微电网智能快速开关系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种微电网智能快速开关系统，包括用于驱动合分闸的快速永磁操动机构、用于检测线路电流信息的电流检测装置以及用于接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述快速永磁操动机构分合闸动作的中央控制单元，所述快速永磁操动机构采用斥力组件驱动分闸，从硬件方面实现了快速动作、快速切除故障的目的，可有力地保证微电网在并网或孤网运行状态下的可靠性以及在并网/孤网模式间的平稳过渡，在满足微电网特殊使用要求的前提下显著降低设备成本，同时有助于实现微电网整个系统的能量优化管理，对新能源推广、节能降耗意义重大。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微电网PCC智能成套设备，主要应用于微电网和大电网连接处，是微电网和大电网联结的关键设备，是将微电网保护测控和快速断路器相结合的智能化成套设备。
技术介绍
微电网具有并网/孤网两种稳态运行模式，并网模式是指在正常情况下，微网与大电网连接，二者同时运行，微电网向大电网提供多余的电能或由大电网补充微电网发电量的不足；孤网运行是指大电网发生故障或电能质量不能满足微电网要求时，微电网与大电网断开独自运行，可见微电网的孤网运行可为系统提供了更高的供电可靠性和供电不可间断性。当进行并网/孤网两种模式间转换时，为保证微电网内电压的连续平稳过渡，实现无缝切换，以确保网内重要敏感负荷的供电不受影响，对微电网与大电网连接处的开关的快速性要求较高。而目前配电网断路开关的用于驱动合闸、分闸的操动机构一般为弹操机构或永磁机构，固分时间通常在20ms以上，在时效性上无法满足微电网孤网运行及微电网孤网/并网工作模式切换的需要。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种微电网智能快速开关系统，可实现快速分闸，在时效性上能够满足微电网孤网运行以及微电网在并网/孤网模式间平稳过渡的需要。本技术所采用的主要技术方案是一种微电网智能快速开关系统，包括用于驱动合分闸的快速永磁操动机构、用于检测线路电流信息的电流检测装置以及用于接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述快速永磁操动机构分合闸动作的中央控制单元，所述快速永磁操动机构包括用于驱动快速分闸的斥力组件、用于驱动合闸的电磁吸力机构和用于保持分/合闸状态的永磁保持机构，所述斥力组件设有斥力线圈和受所述斥力线圈磁场作用的斥力金属盘，所述斥力金属盘的一侧盘面与所述斥力线圈的一个端面相对，所述斥力金属盘驱动连接灭弧装置的输出轴，所述电磁吸力机构包括动铁芯和与所述动铁芯配合的吸力线圈，所述动铁芯与所述斥力金属盘和所述输出轴固定连接在一起。所述中央控制单元还设有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路。上述任一一种所述微电网智能快速开关系统的技术方案中，所述中央控制单元还设有能够接收遥控信号的遥控信号输入接口电路以及用于从线路上取电并将其转换成所述遥控信号输入接口电路和斥力线圈供电线路用电的电压或电流变换单元。本技术的有益效果是由于采用斥力线圈和斥力金属盘组成的斥力组件快速驱动分间，相比现有的采用弹操机构的断路开关，进一步提高了分闸动作的快速性；本技术首次将真空永磁技术应用于微电网开关上，相比原来采用静态开关，在能够满足微电网对速断时效性要求的前提下，显著降低了设备的成本；由于设置有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路和相应的数字化通信接口，可实现所述微电网智能快速开关系统的各种状态信息的上传和来自所述主机的各种调度指令的接收，有利于实现系统的能量优化管理，与智能电网的核心设计理念相一致，对新能源推广、节能降耗具有重要意义。附图说明图1为本技术的电气原理框图；图2为本技术的斥力组件的原理图；图3为本技术的工作过程示意图。具体实施方式本技术提供了一种微电网智能快速开关系统，属于一种微电网PCC智能成套设备，可应用于微电网和主电网连接处，成为微电网和公共大电网联结的关键设备，是将微电网保护测控和快速断路器相结合的智能化成套设备，能在故障后IOms内快速切除故障， 切换至孤网运行状态。如图1、2所示，所述微电网智能快速开关系统包括用于驱动合分闸的快速永磁操动机构、用于检测线路电流信息的电流检测装置(如电流传感器、电流互感器等)以及用于接收电流检测装置的电流信息、对该电流信息进行处理和逻辑分析并在判断出电流故障后输出控制指令控制所述快速永磁操动机构分合间动作的中央控制单元。所述快速永磁操动机构包括用于驱动快速分闸的斥力组件、用于驱动合闸的电磁吸力机构和用于保持分/合闸状态的永磁保持机构，所述斥力组件设有斥力线圈1和受所述斥力线圈磁场作用的斥力金属盘2，所述斥力金属盘可以采用斥力铜盘，所述斥力金属盘的一侧盘面与所述斥力线圈的一个端面相对，所述斥力金属盘驱动连接灭弧装置的输出轴，所述电磁吸力机构包括动铁芯和与所述动铁芯配合的吸力线圈，所述动铁芯与所述斥力金属盘和所述输出轴固定连接在一起。所述斥力线圈的供电回路上串联有向所述斥力线圈放电的预充电电容4以及控制该回路电流通、断的开关控制器3，所述开关控制器采用大功率晶闸管开关。当开关控制器3使该环路闭合时，预充电电容4向斥力线圈1放电，并产生较大的脉冲电流，此时斥力金属盘2因感应涡流而受到电磁推力F的作用向上运动，从而推动所述快速永磁操动机构的输出轴向上运动，实现分闸。所述预充电电容4还连接在一个充电电路上，在下一次放电前所述充电电路可以向所述预充电电容充电。所述斥力组件是利用涡流斥力原理制作的，在短时间内即可以驱动负载快速动作，因此可实现快速分闸。经过样机试验，取得了比较满意的效果，具有动作快速、反应时间短的特点，反应时间可在l-3ms左右，远低于同类功能的永磁操动机构。所述斥力组件相比目前配电网断路开关的弹操机构或永磁机构，显著缩短了分闸时间，能较好地满足微电网快速分闸的需要。所述永磁保持机构可以在快速分闸的同时减小过冲和反弹以及保证快速开关的可靠合闸。通常情况下，合闸状态为所述微电网智能快速开关的常态。所述中央控制单元设有能够与外界能量管理用主机之间双向通信的数字通信电路。 所述数字通信电路设有数字化通信接口，所述数字通信电路可用于上传所述微电网智能快速开关系统的各种状态信息和接收来自所述主机的各种调度指令，有助于实现微电网的能量优化管理，与智能电网的核心设计理念相一致，对新能源推广、节能降耗、降低碳排放量具有重要意义。如图1、3所示，所述中央控制单元设有用于接收所述电流信息的检测信号输入接口电路，所述电流检测装置的输出端连接至所述检测信号输入接口电路的输入端。对于输出为模拟量的所述电流检测装置，所述检测信号输入接口电路中设置有模数转换器，以将所述电流信息转换成中央控制单元可以运算和处理的数字信息，所述模数转换器优选采用高速、高精度模数转换器，相应地，所述中央控制单元优选采用高速数字芯片为核心的高速信号处理电路对所述电流信息进行处理、逻辑分析和判断，以进一步缩短保护出口时间。所述电流检测装置可以包括A、B、C三相电流互感器，或者也可以包括A、B、C三相电流互感器和零序电流互感器。所述电流检测装置通常用于检测所述快速开关所在线路的电流，对于本技术的微电网智能快速开关系统，当其安装在微电网与大电网的连接处时，所述电流检测装置也可以根据实际需要设置在大电网的相应线路上。所述电流检测装置实时地将所检测的电流信息传递给检测信号输入接口电路，经所述检测信号输入接口电路进行模数转换，然后根据前述的所述处理和逻辑分析步骤进行计算和故障电流的判断， 但判断所检测电流为故障电流，则经驱动电路送出相应的分闸控制指令，从而控制所述斥力组件动作分闸。上述任一一种所述微电网智能快速开关系统的技术方案中，所述中央控制单元还可以设有能够接收遥控信号的遥控信号输入接口电路。所述遥控信号输入接口电路可以接收远程的遥控信号，包括可控制快速永磁操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝振鹏，
申请(专利权)人：北京新能汇智微电网技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：