用于固态断路器的过载保护方法，固态断路器和配电系统与流程

本公开涉及一种用于固态断路器的过载保护方法、固态断路器以及配电系统。

背景技术：

1、在电网系统、尤其是配电系统中需要应用大量的断路器。一方面，当负载或线路发生过载、短路或漏电等故障时，断路器能够在规定的时间内将线路断开，从而保障负载和线路的安全。另一方面，断路器可以作为开关对大型的用电设备，例如电动机进行通断。

2、传统的断路器包括热磁式断路器和电子式断路器。热磁式断路器一种纯机械式的断路器。当线路发生过载时，通过热磁式断路器的电流变大，热磁式断路器中的热元件发热并且将双金属片加热，双金属片由不同的金属组成并且因此具有不同的热膨胀系数。因此，当温度变化时，双金属片会发生形变弯曲，并且在变形弯曲达到一定程度时会推动自由脱扣机构动作，从而使断路器跳闸。

3、基于热磁式断路器的上述纯机械式构造，其在设计和生产阶段需要繁琐的设计和精确的热调工艺。还是由于热磁式断路器构造，其关于过载电流的动作误差会比较大，即使是同型号的热磁式断路器也很难保证具有完全相同的脱扣时间。此外，热磁式断路器在断开后，需要人工进行合闸才能恢复供电。

4、电子式断路器不采用机械结构来控制断路器脱扣，而是采用电流互感器采集电流大小并与设定的阈值进行比较，当电流超过阈值时，电子式断路器能够根据设定的脱扣延迟时间向电子脱扣器发出信号，以执行脱扣动作。

5、电子式断路器能够严格依照国标或者厂家规定的过载脱扣曲线进行设计，从而针对相应大小的过载电流可以具有准确的脱扣延迟时间。然而，现有的电子式断路器的缺点在于，其不能考虑到环境温度对负载、线路以及断路器本身的影响，例如在环境温度过高的情况下，如果继续以预定的阈值进行脱扣动作，可能会导致负载、线路以及断路器过热甚至损坏。

6、在大力发展智能电网的背景下，智能的断路器设备是必不可少的。智能的断路器设备需要满足自动断开和接通的要求，并且还要能够根据过载电流以及温度的影响自动调节到合适的过载脱扣时间。

技术实现思路

1、本公开公开了一种用于固态断路器的过载保护方法，一种固态断路器和一种具有该固态断路器的配电系统。根据本公开的过载保护方法以及固态断路器不仅可以根据过载电流的大小还可以根据温度来调节过载脱扣时间，从而可以改善对负载、线路以及断路器本身的保护。

2、本公开的实施例提供了一种用于固态断路器的过载保护方法，包括：测量所述固态断路器中的电力电子开关的温度，检测流过所述固态断路器的过载电流，依据所述温度和所述过载电流确定所述固态断路器的过载脱扣时间，以及经过所述脱扣时间之后断开所述电力电子开关。

3、根据本公开的实施例，其中，所述依据所述温度和所述过载电流确定所述固态断路器的过载脱扣时间包括：依据所述温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行调整，依据调整后的整定电流值确定所述过载脱扣时间与所述过载电流之间的关系，以及依据所述过载电流以及所述过载脱扣时间与所述过载电流之间的关系确定所述过载脱扣时间。

4、根据本公开的实施例，其中，所述依据所述温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行调整包括：在所述温度升高的情况下，若所述温度高于第一阈值，依据所述温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行降额调整。

5、根据本公开的实施例，其中，所述依据所述温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行调整还包括：在所述温度超过所述第一阈值之后，若所述温度降低到低于所述第一阈值并且高于第二阈值，保持降额调整后的整定电流值不变，若所述温度降低到低于所述第二阈值，将降额调整后的整定电流值恢复到预定的整定电流值。

6、根据本公开的实施例，其中，在所述温度升高的情况下，若所述温度高于第一阈值，依据所述温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行降额调整包括：对所述温度附加增量，并依据附加增量后的温度对所述固态断路器的预定的整定电流值进行降额调整，和/或对所述预定的整定电流值附加减量，基于附加减量后的预定的整定电流值进行降额调整。

7、本公开的实施例提供了一种固态断路器，包括：电力电子开关，用于通断与所述固态断路器连接的线路；温度测量单元，用于测量所述固态断路器中的电力电子开关的温度并将相应的温度信号传输到处理单元；电流检测单元，用于检测流过所述固态断路器的过载电流并将相应的过载电流信号传输到处理单元；所述处理单元，用于依据所述温度信号和所述过载电流信号确定所述固态断路器的过载脱扣时间并且经过所述脱扣时间之后向所述驱动单元发出驱动信号；以及驱动单元，用于依据所述驱动信号使所述电力电子开关断开。

8、根据本公开的实施例，其中，所述处理单元依据所述温度信号对所述固态断路器的预定的整定电流值进行调整，并且依据调整后的整定电流值确定所述过载脱扣时间与所述过载电流之间的关系。

9、根据本公开的实施例，其中，在所述温度升高的情况下，若所述温度信号的值高于第一阈值，所述处理单元依据所述温度信号的值对所述固态断路器的预定的整定电流值进行降额调整。

10、根据本公开的实施例，其中，在所述温度信号的值超过所述第一阈值之后，若所述温度降低到低于所述第一阈值并且高于第二阈值，所述处理单元保持降额调整后的整定电流值不变，若所述温度信号的值降低到低于所述第二阈值，所述处理单元将降额调整后的整定电流值恢复到预定的整定电流值。

11、本公开的实施例提供了一种配电系统，其包括多个所述固态断路器，其中更靠近电源的固态断路器的调整后的整定电流值大于更靠近负载的固态断路器的调整后的整定电流值。

12、本公开的实施例提供了一种多极固态断路器，其包括：多个电力电子开关，用于通断与所述固态断路器连接的多条线路；温度测量单元，用于测量所述固态断路器中的多个电力电子开关的温度并将相应的温度信号传输到处理单元；电流检测单元，用于检测流过所述固态断路器的多条线路的过载电流并将相应的过载电流信号传输到处理单元；所述处理单元，用于依据所述温度中的最高温度的温度信号和所述过载电流中的最大过载电流的过载电流信号确定所述固态断路器的过载脱扣时间并且经过所述脱扣时间之后向所述驱动单元发出驱动信号，以及驱动单元，用于依据所述驱动信号使所述多个电力电子开关断开。

13、根据本公开的实施例，其中，所述处理单元依据所述温度中的最高温度的温度信号对所述固态断路器的预定的整定电流值进行调整，并且依据调整后的整定电流值确定所述过载脱扣时间与所述最大过载电流之间的关系。

14、根据本公开的用于固态断路器的过载保护方法以及固态断路器可以实现在设置过载脱扣时间时不仅可以考虑到过载电流的大小，还可以考虑到温度对固态断路器中的电力电子开关的影响。例如，在较高的环境温度的影响下电力电子开关的工作温度也较高时，根据本公开的方法可以缩短过载脱扣时间，由此可以更快地进行脱扣，从而避免了高温与热量积累的共同作用对负载设备、线路以及固态断路器本身的损害。

15、此外，通过具有多个根据本公开的固态断路器的配电系统可以实现对负载设备的分级保护，在发生过载情况下，仅有最靠近故障地点的固态断路器发生动作，因此避免了越级跳闸，从而将受故障影响的负载设备的数量限制到最少。