專利名稱：基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓配電開關(guān)，尤其涉及一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)。
背景技術(shù)：
戶分界開關(guān)是一種安裝于配電線路與用戶的分界位置、可以把用戶界內(nèi)發(fā)生的故障隔離開、防止把故障擴(kuò)散到系統(tǒng)線路上的戶外高壓開關(guān)，業(yè)界形象地稱為電力系統(tǒng)的“看門狗”?？撮T狗類型的開關(guān)已有大量使用，但是現(xiàn)有分界開關(guān)動(dòng)作時(shí)所 依據(jù)的配電線路數(shù)據(jù)不精確，不能夠及時(shí)作出反應(yīng)或易發(fā)生誤動(dòng)作。例如對(duì)于一些城市電網(wǎng)而言，變電站內(nèi)安裝有消弧線圈，用于補(bǔ)償線路發(fā)生單相接地故障后的電容電流，補(bǔ)償后的零序電流分量幾乎完全沒有，無法準(zhǔn)確判斷單相接地故障，可靠性低?？梢姮F(xiàn)有“看門狗”存在數(shù)據(jù)采集不精確的問題，難以及時(shí)有效判斷故障發(fā)生和作出反應(yīng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的數(shù)據(jù)采集不精確、難以及時(shí)有效判斷故障發(fā)生和作出反應(yīng)等問題。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，包括電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號(hào)；控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號(hào)，并判斷配電線路的運(yùn)行狀態(tài)以及輸出相應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)；開關(guān)本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行分合閘動(dòng)作。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述三相電壓及電流信號(hào)包括配電線路的瞬時(shí)信號(hào)，所述控制器則用于進(jìn)一步地根據(jù)瞬時(shí)信號(hào)中的單相線路對(duì)地電容電流、零序電流、相電壓及零序電壓，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障以及輸出相應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述控制器包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述開關(guān)本體為真空斷路器。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)為永磁機(jī)構(gòu)。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，還包括供電裝置，和所述控制器連接，用于向所述控制器提供工作電源。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述供電裝置為電壓互感器、太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述電子式互感器包含用于分別測(cè)量三相電流及三相電壓信號(hào)的三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器?；陔娮邮交ジ衅?，本實(shí)用新型可以取得體積小、重量輕、測(cè)量范圍寬、精度高的優(yōu)點(diǎn)，借此，本實(shí)用新型可以更及時(shí)更精確的獲取配電線路的實(shí)時(shí)信息，并由此快速判斷故障發(fā)生和進(jìn)行正確動(dòng)作，自動(dòng)化程度大大提高，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的優(yōu)化選擇。此外，本實(shí)用新型的輸出功率小，不會(huì)因?yàn)槎屋敵鲩_路而導(dǎo)致設(shè)備和人身安全問題，具有很高的安全性和更長(zhǎng)的使用壽命。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例及其應(yīng)用的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例實(shí)施配電線路單相接地故障檢測(cè)方法的流程框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I示意性的示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用時(shí)與配電線路的耦接關(guān)系，如圖所示，本優(yōu)選實(shí)施例包括電子式互感器8、開關(guān)本體7、控制器5。其中，電子式互感器8與三相配電線路6耦接，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號(hào)，例如三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、單相對(duì)地電容電流、零序電壓、零序電流、五次諧波、首半波、電流、相電壓等信號(hào)?？刂破?通過電壓信號(hào)線3和電流信號(hào)線4連接于電子式互感器8，并根據(jù)三相電壓及電流信號(hào)，分析配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，例如分析故障類型并采取相應(yīng)的處理。控制器5可以為單片機(jī)、DSP或者其他通用集成電路、專用集成電路。作為本優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用方式之一，在檢測(cè)配電線路6單相接地故障時(shí)，由于單相線路對(duì)地電容電流值非常小，基于此，在單相對(duì)地電容電流值發(fā)生突變時(shí)，控制器5即可根據(jù)單相對(duì)地電容電流判斷出配電線路6發(fā)生了單相接地故障。進(jìn)一步地，根據(jù)瞬時(shí)信號(hào)中的相電壓，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障與否并相應(yīng)的輸出開關(guān)控制信號(hào)，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)，相電壓為定值，若發(fā)生相電壓變化或零序電壓增大，則發(fā)生單向接地故障于界內(nèi)。開關(guān)本體7與控制器5連接，用于根據(jù)控制器5輸出的分界開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行分合閘動(dòng)作。電子式互感器8包含三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器，用以分別測(cè)量三相電流及三相電壓信號(hào)。并且電子式互感器8可以內(nèi)置于開關(guān)本體7的安裝箱體內(nèi)，也可以外置。在本優(yōu)選實(shí)施例中，開關(guān)本體7為真空斷路器，且其操作機(jī)構(gòu)為永磁機(jī)構(gòu)，借此，本優(yōu)選實(shí)施例可以取得多種優(yōu)點(diǎn)，例如結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、便于安裝和運(yùn)輸免維護(hù)、不會(huì)退磁、可永久使用、真空開斷、縱向磁場(chǎng)滅弧、穩(wěn)定可靠。為了便于本優(yōu)選實(shí)施例和上位控制計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互，控制器5包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊51。在圖I所示的本優(yōu)選實(shí)施例中，控制器5所需電源由電壓互感器2供應(yīng)，電壓互感器2耦接于配電線路6和控制器5之間，其獲取配電線路6的電源之后輸出至控制器5。在其他實(shí)施例中，還可以采用太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)向控制器5供電，若本優(yōu)選實(shí)施例安裝在配電變壓器旁，可直接取配變低壓輸出的AC220V電源。圖2示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行單相故障檢測(cè)時(shí)的示意性步驟，在步驟SlOl，電子式互感器8采集配電線路6的瞬時(shí)信號(hào)。在步驟S103中，控制器5根據(jù)單相對(duì)地電容電流大于閾值的檢測(cè)結(jié)果，判斷發(fā)生接地故障，否則返回。在步驟S105，控制器5根據(jù) 相電壓突變的檢測(cè)結(jié)果，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障，否則返回。在步驟S107中，延時(shí)一分鐘，當(dāng)然在本實(shí)用新型其他實(shí)施例中，也可以延時(shí)30秒或90秒等。延時(shí)可以使控制器5獲得接地故障后穩(wěn)態(tài)的零序電流和零序電壓的信號(hào)間相位差，并在步驟S109中，檢測(cè)接地故障是否消失，若消失，則進(jìn)入步驟S111，控制器5判斷該次接地故障為瞬時(shí)性故障，并且不向開關(guān)本體7發(fā)出控制信號(hào)，配電線路6的開關(guān)本體7不動(dòng)作。步驟S109中，若接地故障未消失，則進(jìn)入步驟SI 13，控制器5則向開關(guān)本體7發(fā)出分閘信號(hào)。接著在步驟SI 15中，由控制器5根據(jù)電子式互感器8發(fā)出的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，再次檢測(cè)接地故障是否消失，若消失，則執(zhí)行步驟S117，控制器5判斷該次接地故障為界內(nèi)故障并報(bào)警，若未消失，則執(zhí)行步驟S119，由控制器5向開關(guān)本體7發(fā)出合閘控制信號(hào)，使得開關(guān)本體7重合閘。綜上，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)精確及時(shí)，故障判斷及處理快速準(zhǔn)確。例如以電子式互感器采集的瞬時(shí)信號(hào)為判據(jù)，利用其進(jìn)行單相接地故障判斷，可以準(zhǔn)確檢測(cè)到接地電阻彡600 Q的單相接地故障，并且區(qū)分出故障在界內(nèi)還是界外?？梢?，本實(shí)用新型在檢測(cè)及處理配電線路接地故障時(shí)，具有準(zhǔn)確可靠、功能全面的優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)隔離大電流故障。用戶分支線發(fā)生相間短路故障時(shí)，開關(guān)本體在變電站內(nèi)重合器動(dòng)作之前開斷故障電流，甩掉故障線路，防止故障擴(kuò)散到線路和變電站內(nèi)，提高供電可靠性。進(jìn)一步地，采用真空斷路器，可開斷峰值為50kA的故障電流；永磁操作機(jī)構(gòu)可在25ms內(nèi)斷開故障電流。防竊電式高壓計(jì)量功能。內(nèi)置三相電子式電流電壓互感器，精度可達(dá)到0. 2s級(jí)，且具有計(jì)量功能，可在IOkv等級(jí)上進(jìn)行電度計(jì)量，計(jì)量數(shù)據(jù)可就地查看，本地讀取，也可以把電度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或者定時(shí)自動(dòng)上傳給用戶后臺(tái)軟件。由于互感器內(nèi)置，用戶無法通過短接互感器的方式進(jìn)行竊電，因此通過對(duì)比高壓計(jì)量數(shù)據(jù)和低壓計(jì)量數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶是否有竊電現(xiàn)象，為供電公司管理提供依據(jù)。大用戶負(fù)荷控制功能。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶負(fù)荷情況，與繳費(fèi)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，若發(fā)現(xiàn)用戶欠費(fèi)時(shí)，可遠(yuǎn)程控制斷路器動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化功能。遙測(cè)，實(shí)時(shí)采集線路的三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。遙信，軟遙信相間短路、過電流、單相接地、過壓、欠壓、缺相、斷電等；硬遙信開關(guān)位置、通信故障等。遙控，通過配電自動(dòng)化主站，操作者可以遙控開關(guān)分合閘。[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，包括 電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號(hào)； 控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號(hào)，并判斷配電線路的運(yùn)行狀態(tài)以及輸出相應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)； 開關(guān)本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行分合閘動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，所述控制器包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，所述開關(guān)本體為真空斷路器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，所述真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)為永磁機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，還包括供電裝置，和所述控制器連接，用于向所述控制器提供工作電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，所述供電裝置為電壓互感器、太陽(yáng)能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其特征在于，所述電子式互感器包含用于分別測(cè)量三相電流及三相電壓信號(hào)的三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關(guān)，其包括電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號(hào)；控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號(hào)，并判斷配電線路的運(yùn)行狀態(tài)以及輸出相應(yīng)的開關(guān)控制信號(hào)；開關(guān)本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行分合閘動(dòng)作。本實(shí)用新型不但測(cè)量數(shù)據(jù)及故障判斷準(zhǔn)確可靠，而且功能更加全面，自動(dòng)化程度大大提高，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的優(yōu)化選擇。
文檔編號(hào)H02J13/00GK202535162SQ20122012764
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者呂強(qiáng), 陳菊明 申請(qǐng)人:北京水木源華電氣有限公司