專利名稱：弧光保護及雙層無功補償智能開關(guān)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應用于電力系統(tǒng)的低壓開關(guān)柜，該開關(guān)柜集弧光保護、雙層智能無功補償、數(shù)字式數(shù)顯反時限電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器于一體，本發(fā)明由開關(guān)柜外殼、斷路器、抽屜式分路開關(guān)、弧光保護裝置、雙層智能無功補償、數(shù)字式數(shù)顯智能電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器裝置構(gòu)成。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的低壓開關(guān)柜，通常是由斷路器、空氣開關(guān)、電磁式互感器、指針式電流表、電壓表構(gòu)成，在一些要求高的場合采用傳統(tǒng)的電流、電壓型三段式保護，設(shè)定過流和過電壓、欠電壓保護，以及熱繼電器方式的過流保護，故此保護級別低、精度差，尤其是較大工作電流的低壓開關(guān)柜，由于沒有弧光保護裝置，常因為開關(guān)觸頭的大電流及觸頭接觸的問題，弓丨起弧光現(xiàn)象而引起弧光短路和弧光引起的開關(guān)柜火災，同時，加之目前電氣負載的多樣性， 電網(wǎng)的功率因數(shù)波動較大，引起電網(wǎng)及線路的供電質(zhì)量波動，甚至引起系統(tǒng)振蕩，做為用電終端的低壓開關(guān)柜智能的無功補償功能是至關(guān)重要的，補償從終端做起是低壓開關(guān)柜必須具有直接補償?shù)脑瓌t，然而目前的低壓開關(guān)柜是采用柜外另行進行測量補償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先采用數(shù)字式數(shù)顯反時限電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器，完或?qū)﹄娏康臋z測，本發(fā)明的數(shù)字式數(shù)顯反時限電流互感器具有數(shù)據(jù)定值、反時限運算、智能跳閘的負荷控制功能。這種數(shù)字式互感器無須外配測量儀表及保護系統(tǒng)便可實現(xiàn)智能跳閘。在其內(nèi)部集檢測、運算、顯示、跳閘、記憶五種功能于一體，使互感器具有一次檢測和二次智能保護功能，同時構(gòu)成數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化集群控制，完成對電量的檢測。本發(fā)明采用的弧光保護裝置，具有將電氣設(shè)備引起的電弧光運用光電轉(zhuǎn)換的方式經(jīng)控制電路對其實施開關(guān)跳閘控制。用霍爾傳感器和微處理器、靈敏繼電器構(gòu)成智能化電流監(jiān)控系統(tǒng)。具有多角度、多位置、大范圍的監(jiān)控功能。具有弧光強度選擇和微距離可調(diào)功能。具有過載電流點數(shù)字設(shè)定功能。具有電流數(shù)字顯示功能。具有微機保護的反時限動作功能。具有弧光監(jiān)控與電流監(jiān)控相“與”功能。具有現(xiàn)場開環(huán)調(diào)試功能。具有跳閘電流數(shù)字記憶功能。本發(fā)明的雙層智能無功補償是指可以進行母線端無功補償和負載端無功補償，而且做到電流過零投切。智能無功補償由相位檢測、控制端輸出、復合觸點電路、電容排構(gòu)成，其中相位檢測是由取樣電阻、變換電抗構(gòu)成。當采樣信號的相位與相位比較電路的相位定值產(chǎn)生偏移后，程序智能選擇在電流過零時投切，發(fā)出指令啟動復合接點將相應的補償電容Λ C投入或切除負載端和母線端，完成對電網(wǎng)無功的調(diào)整。


圖I是本發(fā)明的外觀正視圖
圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖和背視3是本發(fā)明的斷路器弧光保護系統(tǒng)4是分路開關(guān)數(shù)字型數(shù)顯式反時限速斷保護系統(tǒng)5是負載端無功補償系統(tǒng)6是母線無功補償系統(tǒng)圖實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明，圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、中I.斷路器手柄，2.指示燈，3.負載端無功補償控制器，4.母線無功補償控制器，5.數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器，6.分路開關(guān)手柄，7.抽屜手柄，8.電容器倉，9.開關(guān)柜體，10.斷路器出口端子，11.弧光保護裝置控制器，12.光纖，13.接地端子，14.母線，15.斷路器，16.母線電流互感器，17.母線支架，18.數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器工作電源輸入端口，19.數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器跳閘指令輸出端口，20.分路開關(guān)，21.分路開關(guān)跳閘線圈接線端口，22.母線端補償電容器，23.負載端補償電容器箱，24.斷路器跳閘線圈接線端口，25. 26.弧光探頭，27.負載端電容器箱進線端口，28.負載端電容器箱接零線端口，29.無功補償控制器互感器進線端，30.弧光保護裝置的控制器互感器進線端口，31.無功補償控制輸出端，32.弧光保護裝置的控制器光纖輸入端口，33.母線電容器箱進線端口，34.母線無功補償控制器互感器進線端，35.母線無功補償控制器的輸出端，36.負載端復合接點電路，37.負載端電容排38.負載端電容箱控制端口，39.負載端無功補償控制器電源進線端口，40.弧光保護裝置的控制器零線端口，41. 42. 43.為負載端分相互感器，44母線無功補償控制器進線端口，45.弧光保護裝置的控制器火線端口，46.母線電容箱控制端口，47.母線電容復合接點電路，48.母線電容排，49.母線電容器箱，50. 51.52.母線分相電流互感器，53.弧光保護裝置的控制器跳閘指令輸出端口， 圖3所示，弧光保護裝置控制器(11)的弧光探頭(25) (26)安裝在斷路器(15)觸頭的上方，弧光探頭的光纖(12) —端與弧光探頭(25) (26)連接，光纖(12)另一端與控制器光纖入口(32)連接，當斷路器(15)觸頭發(fā)生弧光時弧光探頭(25) (26)通過光感效應將光信號經(jīng)光纖(12)進入弧光保護裝置控制器(11)光纖入口(32)，轉(zhuǎn)換成光電信號，該信號與來自斷路器(15)母線電流互感器(16)的電流進入到弧光保護裝控制器(11)的互感器進線端口(30)，進行邏輯“與”比較，只有當斷路器(15)觸頭產(chǎn)生弧光時母線電流互感器
(16)的電流也達到峰值則被確認為電弧光形成，弧光保護裝置控制器(11)發(fā)出跳閘指令經(jīng)弧光保護裝置控制器(11)的跳閘指令輸出端口(53)，輸出至斷路器(15)的跳閘線圈接線端口(24)使斷路器(15)跳閘。圖4所示，數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)的工作電源輸入端口(18)分別與分路開關(guān)(20)的上口 c相和零線N相連接，數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)的跳閘指令輸出端口(19)與分路開關(guān)(20)的跳閘線圈接線端口(21)相連接，分路開關(guān)(20)上口 a、b、c的三相電源線穿過數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)的環(huán)形電流傳感器，環(huán)形電流傳感器的輸出端進入處理器，經(jīng)過運算輸出指令到執(zhí)行器實施反時限的動作規(guī)律，就是說，負載過載的電流越大，跳閘時間越快，以數(shù)學反時限規(guī)律建模相一致，確保反時限的速斷功倉泛。圖5所示，負載端無功補償控制器(3)進線端口(39)分別與分路開關(guān)(20)的上口a、b、c三相電源及零線N相連接，負載端無功補償控制器(3)的互感器進線端(29)分別與分相電流互感器(41、42、43)相連接，負載端無功補償控制器(3)的輸出端(31)與負載端補償電容器箱(23)的負載端電容箱控制端口(38)相連接，負載端電容器箱進線端口(27)與分路開關(guān)(20)下端口三相電源線a’、b’、c’依次連接，負載端補償電容器箱(23)接零線端口(28)與零線N箱連接。當負載端無功補償控制器(3)檢測出電壓與電流的相位與定值不符時，經(jīng)無功補償控制輸出端(31)發(fā)出控制指令，經(jīng)負載端補償電容箱控制端口(38)啟動了負載端復合接點電路(36)，將電容排(37)相應電容與分路開關(guān)(20)下端口三相電源線a’、b’、c’分別連接，從而完成對負載端的容性無功補償。圖6所示，母線無功補償控制器(4)進線端口(44)分別與斷路器(15)上口 A、B、C三相電源及零線N相連接，母線無功補償控制器(4)的母線互感器進線端(34)分別與母線分相電流互感器(50、51、52)相連接，母線無功補償控制器(4)的輸出端(35)與母線電容器箱(49)的控制端口(46)相連接，母線電容器箱進線端口(33)與分路開關(guān)(20)下端口三相電源A’、B’、C’依次連接。當母線無功補償控制器⑷檢測出電壓與電流的相位與定值不符時，經(jīng)母線無功補償控制輸出端(35)發(fā)出控制指令,經(jīng)母線電容器箱(49)控制端 口(46)啟動了母線電容復合接點電路(47)，將母線電容排(48)相應電容與分路開關(guān)(20)下端口三相電源線A’、B’、C’分別連接，從而完成對母線的容性無功補償。
權(quán)利要求
1.一種具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，由弧光保護裝置控制器(11)，負載端無功補償控制器(3)、數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)、電容器倉(8)構(gòu)成。其特征在于開關(guān)柜正面裝有斷路器手柄(I)、負載端無功補償控制器(3)、數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)、分路開關(guān)手柄(6)、電容器倉(8)，開關(guān)柜內(nèi)裝有弧光保護裝置控制器(11)、母線端補償電容器(22)、負載端補償電容器箱(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述，具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是裝有雙探頭的弧光保護裝置控制器(11)，其雙探頭(25) (26)分別進入弧光保護轉(zhuǎn)置控制器(11)的光纖輸入端(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述，具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是弧光保護裝置控制器(11)的控制器互感器進線端口(30)與母線電流互感器(16)相連接，通過弧光保護裝置控制器(11)與弧光探頭(25) (26)的光信號構(gòu)成邏輯與關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述，具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器(5)。集檢測、運算、顯示、控制于一體，通過跳閘指令輸出端口(19)與分路開關(guān)(20)的跳閘線圈(21)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述，具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是負載端無功補償控制器(3)，負載端無功補償控制器電源進線端口(39)與分路開關(guān)(20)上口的三相交流a、b、c、N相連接，負載端無功補償控制器的互感器進線端(29)與互感器(41)、(42)、(43)相連接,負載端無功補償控制器的控制輸出端(31)與負載端電容箱控制器端口(38)相連接，負載端電容器箱進線端(27)與分路開關(guān)(20)的下口 a’、b’、c’相連接，負載端電容箱的接零線端口(28)與開關(guān)柜零線N相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述，具有弧光保護及雙層無功補償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是母線端無功補償控制器(4)，母線端無功補償控制器電源進線端口(44)與分路開關(guān)(20)上口的三相交流A、B、C、N相連接，母線端無功補償控制器的互感器進線端(34)與互感器(50)、(51)、(52)相連接,母線端無功補償控制器的控制輸出端(35)與母線端電容箱控制器端口(46)相連接，母線端電容器箱進線端(33)與分路開關(guān)(20)的下口 A’、B’、C’相連接。
全文摘要
一種具有弧光保護及雙層無功補償智能低壓開關(guān)柜，由智能型弧光保護裝置、數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器、母線無功補償控制器、母線電容器箱、負載無功補償控制器、負載端電容器箱構(gòu)成。開關(guān)柜正面裝有斷路器手柄、負載端無功補償控制器、母線無功補償控制器、數(shù)字型數(shù)顯式反時限電流互感器、分路開關(guān)手柄，開關(guān)柜下部為電容器倉，本發(fā)明運用物理的弧光保護、智能無功補償和數(shù)字式互感器技術(shù)，取消了二次保護系統(tǒng)，使低壓開關(guān)柜實現(xiàn)了集中智能化，提高了運行的安全性、精準性、經(jīng)濟性、可靠性，實現(xiàn)了低壓開關(guān)柜深層的智能化。
文檔編號H02H7/22GK102882133SQ201110196459
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者魯潤澤 申請人:魯潤澤, 林瑾