專利名稱：一種采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于緊急保護電路裝置領域，尤其涉及一種用于低壓供配電系統(tǒng)的緊急保護電路裝置。
背景技術：
隨著經(jīng)濟發(fā)展及人民生活水平的提高，城市用電量呈大幅度上升，目前城市IOkV的配電網(wǎng)戶外桿上變壓器裝置越來越多，與之配套的配變?nèi)劢z箱使用量也逐年增加。低壓配變?nèi)劢z箱是低壓配電電網(wǎng)戶外桿變裝置中重要的設備之一，它安裝在變壓器低壓端及低壓電網(wǎng)之間，既可作為低壓電網(wǎng)的短路及過載的保護裝置，又可通過操作其“分”、“合”來實現(xiàn)低壓電網(wǎng)的投入和切斷運行。低壓配變?nèi)劢z箱的內(nèi)部核心是一臺低壓熔斷器式負荷隔離開關，其短路及過載保護采用低壓柵式熔絲片作為熔斷保護元件。但是采用柵式熔絲片作為熔斷體在負荷高峰時發(fā)熱溫度高，而且絕緣體材料在冷熱交變作用下極易老化失效，從而影響其可靠性和穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)是一個由眾多自動化的輸電和配電系統(tǒng)構成的電力系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實現(xiàn)所有的電網(wǎng)運作，具有自愈功能；快速響應電力市場和企業(yè)業(yè)務需求；具有智能化的通信架構，實現(xiàn)實時、安全和靈活的信息 流，為用戶提供可靠、經(jīng)濟的電力服務。正是因為這種獨特的優(yōu)勢，智能電網(wǎng)逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，發(fā)展迅速。中國的智能電網(wǎng)的基本特征是在技術上要實現(xiàn)信息化、自動化、互動化。作為配電網(wǎng)絡不可缺少的重要設備之一，低壓配變?nèi)劢z箱的智能化升級改造對整個配電網(wǎng)絡的智能化有重要的實際意義。傳統(tǒng)的機械式配變?nèi)劢z箱不能滿足智能電網(wǎng)對配電網(wǎng)信息化、自動化的要求，如果不加改進就任其繼續(xù)運行在智能配電網(wǎng)絡中，由于其不具備信息監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸或遠動操作等自動化性能，對智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性存在隱患，會嚴重妨礙低壓輸電系統(tǒng)智能化的進程。為適應國內(nèi)智能電網(wǎng)的要求，特別是智能電網(wǎng)裝備制造業(yè)的發(fā)展，迫切需要一種既能實現(xiàn)現(xiàn)有低壓配變?nèi)劢z箱的特性/功能，又能滿足智能電網(wǎng)組網(wǎng)要求，具有信息監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸或遠動操作等自動化性能的低壓配變?nèi)劢z箱類裝置，以適應整個國家電網(wǎng)的智能化發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其通過模擬各種規(guī)格熔絲的反時限特性和熱熔時間特性，控制斷路器開關的“跳閘”或“合閘”操作，實現(xiàn)熔絲的實際電路保護功能，可避免采用柵式熔絲片作為熔斷體在負荷高峰時發(fā)熱溫度高，和絕緣體材料在冷熱交變作用下極易老化失效的缺陷。本發(fā)明的技術方案是:提供一種采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，包括設置在箱體中的線路過載保護模塊，所述的線路過載保護模塊包括互感器組、斷路器開關和控制單元；其所述的互感器組串接在三相主回路中，用于實時測量主回路各相的負荷電流值，并將測量結(jié)果傳送至所述的控制單元；其所述的斷路器開關在控制單元的控制下，切斷或接通主回路的三相電路；其特征是:其所述的控制單元將主回路各相負荷電流值的絕對值大小或各相負荷電流的變化趨勢，與熔絲的反時限特性曲線設定值進行比較，對斷路器開關進行“跳閘”或“合閘”操作控制；同時，所述的控制單元將主回路各相負荷電流值的絕對值大小或各相負荷電流的變化趨勢，與熔絲的熱容特性時間或總熱容冷卻時間進行比較，對斷路器開關進行“跳閘”或“合閘”操作控制；所述的控制單元并將線路負荷電流、斷路器開關狀態(tài)以及低壓配變?nèi)劢z箱內(nèi)部環(huán)境參數(shù)以數(shù)字信號的形式對外輸出，遠傳給上位計算機，并接受上位機的遠動控制。進一步的，所述的控制單元同時模擬熔絲的反時限特性曲線和熱容特性時間，控制斷路器開關的“跳閘”或“合閘”操作，實現(xiàn)熔絲的實際電路保護功能，以避免采用柵式熔絲片作為熔斷體在負荷高峰時發(fā)熱溫度高和絕緣體材料在冷熱交變作用下極易老化失效的缺陷，并可極大地減少熔絲產(chǎn)品的采購供應量和倉庫存儲，降低綜合運行成本。具體的，其所述控制單元將熔絲的反時限特性曲線分解為多個點，各點之間按線性關系處理，對應構成斷路器開關的跳閘曲線，并按照此斷路器開關的跳閘曲線控制斷路器的跳閘動作。若所述主回路各相負荷的電流值為恒定的過載電流，則當主回路各相負荷實際過載延時大于理論動作時間時，控制單元發(fā)出開關“跳閘”信號。若所述主回路各相負荷的電流值為變化的過載電流時，當過載電流發(fā)生變化時，控制單元將已延時的時間值及不同的過載倍數(shù)對應的理論動作時間按下列公式進行相應的換算，即得到過載電流變化前后的時間相對延時時間，并據(jù)此發(fā)出開關“跳閘”信號:.,7'
權利要求
1.一種采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，包括設置在箱體中的線路過載保護模塊，所述的線路過載保護模塊包括互感器組、斷路器開關和控制單元；其所述的互感器組串接在三相主回路中，用于實時測量主回路各相的負荷電流值，并將測量結(jié)果傳送至所述的控制單元；其所述的斷路器開關在控制單元的控制下，切斷或接通主回路的二相電路；其特征是: 其所述的控制單元將主回路各相負荷電流值的絕對值大小或各相負荷電流的變化趨勢，與熔絲的反時限特性曲線設定值進行比較，對斷路器開關進行“跳閘”或“合閘”操作控制； 同時，所述的控制單元將主回路各相負荷電流值的絕對值大小或各相負荷電流的變化趨勢，與熔絲的熱容特性時間或總熱容冷卻時間進行比較，對斷路器開關進行“跳閘”或“合閘”操作控制； 所述的控制單元并將線路負荷電流、斷路器開關狀態(tài)以及低壓配變?nèi)劢z箱內(nèi)部環(huán)境參數(shù)以數(shù)字信號的形式對外輸出，遠傳給上位計算機，并接受上位機的遠動控制。
2.按照權利要求1所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是所述的控制單元同時模擬熔絲的反時限特性曲線和熱容特性時間，控制斷路器開關的“跳閘”或“合閘”操作，實現(xiàn)熔絲的實際電路保護功能，以避免采用柵式熔絲片作為熔斷體在負荷高峰時發(fā)熱溫度高和絕緣體材料在冷熱交變作用下極易老化失效的缺陷，并可極大地減少熔絲產(chǎn)品的采購供應量和倉庫存儲，降低綜合運行成本。
3.按照權利要求1所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是所述控制單元將熔絲的反時限特性曲線分解為多個點，各點之間按線性關系處理，對應構成斷路器開關的跳閘曲線，并按照此斷路器開關的跳閘曲線控制斷路器的跳閘動作。
4.按照權利要求1或3所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是若所述主回路·各相負荷的電流值為恒定的過載電流，則當主回路各相負荷實際過載延時大于理論動作時間時，控制單元發(fā)出開關“跳閘”信號。
5.按照權利要求1所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是若所述主回路各相負荷的電流值為變化的過載電流時，當過載電流發(fā)生變化時，控制單元將已延時的時間值及不同的過載倍數(shù)對應的理論動作時間按下列公式進行相應的換算，即得到過載電流變化前后的時間相對延時時間，并據(jù)此發(fā)出開關“跳閘”信號: (=Τχγ(公式 I)O 其中:τ為已過載時間過載變化前動作時間；Τη為過載變化后動作時間。
6.按照權利要求1所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是所述控制單元將熔絲的熱容特性時間或總熱容冷卻時間對應構成斷路器開關的絕對跳閘時間，當主回路過載時間超過對應的熱容特性時間或總熱容冷卻時間時，控制單元發(fā)出斷路器“跳閘”指令；當主回路過載時間不超過對應的熱容特性時間或總熱容冷卻時間時，控制單元在預定時間段內(nèi)累計主回路的過載時間，當累計的主回路過載時間超過對應的熱容特性時間或總熱容冷卻時間，控制單元也發(fā)出斷路器“跳閘”指令，以完全仿真熔絲的真實物理特性。
7.按照權利要求1或6所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是所述的熱容特性時間按照下列公式進行確定: Tc = Wxel(公式 2) 其中:w為過載引起的熱效應能量累加；T為總熱容冷卻時間，為15min ；t為熱容冷卻時間。
8.按照權利要求6所述的采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，其特征是所述的預定 時間段為半個小時。
全文摘要
一種采用仿真方式來實現(xiàn)熔絲真實物理特性的電子熔絲裝置，屬緊急保護裝置領域。包括設置在箱體中的互感器組、斷路器開關和控制單元；其控制單元將主回路各相負荷電流值與熔絲的反時限特性曲線和熔絲熱容特性時間或總熱容冷卻時間進行比較，對斷路器開關進行跳閘操作控制。其通過仿真各種規(guī)格熔絲的反時限特性和熱熔時間特性，控制斷路器開關的“跳閘”或“合閘”操作，實現(xiàn)熔絲的實際電路保護功能，可避免熔絲片在負荷高峰時發(fā)熱溫度高和絕緣體材料在冷熱交變作用下極易老化失效的缺陷，可適用于不同熔絲規(guī)格的供電線路，減少熔絲產(chǎn)品采購和存儲量，降低綜合運行成本，滿足智能電網(wǎng)的運行需要?？蓮V泛用于低壓變配電系統(tǒng)的智能化控制領域。
文檔編號H02H3/08GK103247999SQ201310148649
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權日2013年4月25日
發(fā)明者賁飛, 秦嶺, 張宇, 張剛強, 姚煒峻, 俞來意, 蔡翊清, 蔣曉東, 方龍華 申請人:國家電網(wǎng)公司, 上海市電力公司, 上海電物集體資產(chǎn)管理有限公司