專利名稱：基于電子式互感器的智能高壓配電開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高壓配電開關，尤其涉及一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關。
背景技術：
用戶分界開關是一種安裝于配電線路與用戶的分界位置、可以把用戶界內(nèi)發(fā)生的故障隔離開、防止把故障擴散到系統(tǒng)線路上的戶外高壓開關，業(yè)界形象地稱為電力系統(tǒng)的“看門狗”。看門狗類型的開關已有大量使用，但是現(xiàn)有分界開關動作時所依據(jù)的配電線路數(shù)據(jù)不精確，不能夠及時作出反應或易發(fā)生誤動作。例如對于一些城市電網(wǎng)而言，變電站內(nèi)安裝有消弧線圈，用于補償線路發(fā)生單相接地故障后的電容電流，補償 后的零序電流分量幾乎完全沒有，無法準確判斷單相接地故障，可靠性低?？梢姮F(xiàn)有“看門狗”存在數(shù)據(jù)采集不精確的問題，難以及時有效判斷故障發(fā)生和作出反應。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關，以解決現(xiàn)有技術存在的數(shù)據(jù)采集不精確、難以及時有效判斷故障發(fā)生和作出反應等問題。為了解決上述問題，本發(fā)明提供的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，包括電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號；控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號，并判斷配電線路的運行狀態(tài)以及輸出相應的開關控制信號；開關本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關控制信號進行分合閘動作。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述三相電壓及電流信號包括配電線路的瞬時信號，所述控制器則用于進一步地根據(jù)瞬時信號中的單相線路對地電容電流、零序電流、相電壓及零序電壓，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障以及輸出相應的開關控制信號。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述控制器包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述開關本體為真空斷路器。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述真空斷路器的操作機構為永磁機構。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，還包括供電裝置，和所述控制器連接，用于向所述控制器提供工作電源。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述供電裝置為電壓互感器、太陽能電池板或風力發(fā)電機。根據(jù)上述基于電子式互感器的智能高壓配電開關的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述電子式互感器包含用于分別測量三相電流及三相電壓信號的三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器?；陔娮邮交ジ衅?，本發(fā)明可以取得體積小、重量輕、測量范圍寬、精度高的優(yōu)點，借此，本發(fā)明可以更及時更精確的獲取配電線路的實時信息，并由此快速判斷故障發(fā)生和進行正確動作，自動化程度大大提高，是實現(xiàn)配電自動化的優(yōu)化選擇。此外，本發(fā)明的輸出功率小，不會因為二次輸出開路而導致設備和人身安全問題，具有很高的安全性和更長的使用壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明優(yōu)選實施例及其應用的原理結構示意圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例實施配電線路單相接地故障檢測方法的流程框圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖I示意性的示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例的結構及其應用時與配電線路的耦接關系，如圖所示，本優(yōu)選實施例包括電子式互感器8、開關本體7、控制器5。其中，電子式互感器8與三相配電線路6耦接，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號，例如三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、單相對地電容電流、零序電壓、零序電流、五次諧波、首半波、電流、相電壓等信號?？刂破?通過電壓信號線3和電流信號線4連接于電子式互感器8，并根據(jù)三相電壓及電流信號，分析配電線路的運行狀態(tài)，例如分析故障類型并采取相應的處理。控制器5可以為單片機、DSP或者其他通用集成電路、專用集成電路。作為本優(yōu)選實施例的應用方式之一，在檢測配電線路6單相接地故障時，由于單相線路對地電容電流值非常小，基于此，在單相對地電容電流值發(fā)生突變時，控制器5即可根據(jù)單相對地電容電流判斷出配電線路6發(fā)生了單相接地故障。進一步地，根據(jù)瞬時信號中的相電壓，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障與否并相應的輸出開關控制信號，因為正常運行時，相電壓為定值，若發(fā)生相電壓變化或零序電壓增大，則發(fā)生單向接地故障于界內(nèi)。開關本體7與控制器5連接，用于根據(jù)控制器5輸出的分界開關控制信號進行分合閘動作。電子式互感器8包含三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器，用以分別測量三相電流及三相電壓信號。并且電子式互感器8可以內(nèi)置于開關本體7的安裝箱體內(nèi)，也可以外置。在本優(yōu)選實施例中，開關本體7為真空斷路器，且其操作機構為永磁機構，借此，本優(yōu)選實施例可以取得多種優(yōu)點，例如結構緊湊、體積小、重量輕、便于安裝和運輸免維護、不會退磁、可永久使用、真空開斷、縱向磁場滅弧、穩(wěn)定可靠。為了便于本優(yōu)選實施例和上位控制計算機之間的數(shù)據(jù)交互，控制器5包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊51。在圖I所示的本優(yōu)選實施例中，控制器5所需電源由電壓互感器2供應，電壓互感器2耦接于配電線路6和控制器5之間，其獲取配電線路6的電源之后輸出至控制器5。在其他實施例中，還可以采用太陽能電池板或風力發(fā)電機向控制器5供電，若本優(yōu)選實施例安裝在配電變壓器旁，可直接取配變低壓輸出的AC220V電源。圖2示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例進行單相故障檢測時的示意性步驟，在步驟S101，電子式互感器8采集配電線路6的瞬時信號。在步驟S103中，控制器5根據(jù)單相對地電容電流大于閾值的檢測結果，判斷發(fā)生接地故障，否則返回。在步驟S105，控制器5根據(jù)相電 壓突變的檢測結果，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障，否則返回。在步驟S107中，延時一分鐘，當然在本發(fā)明其他實施例中，也可以延時30秒或90秒等。延時可以使控制器5獲得接地故障后穩(wěn)態(tài)的零序電流和零序電壓的信號間相位差，并在步驟S109中，檢測接地故障是否消失，若消失，則進入步驟S111，控制器5判斷該次接地故障為瞬時性故障，并且不向開關本體7發(fā)出控制信號，配電線路6的開關本體7不動作。步驟S109中，若接地故障未消失，則進入步驟SI 13，控制器5則向開關本體7發(fā)出分閘信號。接著在步驟SI 15中，由控制器5根據(jù)電子式互感器8發(fā)出的電壓信號和電流信號，再次檢測接地故障是否消失，若消失，則執(zhí)行步驟S117，控制器5判斷該次接地故障為界內(nèi)故障并報警，若未消失，則執(zhí)行步驟S119，由控制器5向開關本體7發(fā)出合閘控制信號，使得開關本體7重合閘。綜上，本發(fā)明具有以下特點測量數(shù)據(jù)精確及時，故障判斷及處理快速準確。例如以電子式互感器采集的瞬時信號為判據(jù)，利用其進行單相接地故障判斷，可以準確檢測到接地電阻彡600 Q的單相接地故障，并且區(qū)分出故障在界內(nèi)還是界外。可見，本發(fā)明在檢測及處理配電線路接地故障時，具有準確可靠、功能全面的優(yōu)點。自動隔離大電流故障。用戶分支線發(fā)生相間短路故障時，開關本體在變電站內(nèi)重合器動作之前開斷故障電流，甩掉故障線路，防止故障擴散到線路和變電站內(nèi)，提高供電可靠性。進一步地，采用真空斷路器，可開斷峰值為50kA的故障電流；永磁操作機構可在25ms內(nèi)斷開故障電流。防竊電式高壓計量功能。內(nèi)置三相電子式電流電壓互感器，精度可達到0. 2s級，且具有計量功能，可在IOkv等級上進行電度計量，計量數(shù)據(jù)可就地查看，本地讀取，也可以把電度數(shù)據(jù)實時或者定時自動上傳給用戶后臺軟件。由于互感器內(nèi)置，用戶無法通過短接互感器的方式進行竊電，因此通過對比高壓計量數(shù)據(jù)和低壓計量數(shù)據(jù)，可以及時發(fā)現(xiàn)用戶是否有竊電現(xiàn)象，為供電公司管理提供依據(jù)。大用戶負荷控制功能。本發(fā)明可以實時監(jiān)測用戶負荷情況，與繳費系統(tǒng)關聯(lián)，若發(fā)現(xiàn)用戶欠費時，可遠程控制斷路器動作。實現(xiàn)配電自動化功能。遙測，實時采集線路的三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。遙信，軟遙信相間短路、過電流、單相接地、過壓、欠壓、缺相、斷電等；硬遙信開關位置、通信故障等。遙控，通過配電自動化主站，操作者可以遙控開關分合閘。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此 ，本發(fā)明的保護范圍應所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，包括 電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號； 控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號，并判斷配電線路的運行狀態(tài)以及輸出相應的開關控制信號； 開關本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關控制信號進行分合閘動作。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述三相電壓及電流信號包括配電線路的瞬時信號，所述控制器則進一步地用于根據(jù)瞬時信號中的單相線路對地電容電流、相電壓，判斷發(fā)生界內(nèi)接地故障以及輸出相應的開關控制信號。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述控制器包括用于上傳配電線路數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)和接收控制命令的通信模塊。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述開關本體為真空斷路器。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述真空斷路器的操作機構為永磁機構。
6.根據(jù)權利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，還包括供電裝置，和所述控制器連接，用于向所述控制器提供工作電源。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述供電裝置為電壓互感器、太陽能電池板或風力發(fā)電機。
8.根據(jù)權利要求I所述的基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其特征在于，所述電子式互感器包含用于分別測量三相電流及三相電壓信號的三相電子式電流互感器、電子式電壓互感器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于電子式互感器的智能高壓配電開關，其包括電子式互感器，用于采集配電線路的三相電壓及電流信號；控制器，與所述電子式互感器連接，用于接收所述三相電壓及電流信號，并判斷配電線路的運行狀態(tài)以及輸出相應的開關控制信號；開關本體，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器輸出的開關控制信號進行分合閘動作。本發(fā)明不但測量數(shù)據(jù)及故障判斷準確可靠，而且功能更加全面，自動化程度大大提高，是實現(xiàn)配電自動化的優(yōu)化選擇。
文檔編號H02J13/00GK102624090SQ20121008815
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者呂強, 陳菊明 申請人:北京水木源華電氣有限公司