[发明专利]电力系统保护方法及快速分闸型永磁断路器开关设备

说明书

本发明公开了一种电力系统保护方法及快速分闸型永磁断路器开关设备，该方法将保护区域内的电力系统细分成五级级差保护，各级级差保护区域内设置快速分闸型永磁断路器开关设备；当电力系统发生单相接地或相间故障时，通过所述快速分闸型永磁断路器开关设备切断故障线路。为实现该方法提出一种固有分闸时间不大于5ms的快速分闸型永磁断路器开关设备，采用该开关设备能够将电力系统分成300ms、225ms、150ms、75ms、0ms五级级差保护电网。本发明可广泛应用于10‑35kV电力系统中，尤其是国内10‑35kV交流配电网系统中，能够更加快速的切断故障线路，有效缩小停电范围和缩短停电时间。

技术领域

本发明涉及一种继电保护技术及应用的开关设备，尤其涉及一种电力系统保护方法及快速分闸型永磁断路器开关设备。

背景技术

开关设备作为输配电系统中非常重要的一环，且随着城乡电网改造的不断深入，特别是随着国民经济的发展，城市化程度的提升，电力是国民经济的支撑性产业，所使用的开关设备均以弹簧操作机构为柱。随着居民生活水平及工业水平持续发展的提升，电力客户也对用电质量提出了高要求，停电会对国民经济的发展带来影响，同时由于停电带来的系统电压暂降现象的发生，极易造成工业机器人、自动机床等电压敏感客户的经济损失。

在我国配电网系统建设过程中，变电站出口至末端用户的保护时间仅有300ms，采用固有分闸时间约40-60ms的弹簧操作机构，再加上继电保护时间、灭弧时间，完成整个线路断开的时间在125ms左右，只能将配电网分为三级电网，即300ms、150ms、0ms三级。受限于弹簧机构开关设备的固有分闸时间无法缩短，无法将供电进一步细分，且弹簧操作机构因零部件数量多，传动复杂，故障率本身较比较高，特别是置于箱体外侧时，也带来了机构锈蚀等易导致设备故障现象发生，导致停电现象频发。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种电力系统保护方法以及适用于该方案的快速分闸型永磁断路器开关设备，可广泛应用于10-35kV电力系统中，尤其是国内10-35kV交流配电网系统中，在电力系统发生单相接地或相间故障时，能够更加快速的切断故障线路，有效缩小停电范围和缩短停电时间。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种电力系统保护方法，该方法将保护区域内的电力系统细分成五级级差保护，各级级差保护区域内设置快速分闸型永磁断路器开关设备；当电力系统发生单相接地或相间故障时，通过所述快速分闸型永磁断路器开关设备切断故障线路。

其中所述的将保护区域内的电力系统细分成五级级差保护，是将电力系统线路断开时间划分为五个分级。

进一步的，所述的将保护区域内的电力系统细分成五级级差保护，包括将电力系统母线细分成五级级差保护，以及将电力系统中的各分支线分别细分成五级级差保护。

该方法尤其适用于10-35kV交流配电网系统，将配电网区域内的电力系统细分为五级级差保护，一种典型的五级级差保护是将配电系统线路断开时间划分为300ms、225ms、150ms、75ms、0ms五个分级。

适用于10-35kV交流配电网系统的电力系统保护方案中，所述快速分闸型永磁断路器开关设备的固有分闸时间不大于5ms，计入继电保护动作时间及灭弧时间，所述快速分闸型永磁断路器开关设备完成开断所需的时间不高于65ms，满足所述的五级级差保护方案。

本发明还提出一种应用于上述电力系统保护方法的快速分闸型永磁断路器开关设备，该设备包括低压箱1、电缆室2、机构操作室3及气箱5，所述低压箱1内设有二次元器件，包括电流表、电压表和线路保护，用于线路的测量、保护及出现故障后的线路隔离；所述气箱5内设有永磁断路器4，用于完成线路开断；所述电缆室2用于容纳进出线电缆；所述机构操作室3内设有机构的分合闸指示以及用于完成永磁机构分合闸的控制器模块；所述永磁断路器4采用固有分闸时间不大于5ms的快速分闸型永磁断路器。