智能營配一體化高壓開關的製作方法
2023-07-12 03:09:16
智能營配一體化高壓開關的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能營配一體化高壓開關，涉及對發電、配電或變電的站內輔助設備提供電源的迴路裝置【技術領域】。所述高壓開關包括真空斷路器、組合互感器以及智能開關控制器，所述真空斷路器位於電源側，電源進線依次經真空斷路器和組合互感器與負荷側進線連接，所述真空斷路器和組合互感器的反饋端和控制端與智能開關控制器電連接。所述高壓開關可遠程通過GPRS模塊實現命令的接收和信息的發送，可通過遙控通信接口電路近程實現命令的接收和信息的發送，並通過模擬量輸入電路和開關量輸入電路採集各種模擬量和開關量信號，輸出控制信號，功能多樣，使用方便。
【專利說明】智能營配一體化高壓開關
【技術領域】
[0001]本發明涉及對發電、配電或變電的站內輔助設備提供電源的迴路裝置【技術領域】，尤其涉及一種智能營配一體化高壓開關。
【背景技術】
[0002]目前，隨著電網改造和新電網的建設，6KV-35KV的高壓開關每年都有幾十萬臺的市場需求。近年來，隨著智能電網的大規模建設，這些開關都開始配備各類智能控制器，但是現有的智能高壓開關具有的功能比較單一，使用不方便。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種智能營配一體化高壓開關，所述高壓開關可遠程通過GPRS模塊實現命令的接收和信息的發送，可通過遙控通信接口電路近程實現命令的接收和信息的發送，並通過模擬量輸入電路和開關量輸入電路採集各種模擬量和開關量信號，輸出控制信號，功能多樣，使用方便。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是:一種智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述高壓開關包括真空斷路器、組合互感器以及智能開關控制器，所述真空斷路器位於電源側，電源進線依次經真空斷路器和組合互感器與負荷側進線連接，所述真空斷路器和組合互感器的反饋端和控制端與智能開關控制器電連接；所述智能開關控制器包括控制單兀、模擬量輸入電路、開關量輸入電路、信號輸出單兀、電源管理模塊、輸入模塊、顯示模塊、遙控通信接口電路、GPRS模塊以及系統時鐘單元，所述模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測模擬信號；開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測開關信號；電源管理模塊為控制器內需要供電的模塊提供輸入電源；時鐘單元與控制單元的時鐘信號輸入端連接，用於為控制單元提供輸入時鐘；GPRS模塊與控制單元雙向連接，用於接收遠程控制命令並發送採集的信息；遙控通信接口電路與控制單元的輸入端連接，用於無線接收遙控器發送的命令；輸入模塊與控制單元的輸入端連接，用於手動輸入命令；顯示模塊與控制單元的輸出端連接，用於顯示控制單元輸出的信息；信號輸出單元與控制單元的輸出端連接，用於下傳控制單元輸出的命令；控制單元，用於計算模擬量輸入電路、開關量輸入電路以及輸入模塊輸入的信息，並根據上述信息輸出控制命令，控制外圍器件動作。
[0005]進一步的技術方案在於:所述智能開關控制器位於箱體內，所述箱體上設置門禁開關，所述門禁開關通過開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集箱體門的狀態，當門強制開啟時，所述智能開關控制器控制真空斷路器斷開。
[0006]進一步的技術方案在於:所述箱體內設有預付費電能表，所述預付費電能表通過模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集用電信息。
[0007]進一步的技術方案在於:所述智能開關控制器還包括聲光報警模塊，所述聲光報警模塊與控制單元的輸出端連接，用於以聲和光的形式發出警報。
[0008]進一步的技術方案在於:所述組合互感器包括電流互感器和電壓互感器。
[0009]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:所述高壓開關可以快速切除故障，速斷動作時間小於30毫秒。智能開關控制器為32位微機型的繼電保護及監控裝置，滿足電力系統信息化的要求，同時具有保護和監控功能。採用GPRS方式與監控中心通信，用中文簡訊方式向值班員報告運行的各種工況信息。還與預付費電能表配合，實現預付費控制功能。可以擴展，在未經授權的情況下，打開計量箱門，強制斷電的功能，起到防竊電的功能。簡訊可以設置發或不發，使測試更加方便，開關量信號可以軟體取反。綜上，所述高壓開關功能多樣，使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0011]圖1是本發明的原理框圖；
圖2是圖1中智能開關控制器的原理框圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中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明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0013]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是本發明還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0014]如圖1所示，本發明公開了一種智能營配一體化高壓開關，所述高壓開關包括真空斷路器、組合互感器以及智能開關控制器，所述真空斷路器位於電源側，電源進線依次經真空斷路器和組合互感器與負荷側進線連接，所述真空斷路器和組合互感器的反饋端和控制端與智能開關控制器電連接，所述組合互感器包括電流互感器和電壓互感器。
[0015]如圖2所示，所述智能開關控制器包括控制單元、模擬量輸入電路、開關量輸入電路、信號輸出單元、電源管理模塊、輸入模塊、顯示模塊、遙控通信接口電路、GPRS模塊以及系統時鐘單元。所述模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測模擬信號，其輸入端連接多種模擬量採集裝置；開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測開關信號，其輸入端連接多種開關量採集裝置；電源管理模塊為控制器內需要供電的模塊提供輸入電源；時鐘單元與控制單元的時鐘信號輸入端連接，用於為控制單元提供輸入時鐘；GPRS模塊與控制單元雙向連接，用於接收遠程控制命令並發送採集的信息；遙控通信接口電路與控制單元的輸入端連接，用於無線接收遙控器發送的命令；輸入模塊與控制單元的輸入端連接，用於手動輸入命令；顯示模塊與控制單元的輸出端連接，用於顯示控制單元輸出的信息；信號輸出單元與控制單元的輸出端連接，用於下傳控制單元輸出的命令；控制單元，用於計算模擬量輸入電路、開關量輸入電路以及輸入模塊輸入的信息，並根據上述信息輸出控制命令，控制外圍器件動作。
[0016]進一步的為了使用方便，所述智能開關控制器位於箱體內，所述箱體上設置門禁開關，所述門禁開關通過開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集箱體門的狀態，當門強制開啟時，所述智能開關控制器控制真空斷路器斷開，防止發生竊電。所述箱體內設有預付費電能表，所述預付費電能表通過模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集用電信息。所述智能開關控制器還包括聲光報警模塊，所述聲光報警模塊與控制單元的輸出端連接，用於以聲和光的形式發出警報。
[0017]智能開關控制器的特點:可以快速切除故障，速斷動作時間小於30毫秒；控制器為32位微機型的繼電保護及監控裝置，滿足電力系統信息化的要求，同時具有保護和監控功能；採用GPRS方式與監控中心通信，用中文簡訊方式向值班員報告運行的各種工況信息，與預付費電能表配合，實現預付費控制功能；還可以擴展，在未經授權的情況下，打開計量箱門，強制斷電的功能，起到防竊電的功能，簡訊可以設置發或不發，使測試更加方便，開關量信號可以軟體取反。
[0018]:10KV饋線或設備的故障主要有相間短路和單相接地兩種類型，智能開關控制器對這兩種故障分別進行處理。相間短路故障的處理:對於用戶界內的相間短路故障，控制器通過檢測從分界開關內部採集的A C相電流與定值比較來判斷故障的發生，當大於定值，立即跳閘把故障隔離掉，不影響非故障區域的供電。即便由於定值的選擇性問題，某些故障造成了變電站出線開關也跳閘了，但變電站重合後，故障點已經被隔離，非故障區域可以很快恢復供電。
[0019]設二段定時限過流保護(速斷、過流)，各段電流及時間定值可獨立整定，分別設置整定控制字控制這二段保護的投退，過負荷可以選擇跳閘或告警。專門設置一段加速段電流保護，在重合閘後投入3秒，而不是選擇加速I段、II段、III段。可以由控制字投退，加速段的電流及時間可獨立整定。
[0020]單相接地故障的處理:單相接地故障，由於零序電流遠小於用戶界內發生單相接地故障時的零序電流，因此，通過設定適當的定值，即可做出準確的判斷。可以選擇跳閘或生敬口目。
[0021]重合閘:有最大四次重合閘，每次的投退可單獨控制，每次的延時可獨立整定，可以投退合閘後加速功能。
[0022]負序過流保護:當電動機三相電流有較大不對稱，出現較大的負序電流，而負序電流將在轉子中產生2倍工頻的電流，使轉子附加發熱大大增加，危及電動機的安全運行。裝置設置兩段定時限負序過流保護，分別對電動機反相斷相，匝間短路以及較嚴重的電壓不對稱等異常運行工況提供保護。其中負序過流II段作為靈敏的不平衡電流保護，可通過控制字FGLFSX選擇採用定時限還是反時限。
[0023]智能防竊電功能:在未經授權情況下，打開計量箱門，可語音報警、聲光報警或簡訊報警，保護和計量互感器分開，同時測量，對比分析，便於用電監察。
[0024]遠程抄表和預付費控制功能:控制器和智能電能表連接，實現遠程抄表和預付費控制。
[0025]自動切除單相接地故障功能:當用戶支線發生小電流接地及單相接地故障時，智能開關控制器判斷並發出跳閘命令，斷路器跳閘，甩掉故障支線，保證主線及其他分支用戶安全運行。
[0026]自動斷開相間短路故障功能:當用戶支線發生相間短路(二相短路或三相短路)故障時，智能開關控制器判斷並發出跳閘命令，斷路器跳閘，甩掉故障支線，保證主線及其他分支用戶安全運行。
[0027]故障隔離，迅速恢復供電:即使分界開關和變電站出線開關同時跳閘，分界開關跳閘後故障被隔離，變電站出線開關通過三相一次重合閘(變電站線路保護模塊具有此功能)重合成功，迅速恢復非故障區段供電。
[0028]快速定位故障點:用戶支線發生故障，智能分界開關動作後，智能開關控制器可向調度主站或指定行動電話號碼自動上報故障信息，使用戶能迅速確定故障點，及時排除故障，保證線路的可靠供電。
[0029]監控用戶負荷:智能開關控制器可實時監測用電情況並將電壓、電流等數據傳送到調度主站，以便遠方監控和分析。
[0030]「四搖」功能:遙測:U、1、P、Q。遙信:開關位置信號、彈簧儲能信號。遙控:遠方調度主站遙控或就地遙控器分合開關，操作方便。遙調:遠方設置修改參數。
[0031]GPRS或簡訊方式的通信功能:可以通過手機網絡，採樣GPRS方式或簡訊方式與監控系統通信，實現遠程的採集和控制。比如採集電流、開關狀態等，遠程遙控跳閘、合閘。採用GPRS方式還是簡訊方式訂貨時可以選擇。採用簡訊方式時，可以發中文和字符兩種格式的簡訊，兩種格式自動切換。也可以選擇使用專用通道，比如光纖通道，若需要GPRS功能，需要在合同中註明。
[0032]可以存儲32條事件順序記錄(S0E記錄),和16條保護動作記錄，掉電不消失，方便事故的追憶和分析。
[0033]實時監視現場狀態的變化，一旦發生變化立即向指定的手機號碼(可以是多個手機號)發送事件報告，事件報告是中文的，很直觀，該功能可以通過控制字關閉或打開。
[0034]使用配套的無線遙控器可以杆下就地跳閘、合閘、復歸。
[0035]通過簡訊的遠程遙控和使用遙控器的就地遙控，裝置都能自動檢查遙控操作的合理性。比如開關分位再跳閘或開關合位再合閘，未儲能合閘都認為是不允許的操作。對於檢查出的不允許的操作，遠程遙控會響應相應的提示信息，就地遙控器遙控，則操作自動被取消。
[0036]手機網絡是一個開放的網絡，超級號碼有所有的權限，尤其是控制和定值、參數整定的權限，所以，超級號碼的安全是至關重要的。因此，本裝置特設一個硬體的閉鎖開關，只有把本開關置於調試狀態，才能修改超級號碼，在運行狀態是不可能被修改的。而且，閉鎖開關的狀態可以在調度實時監視。可以通過參數設置讓軟體對接入的開關量取反，這樣就既可以接常開也可以接常閉，使用比較方便。
【權利要求】
1.一種智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述高壓開關包括真空斷路器、組合互感器以及智能開關控制器，所述真空斷路器位於電源側，電源進線依次經真空斷路器和組合互感器與負荷側進線連接，所述真空斷路器和組合互感器的反饋端和控制端與智能開關控制器電連接；所述智能開關控制器包括控制單元、模擬量輸入電路、開關量輸入電路、信號輸出單元、電源管理模塊、輸入模塊、顯示模塊、遙控通信接口電路、GPRS模塊以及系統時鐘單元，所述模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測模擬信號；開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於檢測開關信號；電源管理模塊為控制器內需要供電的模塊提供輸入電源；時鐘單元與控制單元的時鐘信號輸入端連接，用於為控制單元提供輸入時鐘；GPRS模塊與控制單元雙向連接，用於接收遠程控制命令並發送採集的信息；遙控通信接口電路與控制單元的輸入端連接，用於無線接收遙控器發送的命令；輸入模塊與控制單元的輸入端連接，用於手動輸入命令；顯示模塊與控制單元的輸出端連接，用於顯示控制單元輸出的信息；信號輸出單元與控制單元的輸出端連接，用於下傳控制單元輸出的命令；控制單元，用於計算模擬量輸入電路、開關量輸入電路以及輸入模塊輸入的信息，並根據上述信息輸出控制命令，控制外圍器件動作。
2.根據權利要求1所述的智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述智能開關控制器位於箱體內，所述箱體上設置門禁開關，所述門禁開關通過開關量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集箱體門的狀態，當門強制開啟時，所述智能開關控制器控制真空斷路器斷開。
3.根據權利要求2所述的智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述箱體內設有預付費電能表，所述預付費電能表通過模擬量輸入電路與控制單元的輸入端連接，用於採集用電信息。
4.根據權利要求2所述的智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述智能開關控制器還包括聲光報警模塊，所述聲光報警模塊與控制單元的輸出端連接，用於以聲和光的形式發出警報。
5.根據權利要求1所述的智能營配一體化高壓開關，其特徵在於:所述組合互感器包括電流互感器和電壓互感器。
【文檔編號】H02J11/00GK104283307SQ201410592293
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】宋彥澤, 張江雲, 李保國, 王建軍, 王現軍 申請人:國家電網公司, 國網河北省電力公司, 國網河北省電力公司邢臺供電分公司, 國網河北沙河市供電公司