一種智能分支分界真空斷路器控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能分支分界真空斷路器控制器，所述的控制器具有圓形罩殼，所述的圓形罩殼的底部設(shè)置有五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、操作旋鈕與手柄、告警指示燈、功能設(shè)置窗以及接地螺栓；所述的五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、告警指示燈以及功能設(shè)置窗與控制器內(nèi)部設(shè)置的控制模塊電連接。采用本發(fā)明使得用戶在使用查詢、設(shè)置參數(shù)，分合閘等功能時(shí)，無需爬到電線桿上操作，在地面即可完成；同時(shí)，本發(fā)明還可以利用SIM來實(shí)現(xiàn)GPRS的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，使得用戶可以不必在現(xiàn)場就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
【專利說明】一種智能分支分界真空斷路器控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及戶外電網(wǎng)安全連接設(shè)備，尤其是一種智能分支分界真空斷路器斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)計(jì)劃的提出，2020年建成"堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)〃成為我國電力系統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)。智能電網(wǎng)的提出，需要廣泛應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)，極大地提高輸配電系統(tǒng)的性能。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵。為提高并保證供電線路的安全性，可靠性，并對線路實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能的配電網(wǎng)保護(hù)設(shè)備起著舉足輕重的作用。
[0003]我國IOKV線路結(jié)構(gòu)多樣，安全可靠性差，事故多發(fā)，事故查找困難，支線故障嚴(yán)重地影響了配電網(wǎng)安全運(yùn)行。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，架空線路的故障率占主干線故障比例的70%左右。如何快速隔離單一用戶的故障，而不導(dǎo)致主干線整條線路停電事故發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控成為目前配電網(wǎng)系統(tǒng)的重要課題。目前解決因單一用戶事故以及保護(hù)配合不當(dāng)波及整條饋線停電的方法，相關(guān)技術(shù)方案主要有中國專利ZL200820051909.X《用戶分界斷路器成套設(shè)備》。其不足在于:(I)維修困難，需要維修人員爬到相應(yīng)的位置進(jìn)行檢測維修；
(2)測控單元不能實(shí)現(xiàn)雙向通訊，對于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控以及快速隔離故障有一定的局限性，而在該專利的基礎(chǔ)上如欲實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需要投入的資金比較大，不利于廣泛應(yīng)用；(3)只有速斷、過流二段保護(hù)，只能設(shè)置一次重合閘，不利于根據(jù)線路情況設(shè)置參數(shù)以及相應(yīng)的功能；
[4]裝置上未設(shè)顯示單元，不能方便地查看線路故障。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種具有故障電流檢測功能，保護(hù)控制功能和通訊功能，適用于IOkv架空線路的智能分支分界真空斷路器控制器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種智能分支分界真空斷路器控制器，所述的控制器具有圓形罩殼，所述的圓形罩殼的底部設(shè)置有五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、操作旋鈕與手柄、告警指示燈、功能設(shè)置窗以及接地螺栓；所述的五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、告警指示燈以及功能設(shè)置窗與控制器內(nèi)部設(shè)置的控制豐吳塊電連接。
[0006]本發(fā)明所述的控制器的底部、功能設(shè)置窗的下方設(shè)置有定值設(shè)置表；所述的功能設(shè)置窗內(nèi)具有液晶顯示屏、選項(xiàng)按鍵以及SIM卡卡槽。
[0007]本發(fā)明所述的控制器檢測斷路器線路的兩相電流、零序電流和線路電壓，上述模擬量信號由斷路器的航空插座輸出，從控制器底部的五芯電流插座和八芯信號插座通過電纜裝置接入控制器，通過控制器內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)換和計(jì)算，實(shí)時(shí)監(jiān)測其運(yùn)行值。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，采用本發(fā)明使得用戶在使用查詢、設(shè)置參數(shù)，分合閘等功能時(shí)，無需爬到電線桿上操作，在地面即可完成；同時(shí)，本發(fā)明還可以利用SM來實(shí)現(xiàn)GPRS的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，使得用戶可以不必在現(xiàn)場就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本發(fā)明的安裝使用示意圖；
[0011]圖2是斷路器本體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明的控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:1、斷路器本體；2、控制器；3、電纜裝置；11、外殼；12、真空滅弧室；13、電壓互感器；14、零序電流互感器；15、安裝底座；16、接地端子；17、保護(hù)框；18、航空插座；21、圓形罩殼；22、五芯電源插座；23、五芯電流插座；24、八芯信號插座；25、操作旋鈕與手柄；26、告警指示燈；27、功能設(shè)置窗；28、定值設(shè)置表；29、液晶顯示屏；40、選項(xiàng)按鍵；41、SIM卡卡槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0015]如圖1所示的一種智能分支分界真空斷路器成套裝置，包括斷路器本體I以及設(shè)置在斷路器本體外部、與斷路器本體通過電纜裝置3連接的分體式控制器2 ;控制器2檢測斷路器本體I的兩相電流、零序電流和/或線路電壓，并控制斷路器本體的電動(dòng)儲(chǔ)能、電動(dòng)合閘和電動(dòng)分閘。
[0016]如圖2所不，斷路器本體具有外殼11,所述的外殼11內(nèi)設(shè)直有真空滅弧室12和電壓互感器13，所述的真空滅弧室12與零序電流互感器14連接；外殼11底部具有安裝底座15，底座15的一側(cè)設(shè)置有接地端子16 ;所述的外殼11表面設(shè)置有保護(hù)框17 ;斷路器本體的輸入端與用戶進(jìn)戶線電源側(cè)連接，斷路器本體的輸出端與用戶負(fù)荷側(cè)供配電網(wǎng)的輸入端連接；所述的斷路器本體的底部具有航空插座18。
[0017]如圖3所不,控制器具有圓形罩殼21,所述的圓形罩殼的底部設(shè)置有五芯電源插座22、五芯電流插座23、八芯信號插座24、操作旋鈕與手柄25、告警指示燈26、功能設(shè)置窗27以及接地螺栓；所述的五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、告警指示燈以及功能設(shè)置窗與控制器內(nèi)部設(shè)置的控制模塊電連接。
[0018]本發(fā)明所述的控制器的底部、功能設(shè)置窗的下方設(shè)置有定值設(shè)置表28 ;所述的功能設(shè)置窗內(nèi)具有液晶顯示屏29、選項(xiàng)按鍵40以及SM卡卡槽41 ;安裝SM卡入網(wǎng)后，可以通過GPRS建立控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)完成控制操作。
[0019]控制器的電動(dòng)操作包括電動(dòng)儲(chǔ)能操作、電動(dòng)合閘和電動(dòng)分閘；
[0020]電動(dòng)儲(chǔ)能操作:控制器通電延時(shí)10秒，自動(dòng)檢測斷路器儲(chǔ)能信號，檢測到智能分支分界真空斷路器未儲(chǔ)能則自動(dòng)發(fā)出電動(dòng)儲(chǔ)能命令，智能分支分界真空斷路器接收到儲(chǔ)能命令后，自動(dòng)完成電動(dòng)儲(chǔ)能；
[0021]電動(dòng)合閘:右旋控制器上的黑色操作旋鈕至手“動(dòng)合/復(fù)位”處，控制器輸出合閘信號，斷路器自動(dòng)合閘；
[0022]電動(dòng)分閘:左旋控制器上的黑色操作旋鈕至“手動(dòng)分”處，控制器輸出分閘信號，開關(guān)自動(dòng)分閘。
[0023]本發(fā)明的工作原理是:10kV饋線或設(shè)備的故障主要有相間短路和單相接地兩種類型，控制器對這兩種故障分別進(jìn)行處理；
[0024]相間短路的故障處理:對于用戶界內(nèi)的相間短路故障，控制器通過檢測從智能分支分界真空斷路器內(nèi)部CT引出的AC相電流與定值比較來判定故障的發(fā)生，支線用戶和線路末端用戶界內(nèi)發(fā)生過流故障時(shí)，控制器檢測到過流電流，經(jīng)延時(shí)判定后，控制器輸出分閘命令使分界真空斷路器自動(dòng)分閘，自動(dòng)切除過流故障，變電站及饋線上的其它用戶避免發(fā)生停電事故，為了避免瞬時(shí)性故障造成用戶長時(shí)間停電，在控制器保護(hù)動(dòng)作后，對智能分支分界真空斷路器進(jìn)行重合閘，重合閘次數(shù)、時(shí)間可以設(shè)定，重合閘次數(shù)最多3次，為了避免永久性故障對線路造成嚴(yán)重?fù)p壞，或其它保護(hù)的時(shí)限配合問題，控制器做了重合閘后加速保護(hù)功能。
[0025]單相接地的故障處理:在我國IOkV配電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式可分為:中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地三種方式?？刂破鲗蜗嘟拥毓收系幕咎幚矸椒ㄊ峭ㄟ^檢測從智能分支分界真空斷路器內(nèi)置零序CT引出的零序電流信號與定值比較來區(qū)分和判定用戶界內(nèi)和界外的單相接地故障，對于用聲界外的單相接地故障，由于從零序CT檢出的零序電流遠(yuǎn)小于用戶界內(nèi)發(fā)生單相接地故障時(shí)所檢出的零序電流，因此，通過適當(dāng)?shù)亩ㄖ嫡ǎ纯勺鞒鰷?zhǔn)確地判斷。
[0026]控制器適用于上述三種中性點(diǎn)接地方式，其作用原理分述如下:
[0027]a、中性點(diǎn)不接地方式
[0028]接地故障發(fā)生在智能分支分界真空斷路器負(fù)荷側(cè)時(shí)，檢出的零序電流為:
[0029]Ι01=3 ω U 0 C i
[0030]其中為電源相電壓，ω為頻率。
[0031]接地故障發(fā)生在智能分支分界真空斷路器電源側(cè)時(shí)，檢出的零序電流為:
[0032]Ι02=3 ω U 0 C 2
[0033]其中為電源相電壓，ω為頻率。
[0034]一般來講，C I遠(yuǎn)大于C 2，因此Itl2要比Itll，即接地故障在用戶界外時(shí)檢出的零序電流很小，而接地故障在用戶界內(nèi)時(shí)檢出的零序電流很大，通過適當(dāng)?shù)亩ㄖ翟O(shè)定，控制器可準(zhǔn)確的判定界內(nèi)接地故障。
[0035]b、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式和C、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式此處不做詳細(xì)說明。
[0036]控制器的基本功能有一下幾個(gè):
[0037]1.開關(guān)本體手動(dòng)分合功能
[0038]如同通用的斷路器一樣，智能分支分界真空斷路器具備現(xiàn)場手動(dòng)分合和電動(dòng)分合控制功能。
[0039]2.模擬量檢測功能
[0040]控制器與開關(guān)本體配合使用可檢測線路的兩相電流、零序電流和線路電壓，上述模擬量信號由開關(guān)本體航空插座輸出，從控制器底部的CT/?ο插座通過航空插頭接入控制器。通過控制器內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)換和計(jì)算，可實(shí)時(shí)監(jiān)測其運(yùn)行值(用筆記本電腦通過控制器的維護(hù)通信口或配置通信模塊后可接收及處理這些測量數(shù)值)。[0041]3.保護(hù)控制功能
[0042]a)零序保護(hù)
[0043]通過對控制器的定值整定和對零序電流的監(jiān)測，智能分支分界真宅斷路器能偵測和判定用戶界內(nèi)的單相接地故障，在延時(shí)達(dá)到粒定值后執(zhí)行分閘操作，自動(dòng)切除接地故障；變電站及饋線上的其它用戶避免發(fā)生停電事故，為了避免瞬時(shí)性故障造成開關(guān)分閘，可對智能分支分界真空斷路器進(jìn)行重合閘設(shè)置.重合閘次數(shù)、時(shí)間可自行設(shè)定，重合閘次數(shù)最多3次，為了避免永久性故障對線路造成嚴(yán)重?fù)p壞，或其它保護(hù)的時(shí)限配合問題，智能分支分界真空斷路器做了重合閘后加速保護(hù)功能。零序保護(hù)的控制功能適用于配電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)。
[0044]b)過流保護(hù)
[0045]1、設(shè)置為智能分支分界真空斷路器功能時(shí)，通過定值接定和對相電流的監(jiān)測，智能分支分界真空斷路器能偵測和判定用戶界內(nèi)的相間短路故障，經(jīng)延時(shí)判定后，控制器輸出分閘命令使分界真空斷路器自動(dòng)分閘，自動(dòng)切除過流故障，變電站及饋線上的其它用戶避免發(fā)生停電事故，為了避免瞬時(shí)性故障造成用戶長時(shí)間停電，在控制器保護(hù)動(dòng)作后，對智能分支分界真空斷路器進(jìn)行重合閘，重合閘次數(shù)、時(shí)間可以設(shè)定，重合閘次數(shù)最多3次，為了避免永久性故障對線路造成嚴(yán)重?fù)p壞，或其它保護(hù)的時(shí)限配合問題，控制器做了重合閘后加速保護(hù)功能；
[0046]2、設(shè)置為分界負(fù)荷開關(guān)功能時(shí)，通過定值整定和對相電流的監(jiān)測，分界開關(guān)能偵測和判定用戶界內(nèi)的相間短路故障，在記憶該故障狀態(tài)并檢測到變電站出線掉閘后，經(jīng)延時(shí)后執(zhí)行分閘操作，在變電站重合之前有效地隔離用戶界內(nèi)的短路故障。
[0047]4.線路失電狀態(tài)下的分閘及保護(hù)告警功能
[0048]控制器在【自動(dòng)】運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如用戶界外發(fā)生相間短路故障后，會(huì)造成變電站出線開關(guān)掉閘，控制器無輸入電源，在整個(gè)裝置失電后，控制器靠儲(chǔ)能電容維持其正常工作，在此期間可執(zhí)行分閘輸出(DC2200V)使開關(guān)可靠分闡。無論是單相接地故障還是相間短路故障致使只能分支分界真空斷路器保護(hù)動(dòng)作，控制器的ALARM告警指示燈均常亮或閃亮，提示用戶界內(nèi)發(fā)生了單相接地或相間短路故障。
[0049]5.自檢功能
[0050]控制器在正常運(yùn)行時(shí)定時(shí)自檢(由程序控制自動(dòng)進(jìn)行)，自檢的對象包括定值區(qū)、輸出回路、采樣通道、E2PROM等，自檢異常時(shí)，點(diǎn)亮自檢告警指示燈，并且閉鎖跳合閘回路。
[0051]控制器的所有操作均在其圓形罩殼的底部，COM內(nèi)設(shè)TV輸出回路保護(hù)熔管，當(dāng)控制器內(nèi)部電路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)開關(guān)本體內(nèi)置TV不受影響。IO插座連接從開關(guān)側(cè)引來的測量電纜，IO插座連接從開關(guān)側(cè)引來的控制電纜。ALARM為保護(hù)動(dòng)作發(fā)光二極管指示信號；定值設(shè)定窗口在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)由一密封小蓋關(guān)閉，當(dāng)需要進(jìn)行定值修改或檢查控制作狀態(tài)時(shí)則開啟此小盞，進(jìn)行相應(yīng)的操作。
[0052]a)當(dāng)測量電纜和控制電纜連接正確，且開關(guān)本體處于合閘位置時(shí)，控制器的操作手柄在【自動(dòng)】位置，則智能分支分界真空斷路器處于自動(dòng)監(jiān)測運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)一旦用戶界內(nèi)線路故障發(fā)生，智能分支分界真空斷路器即能完成其自動(dòng)切除故障的功能。
[0053]b)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)控制器的控制操作手柄至【分】位置，可使開關(guān)自動(dòng)分閘。
[0054]c)智能分支分界真空斷路器保護(hù)動(dòng)作后，ALARM告警燈亮，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)控制器的控制操作手柄至【復(fù)位】位置，可解除ALARM告警狀態(tài)，如不采取手動(dòng)復(fù)位操作，ALARM告警狀態(tài)則在48小時(shí)后自動(dòng)解除。
[0055]d)電量測試功能【電量試驗(yàn)按鈕】智能分支分界真空斷路器在處理故障時(shí)需要自身的電量處理，電量的多少?zèng)Q定系統(tǒng)是否可以處理好故障情況，所以電量測試是很重要的“電量測試”兩按鈕同時(shí)壓下，運(yùn)行燈4秒內(nèi)運(yùn)行正常，此時(shí)電容電量合格。
[0056]e)輔助通信功能【RS-232/RS-485接口】主要用與通信維護(hù)，參數(shù)設(shè)定等必須通過維護(hù)通信口用筆記本電腦進(jìn)行修改設(shè)定。
[0057]控制器通過發(fā)光二極管指示各種工作狀態(tài)。
[0058]“運(yùn)行”指示燈，控制器運(yùn)行時(shí)閃亮該指示燈，它具有內(nèi)部電源檢測功能，間隔時(shí)間一秒。
[0059]“故障”指示燈，控制器自檢故障時(shí)點(diǎn)亮該指示燈；
[0060]“過流”指示燈，相電流超定值時(shí)點(diǎn)亮，低于定值時(shí)熄滅；
[0061]“接地”指示燈，接地電流超定值時(shí)點(diǎn)亮，低于定值時(shí)熄滅；
[0062]“分位”指示燈，被控制的開關(guān)處于分閘時(shí)，點(diǎn)亮此指示燈。
[0063]本發(fā)明所述的控制器根據(jù)需要，可以增配通信模塊，即安裝SIM卡入網(wǎng)，這樣無線手持終端可以顯示和配置控制器的所有參數(shù)，同時(shí)保持控制器的液晶面板和手持終端保持同步顯示。
`[0064]以上說明書中描述的只是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，各種舉例說明不對本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實(shí)施方式】做修改或變形，而不背離發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能分支分界真空斷路器控制器，其特征在于:所述的控制器具有圓形罩殼，所述的圓形罩殼的底部設(shè)置有五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、操作旋鈕與手柄、告警指示燈、功能設(shè)置窗以及接地螺栓；所述的五芯電源插座、五芯電流插座、八芯信號插座、告警指示燈以及功能設(shè)置窗與控制器內(nèi)部設(shè)置的控制模塊電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能分支分界真空斷路器控制器，其特征在于:所述的控制器的底部、功能設(shè)置窗的下方設(shè)置有定值設(shè)置表；所述的功能設(shè)置窗內(nèi)具有液晶顯示屏、選項(xiàng)按鍵以及SIM卡卡槽。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智能分支分界真空斷路器控制器，其特征在于:所述的控制器檢測斷路器線路的兩相電流、零序電流和線路電壓，上述模擬量信號由斷路器的航空插座輸出，從控制器底部的五芯電流插座和八芯信號插座通過電纜裝置接入控制器，通過控制器內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)換和計(jì)算，實(shí)時(shí)監(jiān)測其運(yùn)行值。
【文檔編號】H01H33/66GK103681086SQ201210331059
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月8日
【發(fā)明者】張偉鋼 申請人:江蘇長耀電氣科技集團(tuán)有限公司