變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法。其包括：可輸出變頻故障電流的逆變器電源，其將等價(jià)于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的短路電流轉(zhuǎn)化為幅值固定而頻率變化的短路輸出電流；變頻式過電流繼電保護(hù)裝置，其將幅值固定但頻率變化的實(shí)測(cè)電流轉(zhuǎn)化為固定頻率但幅值很高的虛擬短路電流。該保護(hù)系統(tǒng)不僅可以解決電源輸出電流受限的問題，且兼容于現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系，該保護(hù)方法用于過電流保護(hù)，具有較高的工程實(shí)用性。
【專利說明】變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，尤其涉及分布式電源或者微電網(wǎng)在配電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的一種過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的承流部件是線圈繞組，短時(shí)間的過電流(20?30倍以內(nèi))不會(huì)造成損壞。當(dāng)然，過流倍數(shù)越大，發(fā)熱越嚴(yán)重，需要切除故障的時(shí)間就越短。逆變器的承流元件是半導(dǎo)體器件，如果預(yù)留的裕度過高，則逆變器的制造成本劇增，并且正常運(yùn)行時(shí)的損耗也過大，因此一般不超過2倍額定電流的裕度。
[0003]目前，分布式電源通常需要逆變器接入配電網(wǎng)或者微電網(wǎng)，現(xiàn)有的技術(shù)方向均為設(shè)定逆變器電源為PQ控制、V/f控制、下垂控制和倒下垂控制等。如果短路后，逆變器的控制方式不變，即不限流，由于外部短路阻抗很小，半導(dǎo)體器件很容易損壞。但是，采用限流措施后，故障特性不明顯了，基于正常負(fù)荷狀態(tài)與外部短路狀態(tài)的不同狀態(tài)，電流特性不能用于常規(guī)的繼電保護(hù)了。
[0004]現(xiàn)有的繼電保護(hù)措施分為兩類:第一需要由電網(wǎng)中其它旋轉(zhuǎn)電機(jī)在發(fā)生短路故障后提供短路電流，對(duì)逆變器只考慮一些電流助增作用。其缺點(diǎn)是必須依賴公共電網(wǎng)，對(duì)一些孤網(wǎng)運(yùn)行的情況，即不連接到大電網(wǎng)上的情況就不適用了。另外，對(duì)公共電網(wǎng)的安全產(chǎn)生較大影響，故障切除時(shí)間長(zhǎng)，拒動(dòng)和誤動(dòng)的可能性都較大；第二在發(fā)生短路后，與大電網(wǎng)瞬時(shí)斷開，這樣相互不影響。但是，由于只有逆變器電源提供故障點(diǎn)的短路電流，特征不明顯，保護(hù)性能很差。
[0005]基于上述對(duì)現(xiàn)有分布式電源接入的缺陷，本發(fā)明可以解決電源輸出電流受限的問題，滿足繼電保護(hù)要求的故障電流值，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)選擇性、靈敏性、可靠性等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的一種或多種不足而提供一種變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)及其保護(hù)方法。該保護(hù)系統(tǒng)不僅可以解決逆變器電源輸出電流受限的問題，且兼容于現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系，該保護(hù)方法用于過電流保護(hù)，具有較高的工程實(shí)用性。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明公開了一種逆變器電源，可輸出變頻故障電流，其包括:
[0008]虛擬短路電流調(diào)制模塊，具有輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)、相位鎖定環(huán)節(jié)、輸出參考電流生成環(huán)節(jié)；
[0009]變頻控制模塊，具有以滯環(huán)控制為核心的控制模塊，所述變頻控制模塊用于使實(shí)際輸出電流跟蹤參考電流，從而產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)；
[0010]信號(hào)輸入模塊，用于實(shí)時(shí)接收電壓、電流信號(hào)，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)剿鲎冾l控制模塊和所述虛擬短路電流調(diào)制模塊；
[0011]輸出驅(qū)動(dòng)模塊，用于接收所述變頻控制模塊產(chǎn)生的控制脈沖，并驅(qū)動(dòng)所述逆變器電源開關(guān)管；
[0012]VSC主電路，具有換流橋、電流互感器和電壓互感器，其經(jīng)過控制實(shí)現(xiàn)換流輸出，通過電壓互感器和電流互感器采集所述逆變器電源出口處電壓電流信息。
[0013]優(yōu)選地，所述虛擬短路電流調(diào)制模塊包括:
[0014]所述輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)，用于產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)；
[0015]所述相位鎖定環(huán)節(jié)，根據(jù)短路前電壓相位鎖定初始電壓相位；
[0016]所述輸出參考電流生成環(huán)節(jié)，根據(jù)所述頻率信號(hào)、所述相位和幅值，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中，所述幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明還公開了一種變頻式過電流繼電保護(hù)裝置，其包括:
[0018]虛擬短路電流解調(diào)模塊，具有鑒頻環(huán)節(jié)、解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)；
[0019]三段式過電流繼電保護(hù)模塊，用于判斷虛擬短路電流解調(diào)模塊輸入的虛擬短路電流，通過所述三段式過電流繼電保護(hù)模塊進(jìn)行故障定位隔離；
[0020]交流信號(hào)輸入模塊，用于檢測(cè)被保護(hù)線路的電流信息，并傳輸?shù)剿鎏摂M短路解調(diào)豐吳塊；
[0021]跳閘指令輸出模塊，用于將所述三段式過電流繼電保護(hù)模塊判斷后輸出的跳閘指令驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明另外公開了一種變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)，其中
[0023]所述逆變器電源和所述變頻式過電流繼電保護(hù)裝置；
[0024]所述可輸出變頻故障電流的逆變器電源可以輸出幅值固定而頻率變化的電流；
[0025]所述變頻式過電流繼電保護(hù)裝置將檢測(cè)到的幅值固定而頻率變化的電流轉(zhuǎn)換為頻率固定而幅值很大的電流。
[0026]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明又公開了一種變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)方法，
[0027]其中，所述逆變器電源中的所述虛擬短路電流調(diào)制模塊，根據(jù)工頻虛擬短路電流調(diào)制產(chǎn)生變頻短路電流；
[0028]所述變頻式過電流繼電保護(hù)裝置采集到線路上的變頻短路電流后，所述虛擬短路電流解調(diào)模塊將所述變頻短路電流解調(diào)為工頻虛擬短路電流；
[0029]所述繼電保護(hù)裝置繼續(xù)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的判斷。
[0030]優(yōu)選地，其中，還包括:
[0031]為了使逆變器電源不發(fā)生過電流，可為變頻控制模塊提供輸出參考電流，由所述參考頻率生成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)，反應(yīng)了外部阻抗的大小，其中，所述工頻虛擬短路電流的幅值越聞，參考電流的頻率越低；
[0032]由所述相位鎖定環(huán)節(jié)根據(jù)短路前電壓相位鎖定初始電壓相位，參考電流的初始相位與初始電壓相位相關(guān)；
[0033]輸出所述參考電流生成環(huán)節(jié)根據(jù)頻率、相位和幅值，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中，所述幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值。
[0034]優(yōu)選地，其中，由所述信號(hào)輸入模塊傳送電網(wǎng)實(shí)際短路電流信號(hào)后，通過所述鑒頻環(huán)節(jié)獲得實(shí)際短路電流的頻率，所述解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)際頻率和實(shí)際電流幅值計(jì)算出虛擬短路電流，其中，所述虛擬短路電流反應(yīng)了故障點(diǎn)的位置信息，可進(jìn)一步用傳統(tǒng)的三段式過電流方法進(jìn)行所述保護(hù)動(dòng)作的判斷。
[0035]本發(fā)明所帶來的有益效果如下:
[0036](I)本發(fā)明能夠滿足逆變器電源輸出電流受限的限制條件，并能夠在故障后保證電流不越限的同時(shí)，將反應(yīng)線路阻抗和電源內(nèi)電勢(shì)的短路電流倍數(shù)調(diào)制到頻率上去，使得線路可以作為傳遞故障信息的載線，這樣線路中的保護(hù)裝置就能夠通過檢測(cè)頻率值而獲得等效旋轉(zhuǎn)電機(jī)電源的故障信息。且適用于同時(shí)存在旋轉(zhuǎn)電機(jī)電源和逆變器電源的電網(wǎng)。
[0037](2)本發(fā)明能夠?qū)⒛孀兤髡{(diào)制后的頻率信息，解調(diào)成大小約等于旋轉(zhuǎn)電機(jī)同等線路條件下的故障電流值，保護(hù)裝置根據(jù)解調(diào)出來的虛擬短路電流可以根據(jù)傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)原理對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，具有很高的兼容性，便于推廣應(yīng)用。
[0038](3)本發(fā)明的調(diào)制模塊不改變?cè)心孀兤麟娫吹目刂破骺傮w結(jié)構(gòu)，只是在原有控制器結(jié)構(gòu)上架設(shè)新的模塊，負(fù)責(zé)調(diào)制故障后的參考電流。因此在電網(wǎng)正常工作時(shí)，逆變器仍遵循傳統(tǒng)的控制方法，只需在原有逆變器基礎(chǔ)設(shè)施在進(jìn)行改造升級(jí)，工程應(yīng)用方便。
[0039]綜上所述，本發(fā)明在原有逆變器和保護(hù)裝置基礎(chǔ)上，分別增加調(diào)制功能和解調(diào)功能，不僅可以解決輸出電流受限的問題，并且兼容于現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系。保護(hù)的實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單可靠，具有較高的工程實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)示意圖；
[0041]圖2為圖1中虛擬短路電流調(diào)制模塊具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3為圖1中虛擬短路電流解調(diào)模塊具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方案
[0043]下面對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0044]本發(fā)明針對(duì)含有分布式電源接入的配電網(wǎng)或者微電網(wǎng)，通過可輸出變頻故障電流的逆變器電源調(diào)制輸出變頻短路電流。隨后通過變頻式繼電保護(hù)裝置解調(diào)得到工頻虛擬短路電流，保護(hù)裝置進(jìn)一步根據(jù)虛擬短路電流類比傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)進(jìn)行保護(hù)控制。
[0045]所述變頻短路電流即逆變器電源實(shí)際輸出的短路電流，該電流幅值固定而頻率變化，幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值，頻率反應(yīng)線路阻抗特性；所述虛擬短路電流是根據(jù)保護(hù)線路中采集到的變頻短路電流解調(diào)生成，該電流頻率為工頻50Hz而幅值可以很高，理論上該電流與相同線路條件下旋轉(zhuǎn)電機(jī)電源注入的故障電流值相同。該方法不僅可以解決故障后輸出電流受限的問題，并且兼容于現(xiàn)有的繼電保護(hù)體系，具有較高的工程頭用性。
[0046]—種適用于逆變器電源的變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括可輸出變頻故障電流的逆變器電源和變頻式過電流繼電保護(hù)裝置。電網(wǎng)發(fā)生短路故障后，若逆變器電源的控制方式不變，將產(chǎn)生很大倍數(shù)的過電流。這樣大的電流，將造成逆變器電源損壞，因此是不能存在的，可稱之為工頻虛擬短路電流。
[0047]所述變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)，是指當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生短路故障后，由所述可輸出變頻故障電流的逆變器電源根據(jù)工頻虛擬短路電流調(diào)制產(chǎn)生變頻短路電流。當(dāng)變頻式過電流繼電保護(hù)裝置采集到線路上的變頻短路電流后，再解調(diào)為工頻虛擬短路電流，然后進(jìn)一步用于繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作判斷。
[0048]所述的可輸出變頻故障電流的逆變器電源包括:虛擬短路電流調(diào)制模塊、VSC變頻控制模塊、信號(hào)輸入模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊和換流主電路。所述虛擬短路電流調(diào)制模塊包括:輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)、相位鎖定環(huán)節(jié)、輸出參考電流生成環(huán)節(jié)。
[0049]其中，所述VSC變頻控制模塊是以滯環(huán)控制為核心的控制模塊，其作用是使得實(shí)際輸出電流跟蹤參考電流，從而產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)。所述信號(hào)輸入模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊和換流主電路可由常規(guī)的技術(shù)所實(shí)現(xiàn)。換流主電路包括換流橋、電流互感器和電壓互感器，能夠經(jīng)過控制實(shí)現(xiàn)換流輸出，通過電壓互感器和電流互感器采集逆變器出口處電壓電流信息；信號(hào)輸入模塊能夠?qū)崟r(shí)接收電壓、電流信息，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)絍SC變頻控制模塊和虛擬短路電流調(diào)制模塊；輸出驅(qū)動(dòng)模塊能夠接收VSC變頻控制模塊產(chǎn)生的控制脈沖，并驅(qū)動(dòng)逆變器開關(guān)管。
[0050]當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生短路后，為了使得逆變器電源不發(fā)生過電流，可為變頻控制模塊提供輸出參考電流。由參考頻率生成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)，反應(yīng)了外部阻抗的大小，即工頻虛擬短路電流的幅值越高，參考電流的頻率越低。由相位鎖定環(huán)節(jié)根據(jù)短路前電壓相位鎖定初始電壓相位，參考電流的初始相位與初始電壓相位相關(guān)。輸出參考電流生成環(huán)節(jié)根據(jù)頻率、相位和幅值，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值。
[0051]所述的變頻式過電流繼電保護(hù)裝置包括:虛擬短路電流解調(diào)模塊、三段式過電流繼電保護(hù)模塊、交流信號(hào)輸入模塊和跳閘指令輸出模塊。所述虛擬短路電流解調(diào)模塊包括:鑒頻環(huán)節(jié)、解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)。三段式過電流繼電保護(hù)模塊、交流信號(hào)輸入模塊和跳閘指令輸出模塊可由常規(guī)的技術(shù)所實(shí)現(xiàn)，三段式過電流繼電保護(hù)模塊能夠通過判斷虛擬短路電流解調(diào)模塊輸入的虛擬短路電流，通過三段式過電流保護(hù)進(jìn)行故障定位隔離；交流信號(hào)輸入模塊，能夠檢測(cè)被保護(hù)線路的電流信息，并傳輸?shù)教摂M短路解調(diào)模塊；所述跳閘指令輸出模塊能夠?qū)⑷问竭^電流繼電保護(hù)模塊判斷后輸出的跳閘指令驅(qū)動(dòng)繼電器跳閘。
[0052]其中，當(dāng)虛擬短路電流調(diào)制模塊得到由交流輸入模塊傳送的電網(wǎng)實(shí)際短路電流信號(hào)后，通過鑒頻環(huán)節(jié)獲得實(shí)際短路電流的頻率，解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)際頻率和實(shí)際電流幅值計(jì)算出虛擬短路電流。該電流反應(yīng)了故障點(diǎn)的位置信息，可進(jìn)一步用傳統(tǒng)的三段式過電流方法進(jìn)行保護(hù)判斷。
[0053]其中，所述頻率生成環(huán)節(jié)也叫頻率發(fā)生器，相位鎖定環(huán)節(jié)也叫鎖相環(huán)，輸出參考電流生成環(huán)節(jié)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)數(shù)字式的波形發(fā)生器，鑒頻環(huán)節(jié)也叫鑒頻器，解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)實(shí)際上也是一個(gè)波形發(fā)生器。
[0054]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0055]圖1為變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)，其包括逆變器電源，其可輸出變頻故障電流，以及變頻式過電流繼電保護(hù)裝置。其中，所述可輸出變頻故障電流的逆變器電源包括虛擬短路電流調(diào)制模塊、VSC變頻控制模塊、信號(hào)輸入模塊、輸出驅(qū)動(dòng)模塊和換流主電路。變頻式過電流繼電保護(hù)裝置包括虛擬短路電流解調(diào)模塊、三段式過電流繼電保護(hù)模塊、交流信號(hào)輸入模塊和跳閘指令輸出模塊。
[0056]在具體的實(shí)行中，可輸出變頻故障電流的逆變器電源接在母線BI上，其換流主電路包括換流橋、電流互感器(CTl)和電壓互感器(PT)，承擔(dān)電流輸出及檢測(cè)的任務(wù)。電流通過線路L輸出到母線B2，線路L上接有斷路器，負(fù)荷接在母線B2上。PT和CTl檢測(cè)逆變器輸出端口的電壓A、電流值/，通過信號(hào)輸入模塊傳輸?shù)教摂M短路電流調(diào)制模塊和VSC變頻
控制模塊，虛擬短路電流調(diào)制模塊根據(jù)^調(diào)制生成幅值固定而頻率變化的短路輸出電流波形信號(hào)/,其頻率反應(yīng)線路阻抗特性。
[0057]其中，VSC變頻控制模塊是以滯環(huán)控制為核心的控制模塊，其作用是使得實(shí)際輸出
電流跟蹤參考電流，從而產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)，即根據(jù)i ,和實(shí)測(cè)的電流/控制產(chǎn)生控制脈
沖，作用于VSC的開關(guān)管上，使得變頻故障電流的逆變器電源輸出幅值固定而頻率可變的短路輸出電流。
[0058]在具體的實(shí)行中，在被保護(hù)線路上裝設(shè)變頻式過電流繼電保護(hù)裝置。電流互感器
(CT2)接在被保護(hù)線路上，實(shí)時(shí)采集被保護(hù)線路的頻率f和電流/，通過交流信號(hào)輸入模塊
傳輸?shù)教摂M短路電流解調(diào)模塊，解調(diào)模塊解調(diào)生成頻率為工頻50Hz而幅值可以很大的虛擬短路電流。該值傳輸?shù)饺问竭^電流保護(hù)模塊進(jìn)行邏輯判斷，經(jīng)跳閘指令輸出模塊發(fā)送跳閘指令到斷路器。
[0059]圖2為圖1中虛擬短路電流調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，虛擬短路電流調(diào)制模塊，其有三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口，輸入分別為實(shí)測(cè)的逆變器電源端口電壓.t、設(shè)定
的輸出電流幅值mIN和調(diào)制系數(shù)k。輸出為輸出參考電流I,。 [0060]其中，所述虛擬短路電流調(diào)制模塊包括:輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)、相位鎖定環(huán)節(jié)、
輸出參考電流生成環(huán)節(jié)。由參考頻率生成環(huán)節(jié)根據(jù)A、1111,和k產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)
fMf，反應(yīng)了外部阻抗的大小，即工頻虛擬短路電流的幅值越高，參考電流的頻率越低。由相
位鎖定環(huán)節(jié)根據(jù)短路前電圧R相位鎖定初始電壓相位P，參考電流的初始相位與初始電壓
相位相關(guān)。輸出參考電流生成環(huán)節(jié)根據(jù)fMf、P和Irefm，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中IMfm為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值mIN。
[0061]參考頻率生成環(huán)節(jié)的計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種逆變器電源，可輸出變頻故障電流，其包括: 虛擬短路電流調(diào)制模塊，具有輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)、相位鎖定環(huán)節(jié)、輸出參考電流生成環(huán)節(jié)； 變頻控制模塊，具有以滯環(huán)控制為核心的控制模塊，所述變頻控制模塊用于使實(shí)際輸出電流跟蹤參考電流，從而產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)； 信號(hào)輸入模塊，用于實(shí)時(shí)接收電壓、電流信號(hào)，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)剿鲎冾l控制模塊和所述虛擬短路電流調(diào)制模塊； 輸出驅(qū)動(dòng)模塊，用于接收所述變頻控制模塊產(chǎn)生的控制脈沖，并驅(qū)動(dòng)所述逆變器電源開關(guān)管； VSC主電路，具有換流橋、電流互感器和電壓互感器，其經(jīng)過控制實(shí)現(xiàn)換流輸出，通過電壓互感器和電流互感器采集所述逆變器電源出口處電壓電流信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電源，其中，所述虛擬短路電流調(diào)制模塊包括: 所述輸出參考頻率生成環(huán)節(jié)，用于產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)； 所述相位鎖定環(huán)節(jié)，根據(jù)短路前電壓相位鎖定初始電壓相位； 所述輸出參考電流生成環(huán)節(jié)，根據(jù)所述頻率信號(hào)、所述相位和幅值，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中，所述幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值。
3.一種變頻式過電流繼電保護(hù)裝置，其包括: 虛擬短路電流解調(diào)模塊，具有鑒頻環(huán)節(jié)、解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)； 三段式過電流繼電保護(hù)模塊，用于判斷從虛擬短路電流解調(diào)模塊輸入的虛擬短路電流，通過所述三段式過電流繼電保護(hù)模塊進(jìn)行故障定位隔離； 交流信號(hào)輸入模塊，用于檢測(cè)被保護(hù)線路的電流信息，并傳輸?shù)剿鎏摂M短路解調(diào)模塊； 跳閘指令輸出模塊，用于將所述三段式過電流繼電保護(hù)模塊判斷后輸出的跳閘指令驅(qū)動(dòng)斷路器跳閘。
4.一種變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)，其包括: 如權(quán)利要求1所述的逆變器電源和如權(quán)利要求3所述的變頻式過電流繼電保護(hù)裝置； 所述可輸出變頻故障電流的逆變器電源可輸出幅值固定而頻率變化的電流； 所述變頻式過電流繼電保護(hù)裝置將檢測(cè)到的幅值固定而頻率變化的電流轉(zhuǎn)換為頻率固定而幅值很大的電流。
5.一種如權(quán)利要求4所述的變頻式過電流繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)方法，其包括: 所述逆變器電源中的所述虛擬短路電流調(diào)制模塊，根據(jù)工頻虛擬短路電流調(diào)制產(chǎn)生變頻短路電流； 所述變頻式過電流繼電保護(hù)裝置采集到線路上的變頻短路電流后，所述虛擬短路電流解調(diào)模塊將所述變頻短路電流解調(diào)為工頻虛擬短路電流； 所述繼電保護(hù)裝置繼續(xù)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作的判斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)方法，其中，還包括: 為了使逆變器電源不發(fā)生過電流，可為變頻控制模塊提供輸出參考電流，由所述參考頻率生成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電流的頻率信號(hào)，反應(yīng)了外部阻抗的大小，其中，所述工頻虛擬短路電流的幅值越聞，參考電流的頻率越低；由所述相位鎖定環(huán)節(jié)根據(jù)短路前電壓相位鎖定初始電壓相位，參考電流的初始相位與初始電壓相位相關(guān)； 所述輸出參考電流生成環(huán)節(jié)根據(jù)頻率、相位和幅值，產(chǎn)生參考電流信號(hào)，其中，所述幅值為逆變器電源預(yù)設(shè)的最大電流越限值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)方法，其中，由所述信號(hào)輸入模塊傳送電網(wǎng)實(shí)際短路電流信號(hào)后，通過所述鑒頻環(huán)節(jié)獲得實(shí)際短路電流的頻率，所述解調(diào)計(jì)算環(huán)節(jié)根據(jù)實(shí)際頻率和實(shí)際電流幅值計(jì)算出虛擬短路電流，其中，所述虛擬短路電流反應(yīng)了故障點(diǎn)的位置信息，可進(jìn)一步用傳統(tǒng)的三段式過電流方法進(jìn)行所述保護(hù) 動(dòng)作的判斷。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK103997021SQ201410178994
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】陳謙 申請(qǐng)人:河海大學(xué)