矢量之和以及电流有效值之和，计算简单、便于实现。进一步，控制器用于计算并判断第一动作电流与第二动作电流的比值是否超过预设差动系数，若第一动作电流与第二动作电流的比值超过预设差动系数，判定满足差动保护判据条件。有益效果在于：当第一动作电流与第二动作电流的比值超过预设差动系数时，说明存在有短路故障，故而，可以准确地进行差动保护。进一步，控制器用于根据电流数据和电压数据计算被保护区域内有功功率矢量之和，得到作为差动保护的第一动作功率；并根据电流数据和电压数据计算被保护区域内的有功功率有效值之和，得到作为差动保护的第二动作功率。有益效果在于：以第一动作功率以及第二动作功率作为差动保护数据，同样只需要计算有功功率矢量之和以及有功功率有效值之和，运算快捷。进一步，控制器用于计算并判断第一动作功率与第二动作功率的比值是否超过预设差动系数，若第一动作功率与第二动作功率的比值超过预设差动系数，判定满足差动保护判据条件。有益效果在于：当第一动作功率与第二动作功率的比值超过预设差动系数时，同样可以说明存在有短路故障，需要进行差动保护。附图说明图1为本专利技术一种负荷开关电动控制系统实施例的系统结构框图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细的说明：实施例1实施例基本如附图1所示，包括：电流传感器，设置于驱动电机，用于检测流经驱动电机的电流最大值；转速传感器，设置于齿轮箱，用于检测齿轮箱的转速最大值；控制器，分别与电流传感器和转速传感器电连接，用于获取转速最大值和电流最大值，将转速最大值与电流最大值求比值并得到特征参量，基于特征参量和预设阈值判定齿轮箱内的齿轮运行是否正常；还包括：断路器，设置于配电网各区域节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负荷开关电动控制系统，包括：电流传感器，设置于驱动电机，用于检测流经驱动电机的电流最大值；转速传感器，设置于齿轮箱，用于检测齿轮箱的转速最大值；控制器，分别与电流传感器和转速传感器电连接，用于获取转速最大值和电流最大值，将转速最大值与电流最大值求比值并得到特征参量，基于特征参量和预设阈值判定齿轮箱内的齿轮运行是否正常；其特征在于，还包括：/n断路器，设置于配电网各区域节点处；/n采集器，设置于每个断路器和负荷开关的节点处，用于采集断路器和负荷开关的节点处的电压数据和电流数据；/n执行器，用于接收进行差动保护的指令，在接收进行差动保护的指令时，跳开采集器所对应的断路器和负荷开关；/n采集器与控制器电连接，控制器还用于根据电压数据和电流数据计算差动保护数据，基于差动保护数据判断是否满足差动保护判据条件；并在同时满足差动保护判据条件以及齿轮运行正常时，发送进行差动保护的指令到执行器。/n

【技术特征摘要】
1.一种负荷开关电动控制系统，包括：电流传感器，设置于驱动电机，用于检测流经驱动电机的电流最大值；转速传感器，设置于齿轮箱，用于检测齿轮箱的转速最大值；控制器，分别与电流传感器和转速传感器电连接，用于获取转速最大值和电流最大值，将转速最大值与电流最大值求比值并得到特征参量，基于特征参量和预设阈值判定齿轮箱内的齿轮运行是否正常；其特征在于，还包括：
断路器，设置于配电网各区域节点处；
采集器，设置于每个断路器和负荷开关的节点处，用于采集断路器和负荷开关的节点处的电压数据和电流数据；
执行器，用于接收进行差动保护的指令，在接收进行差动保护的指令时，跳开采集器所对应的断路器和负荷开关；
采集器与控制器电连接，控制器还用于根据电压数据和电流数据计算差动保护数据，基于差动保护数据判断是否满足差动保护判据条件；并在同时满足差动保护判据条件以及齿轮运行正常时，发送进行差动保护的指令到执行器。


2.如权利要求1所述的负荷开关电动控制系统，其特征在于，采集器包括模拟量采集模块和开关量采集模块，模拟量采集模块用于采集断路器和负荷开关的节点处的电流数据和电压数据，开关量采集模块用于监测以及采集断路器和负荷开关的状态信息。


3.如权利要求2所述的负荷开关电动控制系统，其特征在于，采集器的数量为多个，采集器按照预设的采样时间周期采集断路器和负荷开关的节点处的电流数据和电压数据，并将采集到的电流数据和电压数据传输至其他采集器，同时接收其他采集器传输来的电流数据和电压数据；各个采集器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义，孙胜杰，武文君，方金贵，郭骥，蒋家洪，李八枚，赵小芳，
申请(专利权)人：贵州长通电气有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52