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一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置制造方法

文檔序號:7371143閱讀:318來源:國知局
一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型所設(shè)計的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,解決了目前的20kV配電網(wǎng)中性點接地方式不是一部分設(shè)備無法滿足絕緣要求就是瞬時故障也會跳閘的技術(shù)問題。本實用新型其特征是包括中央處理模塊、指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、信號采集模塊和為各模塊供電的電源,所述的信號采集模塊將采集的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后傳輸至中央處理模塊,所述的指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊均與所述的中央處理模塊通訊連接,所述的中央處理模塊設(shè)有時鐘電路和開關(guān)量輸入電路。本實用新型對電網(wǎng)中的電壓進(jìn)行監(jiān)測,根據(jù)故障類型切換接地方式,實現(xiàn)發(fā)生瞬時故障時采用消弧線圈接地;發(fā)生永久故障時切換為小電阻接地。
【專利說明】—種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在配電網(wǎng)20kV升壓改造后,中性點若采用消弧線圈接地方式,在電網(wǎng)發(fā)生故障時,一部分設(shè)備無法滿足絕緣要求;若采用小電阻接地方式,一旦在配電網(wǎng)中發(fā)生接地類型的故障,則無論瞬時故障還是永久故障,故障線路所在的斷路器必須先實施一次跳閘操作,對供電可靠性造成影響。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,對電網(wǎng)中的電壓進(jìn)行監(jiān)測,根據(jù)故障類型切換接地方式,實現(xiàn)發(fā)生瞬時故障時采用消弧線圈接地;發(fā)生永久故障時切換為小電阻接地。
[0004]為了達(dá)到上述目的,本實用新型所設(shè)計的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是包括中央處理模塊、指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、信號采集模塊和為各模塊供電的電源,所述的信號采集模塊將采集的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后傳輸至中央處理模塊,所述的指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊均與所述的中央處理模塊通訊連接,所述的中央處理模塊設(shè)有時鐘電路和開關(guān)量輸入電路,所述的開關(guān)量輸入電路控制一斷路器的開閉,所述的信號采集模塊設(shè)有分壓電阻、變壓器、采樣電阻和外部接口,所述的分壓電阻和變壓器的原邊相連,所述變壓器的副邊接入所述的采樣電阻。100V的外部標(biāo)準(zhǔn)二次電壓信號通過外部接口利用分壓電阻進(jìn)行分壓,采樣電阻用于向中央處理模塊提供采樣信號,中央處理模塊對信號進(jìn)行分析判斷是瞬時故障還是永久故障,如果是永久故障,則發(fā)送指令將斷路器閉合。
[0005]本技術(shù)方案用于設(shè)置在如圖1所示的電路中,圖中I為20KV母線、2為電壓互感器、3為接地變壓器、4為消弧線圈、5為小電阻、6為本技術(shù)方案的切換裝置,消弧線圈4所在支路隔離開關(guān)QSN在正常運行時閉合,當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生瞬時性接地故障時,由消弧線圈4進(jìn)行補償,電弧熄滅接地故障自動消失,則本切換裝置6能夠監(jiān)測故障發(fā)生到消失的母線零序電壓變化特征,從而避免了出現(xiàn)小電阻接地方式中一有故障立刻跳閘的情況;對永久性接地故障,當(dāng)接地故障持續(xù)超過整定時間后,中性點接地方式智能切換裝置發(fā)出合上支路斷路器QFN的指令,投入小電阻5接地,此時由于接地方式改變,接地電流增大,使線路繼電保護(hù)動作于切除故障線路,當(dāng)故障線路故障切除后,經(jīng)整定延時,本技術(shù)方案發(fā)出跳開支路斷路器QFN的指令,退出小電阻5接地。
[0006]作為上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善和補充,本實用新型還包含以下附加技術(shù)特征或這些特征的任意組合:
[0007]所述的信號采集模塊還設(shè)有電感,所述的電感串接在所述的變壓器的原邊,實現(xiàn)更好地信號采集質(zhì)量。
[0008]所述的電感的感值為ImH。
[0009]所述的開關(guān)量輸入電路設(shè)有光耦,開關(guān)量輸入電路將斷路器閉合、斷開信號經(jīng)過光電耦合器轉(zhuǎn)換成中央處理模塊可以處理的脈沖信號,并起到隔離強弱電信號的作用,使輸出信號對輸入端無影響,抗干擾能力強,工作穩(wěn)定。
[0010]所述的開關(guān)量輸入電路內(nèi)設(shè)有電容和濾波電阻用于構(gòu)成一階低通濾波器,減小信號的毛刺。
[0011]所述的中央處理模塊包括型號為MSP430的單片機,所述的單片機設(shè)有鍵盤接口,具有采樣精度高,處理速度快,功耗低,成本低的優(yōu)點。
[0012]本實用新型所設(shè)計的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,能夠?qū)δ妇€零序電壓信號進(jìn)行監(jiān)測,在電網(wǎng)發(fā)生永久性故障時,通過判斷母線零序電壓的故障特征,由單片機發(fā)出投切電阻的指令,實現(xiàn)當(dāng)發(fā)生瞬時故障時采用消弧線圈接地,當(dāng)發(fā)生永久故障時切換為小電阻接地,自動化切換,避免僅采用消弧線圈接地或小電阻接地時存在的不足。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型安裝在電路上的示意圖;
[0014]圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖;
[0015]圖3是本實用新型信號采集模塊的原理圖;
[0016]圖4是本實用新型開關(guān)量輸入電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過實施例結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]實施例1
[0019]如圖2-4所示,本實施例描述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,包括中央處理模塊、指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、信號采集模塊和為各模塊供電的電源,所述的信號采集模塊將采集的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后傳輸至中央處理模塊,所述的指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊均與所述的中央處理模塊通訊連接,所述的中央處理模塊設(shè)有時鐘電路和開關(guān)量輸入電路,所述的開關(guān)量輸入電路控制一斷路器的開閉,所述的信號采集模塊設(shè)有72kQ的分壓電阻、變壓器、采樣電阻和外部接口,所述的分壓電阻和變壓器的原邊相連,所述變壓器的副邊接入所述的采樣電阻。所述的信號采集模塊還設(shè)有感值為ImH的電感,所述的電感串接在所述的變壓器的原邊。所述的中央處理模塊包括型號為MSP430的單片機,所述的單片機設(shè)有鍵盤接口。
[0020]指示燈模塊包括觸發(fā)器74LS06A、光電耦合器4N25、直流繼電器、交流接觸器。由直流繼電器控制接點的閉/合,從而使交流接觸器觸點閉/合。消弧線圈所在支路隔離開關(guān)QSN閉合時,指示燈I亮;并聯(lián)小電阻所在支路斷路器QFN閉合時,指示燈2亮;PT斷線時,指不燈3売。
[0021]所述的開關(guān)量輸入電路設(shè)有光耦并通過光耦將信號傳輸至MSP430單片機。將MSP430單片機的第I號至第4號I/O 口配置為開關(guān)量輸入端口,與四路光耦相連,通過4路開關(guān)量的采集,實現(xiàn)對中性點接地方式各切換開關(guān)狀態(tài)的監(jiān)測與控制。如圖4所示,開關(guān)量輸入電路中的開關(guān)量信號由IN端口輸入,電容C與電阻R構(gòu)成一階低通濾波器濾除高頻噪聲,減小信號的毛刺,采用光耦合4N25型,實現(xiàn)現(xiàn)場開關(guān)量與MSP430單片機間的電氣隔離,提高電絕緣和抗干擾能力。
【權(quán)利要求】
1.一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是包括中央處理模塊、指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、信號采集模塊和為各模塊供電的電源,所述的信號采集模塊將采集的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后傳輸至中央處理模塊,所述的指示燈模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊均與所述的中央處理模塊通訊連接,所述的中央處理模塊設(shè)有時鐘電路和開關(guān)量輸入電路,所述的開關(guān)量輸入電路控制一斷路器的開閉,所述的信號采集模塊設(shè)有分壓電阻、變壓器、采樣電阻和外部接口,所述的分壓電阻和變壓器的原邊相連,所述變壓器的副邊接入所述的采樣電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是所述的信號采集模塊還設(shè)有電感,所述的電感串接在所述的變壓器的原邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是所述的電感的感值為ImH。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是所述的開關(guān)量輸入電路設(shè)有光耦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是所述的開關(guān)量輸入電路內(nèi)設(shè)有電容和濾波電阻用于構(gòu)成一階低通濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種20kV配電網(wǎng)中性點接地方式智能切換裝置,其特征是所述的中央處理模塊包括型號為MSP430的單片機,所述的單片機設(shè)有鍵盤接口。
【文檔編號】H02J13/00GK203522165SQ201320688981
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】周靈江, 周天雷, 馬匡萍, 盧天健, 葛維標(biāo), 孟慶楠, 陳杰, 闕雷挺, 丁道敏, 畢會濤, 金葉歡, 官云 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司臺州供電公司, 國網(wǎng)浙江臨海市供電公司
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