一种基于不同气候下回流轨接地保护装置的制作方法

本发明涉及直流开关柜的保护，具体涉及一种基于不同气候下回流轨接地保护装置。

背景技术：

1、世界七大洲分布在地球上的不同地区，因为纬度位置(阳光直射与斜射)、大气环流、海陆位置(季风)、地形地势和洋流等因素综合影响，气候类型也不同。直流开关柜作为轨道交通牵引供电系统中最关键的设备之一，在不同地区全年能否稳定运行，是检验电力系统可靠性的重要因素。本发明要处理的技术问题是针对现有直流开关柜设计不够完善，实用性能无法满足当前电力系统行业发展需要，提供一种基于各种气候类型轨道交通直流开关柜均可稳定可靠运行的应用。

技术实现思路

1、发明目的：本发明要解决的技术问题是针对现有直流开关柜设计不够完善，实用性能无法满足当前电力系统行业发展需要，提供一种基于不同气候下回流轨接地保护装置。

2、技术方案：本发明提供的基于不同气候下回流轨接地保护装置，该装置包括控制模块，所述控制模块包括：

3、ddl保护单元，其用于远距离或电阻型故障的检测，设定动作电流值小于断路器门限,通过分析馈线电流增量delta i及时间t来判断故障；

4、ddl限制检测单元，其用于根据当前瞬时电流值与设定电流阈值g的比较值，断路器做出相应的动作，进而根据测量值判断是否出现故障；

5、电流过负荷检测单元，用于根据断路器本体设定值与当前电流的检测，通过分析馈线电流识别是否出现故障；

6、逆流保护单元，用于监测断路器的反向电流进行对应保护；

7、低压保护单元，用于断路器线路在正常工作模式下的电压保护；

8、热过负荷保护单元，用于判断断路器和供电线路是否受热过载。

9、进一步的，包括：

10、所述ddl保护单元包括：

11、所述分析馈线的横坐标为时间t，纵坐标为电流i，当分析馈线电流变化率di/dt高于第一设定值e，即di/dt>e，则启动保护，若电流变化率di/dt低于第二设定值f且断路器未有跳闸出口，则停止保护，其中，e和f的设定范围为1-999ka/s；

12、若测量到的电流增量delta i高于参数设定电流值delta imax，且达到该电流增量使用时间大于或等于设定参数t delta imax，则保护动作启动同时跳闸信号启动；若在保护出口动作前检测到电流变化率di/dt低于第二设定值f，整个保护复归，相关参数清零；

13、若测量的电流对应的当前时间t的的测量值delta t高于设定参数tmax，同时delta i的测量值高于预设参数delta imin，保护动作同时跳闸信号启动；若在保护出口动作前检测到电流变化率di/dt低于f，整个保护复归，相关参数清零。

14、进一步的，包括：

15、所述ddl限制检测单元包括：根据电流增量delta i的百分比设定电流限制值，从di/dt>e进入保护，记录当前电流的变化量△i是否达到所述电流限制值，若未达到，则检测首先，断路器延迟跳闸，直至△i达到所述电流限制值，检测到故障。

16、进一步的，包括：

17、所述根据断路器本体设定值与当前电流的检测，通过分析馈线电流识别是否出现故障，具体包括：

18、不断监测当前正向电流最大值imax+，若电流大于设定值并超过设定时间t+，则跳闸启动与相应输出激活，若电流小于设定值，则保护返回；其中，imax+为电流过负荷设定值范围为1a～最大测量值；t+为电流过负荷设定时间的范围为5～99999999ms；

19、不断监测当前正向电流最大值imax++，若电流大于设定值并超过设定时间t++，跳闸启动与相应输出激活，如电流小于设定值，则保护返回，imax++为电流速断设定值，范围为1a～最大测量值；t++为电流速断设定时间，范围为5～99999999ms。

20、进一步的，包括：

21、所述逆流保护单元包括：

22、不断监测当前反向电流最大值imax-，若电流大于设定值并超过设定时间t-，则跳闸启动与相应输出激活，若电流小于设定值，则保护返回，其中，imax-为反向电流过负荷设定值，范围为1a-最大测量值，t-为反向电流过负荷设定时间，范围为5-99999999ms。

23、进一步的，包括：

24、低压保护单元包括：不断检测馈线电压，若馈线电压低于线路最小电压设定值ulmin且延时时间大于等于线路最小电压设定时间t ulmin，则保护出口；其中，ul min的设定范围为1v-线路最大电压测量值，t ul min的设定范围为100-99999999ms。

25、进一步的，包括：

26、所述热过负荷保护单元包括：

27、对当前馈线电流的持续监测，并通过设定值in与热保护时间常数τ的函数进行热负荷计算；

28、上电时初始化θt值，当断路器处于合位，馈线断路器承受大电流，θt值开始累积，当θt到达热保护报警门限时，发出报警信号；如果热负荷继续增加，达到门限值时，发出跳闸信号，使断路器分闸，只有当θt<θta时才能合闸，θta为热保护报警门限。

29、进一步的，包括：

30、所述热负荷计算公式为：

31、

32、其中，t为时间，i为电流值。

33、进一步的，包括：

34、该装置对应的使用方法包括：

35、在保护页面上，改变保护功能的值，并保存；

36、将断路器合闸，通过信号发生器加相应的电流电压值；

37、当加的电流电压值超过设定值，此时触发对应的ddl保护单元、ddl限制检测单元、电流过负荷检测单元、逆流保护单元、低压保护单元或热过负荷保护单元保护后，断路器分闸；其中，低压保护单元需要加的电压值小于设定值才能触发。

38、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

39、(1)本发明的保护装置具有多种控制/命令和保护功能，可满足直流电力牵引系统的需要，如进线断路器柜，馈线断路器柜，可满足不同气候环境下设备稳定运作的需求。

40、(2)本发明的保护装置可监控牵引接触网和记录事件，通过对变电所接触网馈电点的循环测量，分析电流和电压变化。

41、(3)本发明的保护装置提升现有产品的产品力，增强开关柜的防气候干扰性能，增强同类型市场的产品影响力。

技术特征：

1.一种基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：该装置包括控制模块，所述控制模块包括：

2.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述ddl保护单元包括：

3.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述ddl限制检测单元包括：根据电流增量delta i的百分比设定电流限制值，从di/dt>e进入保护，记录当前电流的变化量△i是否达到所述电流限制值，若未达到，则检测首先，断路器延迟跳闸，直至△i达到所述电流限制值，检测到故障。

4.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述根据断路器本体设定值与当前电流的检测，通过分析馈线电流识别是否出现故障，具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述逆流保护单元包括：

6.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：低压保护单元包括：不断检测馈线电压，若馈线电压低于线路最小电压设定值ul min且延时时间大于等于线路最小电压设定时间t ulmin，则保护出口；其中，ul min的设定范围为1v-线路最大电压测量值，t ul min的设定范围为100-99999999ms。

7.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述热过负荷保护单元包括：

8.根据权利要求7所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：所述热负荷计算公式为：

9.根据权利要求1所述的基于不同气候下回流轨接地保护装置，其特征在于：其对应的使用方法包括：

技术总结
本发明公开了一种基于不同气候下回流轨接地保护装置，该装置包括控制模块，所述控制模块包括：DDL保护单元，其用于远距离或电阻型故障的检测，设定动作电流值小于断路器门限，通过分析馈线电流增量Delta I及时间t来判断故障；DDL限制检测单元，其用于根据当前瞬时电流值与设定电流阈值G的比较值，断路器做出相应的动作，进而根据测量值判断是否出现故障；电流过负荷检测单元，用于根据断路器本体设定值与当前电流的检测，通过分析馈线电流识别是否出现故障；本发明的保护装置具有多种控制/命令和保护功能，可满足直流电力牵引系统的需要，如进线断路器柜，馈线断路器柜。

技术研发人员：陈垚,王彬,阚劲松,吴杰,马玲,谭景晨
受保护的技术使用者：镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/19