專利名稱：柱上故障檢測控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力供電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于1OKV配電環(huán)網(wǎng) 的柱上故障檢測控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有10KV配電環(huán)網(wǎng)柱上自動(dòng)故障檢測控制組合裝置是采用電壓型饋線 自動(dòng)化技術(shù)，圖1是現(xiàn)有配電環(huán)網(wǎng)柱上自動(dòng)故障檢測控制組合裝置的構(gòu)成圖， 主要由柱上真空開關(guān)PVS、電源變壓器SPS、故障搜查控制器FDR4011組成。 其中故障搜查控制器FDR-4011是這一組合中最關(guān)鍵的智能控制設(shè)備，它主要 由信號采集模塊、FDR模塊、合分控制模塊和輸出輸入接口構(gòu)成，具有自動(dòng) 隔離故障區(qū)間、恢復(fù)非故障區(qū)域供電的功能。圖2~圖5是現(xiàn)有柱上自動(dòng)化 控制設(shè)施在用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖，如圖2~圖5所示，其中開 關(guān)組合A、 I為變電站開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)過流速斷和兩次重合閘；開關(guān)組合1~16、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H都是采用了故障搜查控制器FDR4011的開關(guān)組合，其 中開關(guān)組合E設(shè)定為L功能，作為聯(lián)絡(luò)開關(guān)。如圖2所示，當(dāng)開關(guān)組合6的 用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)，變電站開關(guān)A過流速斷，線段a 線段d斷電。如圖3 所示，通過依次開關(guān)組合A—1 —2 —B—3 —4 —C—5 —6延時(shí)重合閘至開關(guān)組 合6 。如圖4所示，開關(guān)組合6重合閘，線段a 線段d再次斷電，開關(guān)組 合6閉鎖，其用戶側(cè)被隔離。如圖5所示，通過第二次的依次延時(shí)重合閘， 恢復(fù)了非故障區(qū)域的供電。
圖6~圖IO是現(xiàn)有技術(shù)方案中在主網(wǎng)上發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖，如 圖6所示，當(dāng)主網(wǎng)上線段C發(fā)生事故時(shí)，變電站開關(guān)A過流速斷，線段a 線段d斷電。如圖7所示，通過依次開關(guān)組合A—1 —2 —B—3 —4 —C延時(shí)重
合閘至開關(guān)組合C。如圖8所示，開關(guān)組合C重合閘，線段a 線段d再次斷 電，開關(guān)組合C閉鎖。如圖9所示，通過第二次的依次延時(shí)重合閘，恢復(fù)了 線段a 線段b的供電。如圖IO所示，在Y時(shí)限，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)E的L功能， 恢復(fù)了線段d的供電。
由于IOKV配電環(huán)網(wǎng)主要是由IOKV主網(wǎng)(環(huán)線)和支線(射線)構(gòu)成， 主網(wǎng)上的自動(dòng)故障檢測控制組合裝置稱為"分段開關(guān)"(或聯(lián)絡(luò)開關(guān))，支 線上的自動(dòng)故障檢測控制組合裝置稱為"用戶責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)"。目前，現(xiàn) 有技術(shù)的這兩類開關(guān)都應(yīng)用故障搜查控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔離故障區(qū)間、恢 復(fù)非故障區(qū)域供電的功能，導(dǎo)致事故停電區(qū)域大、事故處理效率低等缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種柱上故障檢測控制裝置，有效減少事故停 電區(qū)域，提高事故處理效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種柱上故障檢測控制裝置，包 括柱上真空開關(guān)、電源變壓器和故障檢測控制器，所述柱上真空開關(guān)包括串 接在主網(wǎng)上的真空滅弧室、隔離斷口和電流互感器，以及并接在真空滅弧室 和隔離斷口兩端的續(xù)流電容器，用作主網(wǎng)上的分段開關(guān)且具有自動(dòng)隔離故障 區(qū)間和恢復(fù)非故障區(qū)域供電功能的故障檢測控制器包括依次連接的信號采集 模塊、UI矢量運(yùn)算整定處理器、FDR模塊和合分控制模塊，所述信號采集模 塊與所述電流互感器連接，所述合分控制模塊與柱上真空開關(guān)中的電動(dòng)操作 機(jī)構(gòu)連接，所述UI矢量運(yùn)算整定處理器還連接輸出輸入接口。
本實(shí)用新型提出了一種柱上故障檢測控制裝置，通過在故障檢測控制器 中增設(shè)具有電流/時(shí)間的計(jì)量以及過電流值的整定和分?jǐn)嗫刂乒δ艿腢I矢量 運(yùn)算整定處理器，實(shí)現(xiàn)了電流/時(shí)間的整定、檢測、分?jǐn)嗫刂乒δ?。在環(huán)網(wǎng)配 電自動(dòng)化的第一階段，沒有信息傳輸?shù)臈l件下，將本實(shí)用新型柱上故障檢測 控制裝置用作主網(wǎng)的分段開關(guān)，減少了事故停電的區(qū)域，提高了處理事故的
效率。在環(huán)網(wǎng)配電自動(dòng)化的第二階段及第三階段，將本實(shí)用新型柱上故障檢 測控制裝置用作責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)，簡化了環(huán)網(wǎng)配電自動(dòng)化升級的過程，降低 了升級的成本。
下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是現(xiàn)有配電環(huán)網(wǎng)柱上自動(dòng)故障檢測控制組合裝置的構(gòu)成圖2~圖5是現(xiàn)有柱上自動(dòng)化控制設(shè)施在用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序
框圖6~圖IO是現(xiàn)有技術(shù)方案中在主網(wǎng)上發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖； 圖11為本實(shí)用新型柱上故障檢測控制裝置作為主網(wǎng)上分段開關(guān)的結(jié)構(gòu)示
意圖12為本實(shí)用新型柱上故障;險(xiǎn)測控制裝置作為責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)的結(jié)構(gòu)示
意圖13是本實(shí)用新型在用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖14~圖16是本實(shí)用新型在主網(wǎng)上發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖。
具體實(shí)施方式
圖11為本實(shí)用新型柱上故障檢測控制裝置作為主網(wǎng)上分段開關(guān)的結(jié)構(gòu) 示意圖，包括柱上真空開關(guān)PVS、電源變壓器SPS和故障檢測控制器FDR-I， 故障檢測控制器FDR-1是其中關(guān)鍵的智能控制設(shè)備，主要包括信號采集模塊、 FDR模塊、UI矢量運(yùn)算整定處理器、合分控制模塊和輸出輸入接口，用作主 網(wǎng)上的分段開關(guān)，具有自動(dòng)隔離故障區(qū)間，恢復(fù)非故障區(qū)域供電的功能。
如圖ll所示，柱上真空開關(guān)PVS包括串接在主網(wǎng)上的真空滅弧室、隔離 斷口和電流互感器，還包括并接在真空滅弧室和隔離斷口兩端的續(xù)流電容器 C,以及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。實(shí)際使用中，電流互感器的變比可選擇為630/5,續(xù)
流電容器的續(xù)流j直可i殳定在0. 1A (空載)，電容值約為0. 0033 U f。電源變
壓器SPS同時(shí)作為電壓互感器，其變比為10000/230,感抗為0. 1MQ。本實(shí) 用新型在柱上真空開關(guān)PVS兩端設(shè)置續(xù)流電容器，使其關(guān)斷時(shí)仍維持失壓端 一定的電流，使故障線段產(chǎn)生變化的分壓值。由于失壓，其它開關(guān)都已斷開， 分壓值的變化直接反映了線段漏電短路的故障程度。通過電壓互感器(即電 源變壓器)反饋信息的放大處理，及在前信號電壓的整定，控制閉鎖功能， 實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。本實(shí)用新型故障檢測控制器FDR-I是對現(xiàn)有 技術(shù)故障搜查控制器FDR-4011的改進(jìn)裝置，其中增設(shè)了可以對電流和電壓進(jìn) 行綜合矢量運(yùn)算和處理的UI矢量運(yùn)算整定處理器，具有電流/時(shí)間的計(jì)量以 及過電流值的整定和分?jǐn)嗫刂乒δ堋＞唧w地，信號采集模塊與柱上真空開關(guān) PVS的電流互感器連接，合分控制模塊與柱上真空開關(guān)PVS的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu) 連接，F(xiàn)DR模塊和UI矢量運(yùn)算整定處理器串接在合分控制模塊和信號采集模 塊之間，輸出輸入接口與UI矢量運(yùn)算整定處理器連接。本實(shí)用新型故障檢測 控制器FDR-1作為主網(wǎng)上的分段開關(guān)，并從變電站開關(guān)開始，根據(jù)每段的具 體負(fù)荷等，逐級整定過電流值，使其形成合理的降值排列次序，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn) 確判斷事故的位置，并及時(shí)分?jǐn)嚅]鎖之前的分段開關(guān)，準(zhǔn)確判斷、隔離故障 區(qū)間，恢復(fù)非故障區(qū)域供電。
圖12為本實(shí)用新型柱上故障檢測控制裝置作為責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)的結(jié)構(gòu) 示意圖，包括柱上真空開關(guān)PVS、電源變壓器SPS和故障檢測控制器FDR-Z， 其中故障檢測控制器FDR-Z主要包括信號采集模塊、UI矢量運(yùn)算整定處理器、 合分控制模塊和輸出輸入接口，用于支線初端，作為責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)，對用 戶側(cè)事故就地分?jǐn)?、閉鎖。
如圖12所示，柱上真空開關(guān)PVS包括串接在主網(wǎng)上的真空滅弧室、隔離 斷口和電流互感器，還包括電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。故障檢測控制器FDR-Z中，信號 采集模塊與柱上真空開關(guān)PVS的電流互感器連接，合分控制模塊與柱上真空 開關(guān)PVS的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接，UI矢量運(yùn)算整定處理器連接在合分控制模塊
和信號采集模塊之間，輸出輸入接口與UI矢量運(yùn)算整定處理器連接。故障檢
測控制器FDR-Z作為支線上的用戶責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)，取消了FDR模塊，采用 電流和電壓信號合成的矢量運(yùn)算和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、相移、諧波 分量等技術(shù)參量的檢測、整定、控制和閉鎖功能，對用戶側(cè)的各類事故就地 分?jǐn)唷㈤]鎖，排除用戶側(cè)事故對主網(wǎng)的影響。
從圖11和圖12所示技術(shù)方案可以看處本實(shí)用新型技術(shù)方案的構(gòu)思主 網(wǎng)上的分段開關(guān)在增設(shè)電流互感器的基礎(chǔ)上，采用對電流和電壓進(jìn)行綜合矢 量運(yùn)算和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)檢測、整定、分?jǐn)嗫刂乒δ埽辉谠鲈O(shè)續(xù)流電容器的 基礎(chǔ)上，通過對開關(guān)失壓側(cè)分壓值的檢測、整定，實(shí)現(xiàn)閉鎖功能，從而減少 事故停電區(qū)域，提高事故處理的效率。支線上的用戶責(zé)任分界點(diǎn)開關(guān)取消FDR 模塊，采用對電流和電壓進(jìn)行綜合矢量運(yùn)算和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電流、電壓、 相移、諧波分量等技術(shù)參量的檢測、整定、控制和閉鎖功能，對用戶側(cè)的各 類事故就地分?jǐn)?、閉鎖，排除用戶側(cè)事故對主網(wǎng)的影響。
圖13是本實(shí)用新型在用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖。如圖13所示， 當(dāng)開關(guān)組合6的用戶側(cè)發(fā)生事故時(shí)，由于其整定值都是依據(jù)該支線具體參量 值而設(shè)定的，遠(yuǎn)低于其主網(wǎng)上分段開關(guān)的整定值，從而可靠迅速地實(shí)現(xiàn)了就 地分?jǐn)嚅]鎖，排除了用戶側(cè)事故對主網(wǎng)的影響。
圖14~圖16是本實(shí)用新型在主網(wǎng)上發(fā)生事故時(shí)的工作時(shí)序框圖。如圖 14 ~圖16所示，當(dāng)責(zé)任分界點(diǎn)的開關(guān)組合6的主網(wǎng)側(cè)發(fā)生事故時(shí)，通過分段 開關(guān)C之前所設(shè)定的電流整定值，實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?、閉鎖，分段開關(guān)D同時(shí)失壓斷 電，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)E的L功能，Y時(shí)限后恢復(fù)了線段d的正常供電。
當(dāng)分段開關(guān)分?jǐn)嗪?，其后的?zé)任分界點(diǎn)開關(guān)和分段開關(guān)也都失壓斷電。 這時(shí)如果是瞬時(shí)過流失壓事故，由于續(xù)流電容器的續(xù)流作用，開關(guān)的斷電側(cè) 約有IOOOV的分壓，通過電壓互感器到故障檢測控制器FDR-I的信號電壓將 有20V左右。通過在前分壓值的整定，開始延時(shí)啟動(dòng)程序，到時(shí)如無變化， 開關(guān)重新開啟通電(這時(shí)，對于下一個(gè)分段開關(guān)的斷電側(cè)將有IOOOV的分壓，
開始了上述程序)。如果是長時(shí)間相間漏電短路，信號電壓將在20V以下， 通過再前的信號電壓的整定，實(shí)現(xiàn)閉鎖。
對地漏電短路事故也是利用續(xù)流電容器，如果是瞬時(shí)漏電短路，通過電 流互感器到故障;險(xiǎn)測控制器FDR-I的信號電流將在0. 1A左右，開始延時(shí)啟動(dòng) 程序。如果是長時(shí)間對地漏電短路，信號電流將在0. 1A以上，通過UI矢量 運(yùn)算整定處理器對信號電流的放大、檢測及再前的電流整定，實(shí)現(xiàn)閉鎖。
續(xù)流分壓也可采用電阻或電感元件，電阻可選1MQ/1000W，當(dāng)開關(guān)關(guān) 斷并有短路點(diǎn)時(shí)，電阻上會(huì)有《1000W的功率。電感可選感抗為1MQ，功率 為IOOVA，電感的損耗《10%。
檢修時(shí)可以利用續(xù)流電容器進(jìn)行試通電，但操作時(shí)必須并聯(lián)分壓電阻(或 短^各)至36 V以下。
權(quán)利要求1. 一種柱上故障檢測控制裝置，包括柱上真空開關(guān)、電源變壓器和故障檢測控制器，其特征在于，所述柱上真空開關(guān)包括串接在主網(wǎng)上的真空滅弧室、隔離斷口和電流互感器，以及并接在真空滅弧室和隔離斷口兩端的續(xù)流電容器，用作主網(wǎng)上的分段開關(guān)且具有自動(dòng)隔離故障區(qū)間和恢復(fù)非故障區(qū)域供電功能的故障檢測控制器包括依次連接的信號采集模塊、UI矢量運(yùn)算整定處理器、FDR模塊和合分控制模塊，所述信號采集模塊與所述電流互感器連接，所述合分控制模塊與柱上真空開關(guān)中的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接，所述UI矢量運(yùn)算整定處理器還連接輸出輸入接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種柱上故障檢測控制裝置，包括柱上真空開關(guān)、電原變壓器和故障檢測控制器，所述柱上真空開關(guān)包括串接在主網(wǎng)上的真空滅弧室、隔離斷口和電流互感器，以及并接在真空滅弧室和隔離斷口兩端的續(xù)流電容器，故障檢測控制器包括依次連接的信號采集模塊、UI矢量運(yùn)算整定處理器、FDR模塊和合分控制模塊，所述信號采集模塊與所述電流互感器連接，所述合分控制模塊與柱上真空開關(guān)中的電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)連接，所述UI矢量運(yùn)算整定處理器還連接輸出輸入接口。本實(shí)用新型通過在故障檢測控制器中增設(shè)具有電流/時(shí)間的計(jì)量以及過電流值的整定和分?jǐn)嗫刂乒δ艿腢I矢量運(yùn)算整定處理器，減少了事故停電的區(qū)域，提高了處理事故的效率。
文檔編號H02H7/26GK201078829SQ20072014799
公開日2008年6月25日 申請日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者王雨樹, 真 陳 申請人:北京城泰電力自動(dòng)化設(shè)備有限責(zé)任公司;北京市寶辰新技術(shù)有限公司