電力開關控制裝置及斷開控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術的電力開關控制裝置(1)包括：電流測量部(3)，其測量主電路(12)的電流；電流推斷部(4)，其基于電流測量值檢測出故障電流，并基于在檢測出故障電流后的一定時間內測量出的電流波形來推斷未來的電流波形；目標斷開時刻決定部(5)，其利用根據推斷出的電流波形而得到的電流零點、預測出的斷開時間、及預先給定的最短燃弧時間，將從電流零點減去斷開時間與最短燃弧時間之和后得到的時刻定為目標斷開時刻；以及斷開控制部(6)，其待機到最接近的目標斷開時刻，在到達該目標斷開時刻時發出用于將斷路器(11)斷開的斷開控制信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于對電力開關裝置進行開關控制的電力開關控制裝置及其斷開控制方法。
技術介紹
電力用斷路器的作用是在發生接地或短路事故等系統故障時將流過輸電線的故障電流斷開。通常，斷路器在接收到來自檢測出故障電流的保護繼電器的斷開控制信號后斷開，然而，由于保護繼電器一檢測出故障電流就即時將斷開控制信號輸出，因此來自保護繼電器的斷開控制信號的輸出定時相對于電壓或電流的相位是隨機的，從斷路器斷開(電極觸點脫離)起、到下一個可斷開電流的電流零點處故障電流被斷開為止的燃弧時間可既能較短，也可能較長。如果燃弧時間較長，則電極觸點的損耗量增大，并且系統的修復延遲。另外，以往的電力開關控制裝置進行電流測量并根據電流零點的時間間隔和電流梯度來推斷未來電流零點的時間間隔，從而控制斷開定時以用最短的燃弧時間將電流斷開(例如專利文獻1)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：特開2000-188044號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題如上所述，在使用保護繼電器的斷開控制方法中，存在燃弧時間變長的情況，在這種情況下，電極觸點的損耗增大，并且故障排除時間也變長。另外，在上述以往的電力開關控制裝置中，雖然也可以使燃弧時間成為最短，但是需要測量至少3處電流零點，需要用1.5個周期以上的測量時間。因此，像短路故障那樣斷開控制信號被輸出給斷路器后，需要在2～3周期以內實施故障電流的斷開，對于該條件，需要至少3.5個周期以上的故障排除時間，從而難以完成以短時間實現故障排除這一斷路器任務。本專利技術鑒于上述情況而得以完成，其目的在于提供能夠降低斷開故障電流時的電極觸點損耗量并能縮短故障排除時間的電力開關控制裝置及其斷開控制方法。用于解決技術問題的技術手段為解決上述技術問題而達成專利技術的目的，本專利技術的電力開關控制裝置的特征在于，包括：電流測量部，其測量與設置于電力系統的斷路器相連接的主電路的電流；電流推斷部，其基于該電流測量部所測量出的電流測量值檢測出故障電流，并且基于從檢測到所述故障電流的時刻起在預先設定的一定時間測量到的電流波形來推斷經過所述一定時間后的電流波形；目標斷開時刻決定部，其利用根據由所述電流推斷部推斷出的電流波形而得到的電流成為零的時刻即電流零點、所預測出的斷開時間、及所述斷路器的電極觸點斷開后直到電極觸點間的燃弧被消弧所需的最短時間即最短燃弧時間，將從所述電流零點減去所述斷開時間和所述最短燃弧時間之和后得到的時刻定為目標斷開時刻；以及斷開控制部，其算出到最接近的所述目標斷開時刻為止的待機時間并等待該待機時間，在到達了該目標斷開時刻時發送用于斷開所述斷路器的斷開控制信號。專利技術的效果根據本專利技術，基于在檢測出故障電流后一定時間內測量到的電流波形來推斷未來的電流波形，并利用所推斷的電流波形來確定目標斷開時刻以使燃弧時間成為最短，因此，將所述一定時間設定得比現有技術中推斷電流零點所需的測量時間要短，從而取得如下效果：可以降低斷開故障電流時的電極觸點損耗量并能縮短故障排除時間。附圖說明圖1是表示根據實施方式1的電力開關控制裝置的結構的一個示例的圖。圖2是表示實施方式1中故障電流斷開前后電流的變化和控制程序的一個示例的圖。圖3是表示實施方式2的電力開關控制裝置的結構的一個示例的圖。圖4是表示實施方式3的電力開關控制裝置的結構的一個示例的圖。圖5是表示實施方式3中故障電流斷開前后電流的變化和控制程序的一個示例的圖。圖6是表示特征值λi和殘差矩陣[B]的計算處理的流程圖。圖7是表示由以往的保護繼電器斷開故障電流前后的電流的變化和控制程序的一個示例的圖。具體實施方式以下，參照附圖就本專利技術實施方式的電力開關控制裝置及斷開控制方法作詳細說明。再有，本專利技術不受這些實施方式的限定。實施方式1圖1是表示本實施方式的電力開關控制裝置的結構的一個示例的圖。如圖1所示，電力系統由例如電源10、斷路器11、主電路12和輸電線13等構成，斷路器11設在電源10和輸電線13之間，斷路器11與電力開關控制裝置1相連接。另外，連接有斷路器11的主電路12中設置有用于測量流過主電路12的電流的儀表用變壓器14，儀表用電流變流器14的輸出被輸入到電力開關控制裝置1。電源10為三相交流電源。作為電力開關裝置的斷路器11例如是氣體斷路器。再有，圖1中僅示出三相中一相的結構，省略了其他兩相的圖示。電力開關控制裝置1包括：用于測量主電路12的電流的電流測量部3；基于電流測量部3測量出的電流波形來推斷未來的電流波形的電流推斷部4；預測斷路器11的斷開時間的斷開時間預測部7；基于由電流推斷部4推斷出的電流波形、由斷開時間預測部7預測出的斷開時間、及后述的最短燃弧時間，來確定用于斷開斷路器11的目標斷開時刻的目標斷開時刻決定部5；以及將斷開控制信號輸出給斷路器11以使得在由目標斷開時刻決定部5確定的目標斷開時刻將斷路器11斷開的斷開控制部6。再有，電力開關控制裝置1還具有斷路器11的閉合控制功能，其說明從略。電力開關控制裝置1例如由計算機等構成。電流測量部3與儀表用變流器14相連接，例如以一定的周期測量電流，并將電流測量值輸出給電流推斷部4。電流推斷部4與電流測量部3相連接，使用來自電流測量部3的電流測量值判斷所測量的電流是否為故障電流。這里，所謂故障電流，是指在發生接地或短路事故等系統故障時流過輸電線的電流，其振幅比通常的負載電流大得多。對于是否為故障電流，例如可以通過用電流測量值算出的電流有效值是否在預先設定的閾值以上來判斷。再有，也可以通過利用電流的梯度等其它方法來檢測故障電流。如果檢測出故障電流，則電流推斷部4根據檢測出故障電流的時刻(故障檢測時刻)起經過預先設定的一定時間內的電流測量值、即基于該一定時間內測量到的電流波形，來推斷出經過該一定時間后的電流波形。電流推斷部4將電流波形推斷為多個波的合成波。具體地說，在波形參數設為振幅Ai、衰減率(衰減時間常數)σi(<0)、頻率fi、相位Φi的條件下，時刻t的電流波形可以用下式表示。【式1】y(t)=Σi=1MAiexp(σit)cos(2πfit+φi)...(1)]]>這里，M為預先設定的合成波分量的個數，i取從1到M的整數值。通過利用電流測量值來確定上式(1)中所有波形參數，從而能推斷任意時<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力開關控制裝置，其特征在于，包括：電流測量部，該電流測量部測量與設于電力系統的斷路器相連接的主電路的電流；電流推斷部，該電流推斷部基于由所述電流測量部測量出的電流測量值來檢測故障電流，并基于在從檢測到所述故障電流的時刻起的預先設定的一定時間測量出的電流波形來推斷經過所述一定時間后的電流波形；目標斷開時刻決定部，該目標斷開時刻決定部利用根據由所述電流推斷部推斷出的電流波形而得到的電流成為零的時刻即電流零點、所預測出的斷開時間、及從所述斷路器的電極觸點斷開后直到電極觸點間的燃弧被消弧為止所需的最短時間即最短燃弧時間，將從所述電流零點減去所述斷開時間和所述最短燃弧時間之和后得到的時刻定為目標斷開時刻；以及斷開控制部，該斷開控制部算出到最接近的所述目標斷開時刻為止的待機時間并等待該待機時間，在到達了該目標斷開時刻時發出用于斷開所述斷路器的斷開控制信號。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種電力開關控制裝置，其特征在于，包括：
電流測量部，該電流測量部測量與設于電力系統的斷路器相連接的主
電路的電流；
電流推斷部，該電流推斷部基于由所述電流測量部測量出的電流測量
值來檢測故障電流，并基于在從檢測到所述故障電流的時刻起的預先設定
的一定時間測量出的電流波形來推斷經過所述一定時間后的電流波形；
目標斷開時刻決定部，該目標斷開時刻決定部利用根據由所述電流推
斷部推斷出的電流波形而得到的電流成為零的時刻即電流零點、所預測出
的斷開時間、及從所述斷路器的電極觸點斷開后直到電極觸點間的燃弧被
消弧為止所需的最短時間即最短燃弧時間，將從所述電流零點減去所述斷
開時間和所述最短燃弧時間之和后得到的時刻定為目標斷開時刻；以及
斷開控制部，該斷開控制部算出到最接近的所述目標斷開時刻為止的
待機時間并等待該待機時間，在到達了該目標斷開時刻時發出用于斷開所
述斷路器的斷開控制信號。
2.如權利要求1所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
所述一定時間是至多包含一個電流零點那樣長度的時間。
3.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
所述電流推斷部推斷電流波形作為多頻率的合成波。
4.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
所述電流推斷部用最小二乘法來推斷所述電流波形。
5.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
所述電流推斷部用矩陣束法來推斷所述電流波形。
6.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
所述電流推斷部使用由所述電流測量部測量的電流測量值來算出電流
有效值，在該電流有效值為預先設定的閾值以上時，檢測出故障電流。
7.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特征在于，
包括預測所述斷路器的斷開時間的斷開時間預測部。
8.如權利要求1或2所述的電力開關控制裝置，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：森智仁，山本綾，吉田大輔，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP