環(huán)網(wǎng)柜專用繼電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)，尤其是涉及一種專用于城市配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜中的繼電保護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市配電網(wǎng)絡(luò)中，中壓系統(tǒng)大量采用環(huán)網(wǎng)供電模式，環(huán)網(wǎng)柜是其中的開(kāi)關(guān)設(shè)備。變電站送出的電能通過(guò)環(huán)網(wǎng)柜及電力線路饋送至各個(gè)用戶終端，當(dāng)用戶側(cè)發(fā)生故障時(shí)需要及時(shí)斷開(kāi)相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)柜出線開(kāi)關(guān)，切除故障保證主電網(wǎng)系統(tǒng)不受故障影響。
[0003]繼電保護(hù)裝置通過(guò)采集電流、電壓及狀態(tài)信息來(lái)獲取電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)故障，如有故障則輸出信號(hào)控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)來(lái)保護(hù)電網(wǎng)的安全。常規(guī)的繼電保護(hù)裝置通常安裝于專用控制室的控制柜上或中置柜上，由于運(yùn)行環(huán)境環(huán)境的溫度、濕度處于可控狀態(tài)，所以對(duì)繼電保護(hù)裝置的防護(hù)等級(jí)要求不高；此外由于專用控制室的控制柜或中置柜的空間比較大，因此對(duì)繼電保護(hù)裝置的安裝位置、尺寸基本不受限制；而且線路負(fù)荷運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)繼電保護(hù)裝置采集的電流范圍要求比較低，一般要求0.2A~100A。
[0004]而環(huán)網(wǎng)柜一般安放在戶外，內(nèi)部溫度運(yùn)行范圍在_40°C -85°C,內(nèi)部濕度運(yùn)行范圍在0°/『100% ;此外，環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)非常緊湊，導(dǎo)致可供繼電保護(hù)裝置安裝的位置、尺寸非常有限；而且由于城市電網(wǎng)用電用戶的用電量變化很大，因此要求繼電保護(hù)裝置的采集電流范圍更高，通常要求0.02 A ~100A;再者，由于繼電保護(hù)安裝的位置處于配電網(wǎng)絡(luò)的末端，因此要求繼電保護(hù)的動(dòng)作響應(yīng)速度越快越好，以避免用戶端的故障蔓延到主網(wǎng)導(dǎo)致擴(kuò)大事故范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65 ;外形尺寸小巧，安裝方式靈活；電流采集范圍大、精度高且具有快速保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)柜專用繼電保護(hù)裝置。
[0006]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
環(huán)網(wǎng)柜專用繼電保護(hù)裝置，其特征在于:包括全密封金屬箱體、設(shè)置在全密封金屬箱體內(nèi)的寬范圍采集控制電路及引出線端子，所述全密封金屬箱體包括一體成型式箱本體，固定在箱本體前端的面板及固定在箱本體后端的后背板，所述箱本體與面板、后背板之間分別設(shè)置有前密封墊、后密封墊，所述引出線端子通過(guò)一防水安裝結(jié)構(gòu)設(shè)置在后背板上。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述防水安裝結(jié)構(gòu)包括開(kāi)設(shè)在后背板上的孔、設(shè)置在引出線端子周圍并與孔配合安裝的凸臺(tái)及套設(shè)在凸臺(tái)上的密封墊，所述密封墊被緊壓在引出線端子凸臺(tái)與后背板之間。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述箱本體的上下兩面分別設(shè)置有安裝盲孔，所述后背板上也開(kāi)設(shè)有安裝盲孔。
[0009]其中，所述寬范圍采集控制電路包括電源模塊、中央處理器模塊及分別與中央處理器模塊相連的工頻電壓采集模塊、工頻電流采集模塊、開(kāi)關(guān)量采集模塊、跳閘脈沖輸出模塊、人機(jī)界面模塊、通訊模塊。
[0010]進(jìn)一步，所述中央處理器模塊包含總線為32位的微處理器以及外圍的時(shí)鐘電路，所述微處理器包含存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、串行通訊接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及電源管理模塊。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述工頻電壓采集模塊包括電壓互感器和由Al運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器電路，外部電壓信號(hào)連接到電壓互感器，隔離后接入Al運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器電路的輸入端，電壓跟隨器電路的輸出端接入中央處理器模塊的A/D轉(zhuǎn)換器完成電壓信號(hào)采集。
[0012]進(jìn)一步，所述工頻電流采集模塊包括電流互感器和由A2、A3運(yùn)算放大器組成的兩路同步放大器電路，外部電流信號(hào)連接到電流互感器，隔離后接入到A2、A3運(yùn)算放大器組成的兩路同步放大器電路，兩路同步放大器輸出分別連接到中央處理器模塊的A/D轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)輸入端。
[0013]進(jìn)一步，所述A2運(yùn)算放大器構(gòu)成的放大器電路放大倍數(shù)是A3運(yùn)算放大器構(gòu)成的放大器電路放大倍數(shù)的10倍。
[0014]進(jìn)一步，所述跳閘脈沖輸出模塊包括三極管、跳閘繼電器、限流電阻、脈沖儲(chǔ)能電容C及充電電路，所述三極管的基極與中央處理器模塊相連，三極管的發(fā)射極接地，三極管的集電極與跳閘繼電器線圈相連，跳閘繼電器線圈的常開(kāi)觸點(diǎn)與脈沖儲(chǔ)能電容C相連后連接到故障線路，所述跳閘繼電器線圈的常開(kāi)觸點(diǎn)與脈沖儲(chǔ)能電容C的連接處通過(guò)限流電阻與充電電路相連，充電電路和脈沖儲(chǔ)能電容C還分別與電源模塊相連。
[0015]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述微處理器采用了差分半波傅里葉算法計(jì)算故障電流。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明環(huán)網(wǎng)柜專用繼電保護(hù)裝置通過(guò)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得裝置防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65 ;外形尺寸小巧，安裝方式靈活；采用極寬范圍采集電路設(shè)計(jì)，保證電流在0.02A-100A范圍下均能滿足采集精度且具有快速保護(hù)功能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說(shuō)明。顯然，所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得的其他設(shè)計(jì)方案和附圖:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)分解圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照?qǐng)D1~圖2，環(huán)網(wǎng)柜專用繼電保護(hù)裝置，包括全密封金屬箱體、設(shè)置在全密封金屬箱體內(nèi)的寬范圍采集控制電路及引出線端子，所述全密封金屬箱體包括一體成型式箱本體12，通過(guò)前固定螺釘16固定在箱本體12前端的面板11及通過(guò)后固定螺釘17固定在箱本體12后端的后背板13，所述箱本體12與面板11、后背板13之間分別設(shè)置有前密封墊14、后密封墊15，所述引出線端子通過(guò)一防水安裝結(jié)構(gòu)設(shè)置在后背板13上；為了保證該開(kāi)孔有密封防水效果，該防水安裝結(jié)構(gòu)包括開(kāi)設(shè)在后背板13上的孔、設(shè)置在引出線端子周圍并與孔配合安裝的凸臺(tái)及套設(shè)在凸臺(tái)上的密封墊，所述密封墊被緊壓在引出線端子凸臺(tái)與后背板13之間，填充滿了引出端子周圍的空隙。這樣一種整體密封結(jié)構(gòu)，保證了保護(hù)裝置防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65級(jí)別。
[0019]進(jìn)一步，所述箱本體12的上下兩面分別設(shè)置有安裝盲孔18，所述后背板13上也開(kāi)設(shè)有安裝盲孔，安裝盲孔嵌入在所述的箱體表面上，孔內(nèi)攻有內(nèi)螺紋；采用這樣的三面安裝盲孔結(jié)構(gòu)，一方面保證箱體的密封性能，另一方面也使得保護(hù)裝置具有三個(gè)方向固定能力，保證在狹窄空間安裝不受限制。
[0020]進(jìn)一步參照?qǐng)D2，所述寬范圍采集控制電路包括電源模塊28、中央處理器模塊21及分別與中央處理器模塊21相連的工頻電壓采集模塊22、工頻電流采集模塊23、開(kāi)關(guān)量采集模塊24、跳閘脈沖輸出模塊25、人機(jī)界面模塊26、通訊模塊27。
[0021]其中，所述中央處理器模塊21包含總線為32位的微處理器以及外圍的時(shí)鐘電路，所述微處理器包含存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、串行通訊接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及電源管理模塊；這使得電路結(jié)構(gòu)得到極大的簡(jiǎn)化，縮小了電路板尺寸。
[0022]進(jìn)一步，所述工頻電壓采集模塊22包括電壓互感器和由Al運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器電路，外部電壓信號(hào)連接到電壓互感器，隔離后接入Al運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器電路的輸入端，電壓跟隨器電路的輸出端接入中央處理器模塊的A/D轉(zhuǎn)換器完成電壓信號(hào)采集。
[0023]進(jìn)一步，所述工頻電流采集模塊23包括電流互感器和由A2、A3運(yùn)算放大器組成的兩路同步放大器電路，外部電流信號(hào)連接到電流互感器，隔離后接入到A2、A3運(yùn)算放大器組成的兩