矢量合成零序電流的分界斷路器的製作方法

2023-05-22 06:30:21 3

專利名稱：矢量合成零序電流的分界斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力開關設備，尤其是涉及一種具有零序保護功能、短路 開斷能力、重合閘功能、可自動隔離用戶端故障、防止用戶側事故波及到電力 配電網絡的矢量合成零序電流的分界斷路器。 背景內容
隨著用戶對供電可靠性要求的進一步提升，各電力公司對配網支線入口處 的開關設備要求更高，現普遍使用的斷路器及負荷開關沒有零序保護功能，因
為我國10kV電力系統一般為中性點不接地系統，當單相接地故障發生時故障 電流較小，無法實現小電流保護功能，給電力系統帶來了很大損失。為了解決 以上問題國內已有分界負荷開關的研究。如專利名稱為"智能分界負荷開關(申 請號200620122673.5)"、專利名稱為"用戶分界開關(申請號 200710029653. 2 )"和專利名稱為"用戶分界開關(申請號:200720053125. 6 )" 三項專利，但上述三項專利存在以下三個缺點1、這三項專利技術是基於負 荷開關技術為lJf出，由於負荷開關無法開斷短路電流，當用戶支線側發生永久 性相間短路故障時，分界負荷開關必須在變電站出線斷路器保護跳閘後才能分 閘，當變電站出線斷路器重合閘後，分界負荷開關不再合閘才能甩掉故障線路。 變電站出線開關重合閘過程造成了整個電力線路10kV主幹線的瞬間停電，導 致電網供電質量降低；2、由於負荷開關不具備自動重合閘功能，當瞬間故障 發生後由於不能重合閘會造成分支用戶長時間停電的問題；3、這三相專利才支 術均釆用了箱式結構，而後兩項專利還提到在開關箱裡面填充了 SF6 (六氟 化疏)氣體。而SR氣體是《京都議定書》提出的六大公害氣體之一，SF6氣體 的分解時間是3200年，溫室係數是C02的13200倍。第一項專利技術在說明書 中雖未提及SF6，但在實際應用中，該項專利的專利;KA在與西安高壓電器研 究所開發的產品開關箱裡面也填充了 SF6氣體，因而這三項專利技術無疑都會 對環境造成破壞。 發明內容
本實用新型的目的在於提供了一種具有零序保護功能、短路開斷能力、重 合閘功能、能大大減少無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電範圍從而 提高用戶供電可靠性、無SF6、不汙染環境的矢量合成零序電流的分界斷路器。 本實用新型的目的是這樣實現的
本實用新型由分界斷路器本體、智能分界控制器和電纜連接裝置組成，其 中智能分界控制器由數據交流採樣模塊、控制指令輸出模塊、蓄電池充電存貯 及輸出模塊、輸入面板及顯示屏模塊、全球移動通信系統(GSM)模塊和中央
3處理器(CPU)組成，電纜連接裝置由戶外控制電纜和兩個航空插頭組成，分
界斷路器本體和智能分界控制器之間通過電纜連接裝置連接，分界斷路器本體 由斷路器、單相電壓互感器和保護及零序電流一體化互感器組成，斷路器的輸 入端與用戶進戶線電源側連接，斷路器的輸出端與用戶負荷側供配電網絡的輸 入端連接，在保護及零序電流一體化互感器中設有保護電流數據處理裝置和零 序電流數據處理裝置，且保護電流數據處理裝置和零序電流數據處理裝置均由
阻抗匹配單元、濾波器、放大器、數字積分、微處理器和輸出迴路6個部分依 次串聯組成，特徵是保護及零序電流一體化互感器又由三個可以分別套在三相 用戶進戶線電源上的羅氏線圏組合體構成，每個羅氏線圏組合體又由一個保護 電流羅氏線圈、 一個零序電流羅氏線圈、 一個保護電流數據處理裝置和一個零 序電流數據處理裝置組成，每個羅氏線圈組合體中的保護電流羅氏線圏的兩個 輸出端與保護電流數據處理裝置的兩個輸入端連接，保護電流數據處理裝置的 兩個輸出端通過戶外控制電纜分別與智能分界控制器中的數據交流採樣模塊 連接；每個零序電流羅氏線圏的兩個輸出端與零序電流數據處理裝置的兩個輸 入端連接，三個羅氏線圈組合體中的零序電流數據處理裝置的兩個輸出端依次 串聯後的兩端通過戶外控制電纜與智能分界控制器中的數據交流採樣模塊連 接；單相電壓互感器並聯在用戶進戶線電源的兩相之間。
智能分界控制器在同 一根電桿上安裝在分界斷路器本體的下部。 所述保護電流羅氏線圈是變比為600A/150mV精度為5P級的保護電流羅氏 線圏，所述零序電流羅氏線圏是變比為600A/1V精度為0. 2S級的零序電流羅 氏線圏。
每相上的羅氏線圏組合體由環氧樹脂將保護電流羅氏線圏、零序電流羅氏 線圏、保護電流數據處理裝置和零序電流數據處理裝置澆鑄為 一體。
本實用新型是在常規斷路器、智能分界控制器和電纜連接裝置的基礎上， 取消了原有兩相單體電流互感器，新增了保護及零序電流一體化互感器和單相 電壓互感器，保護及零序電流一體化互感器具有兩種功能1、採集保護電流 信號；2、可矢量合成零序電流信號，即將零序和保護集於一身，能快速、完 整、準確地將一次電流電壓信息傳送給智能分界控制器，智能分界控制器對矢 量合成後的零序電流信號、保護電流信號和電壓信號進行數據處理，在出現線 路故障時依據設定的程序生成保護控制信號，送至斷路器，斷路器可以快速切 除故障線路，因而本實用新型就具有重合閘功能，當用戶側永久性相間短路瞬 時性故障發生時，本實用新型的分界斷路器無須上級變電站出口斷路器的配 合，通過重合閘重新為用戶供電，從而不會造成10kV主幹線路的短時停電， 進一步提高了配網供電的可靠性，縮短了故障停電時間，克服了不能重合閘會 造成分支用戶長時間停電的問題。
本實用新型採用羅氏線圏採集保護電流及零序電流，對電流採集方面的技 術進步進行了新探索。羅氏線圈與傳統電磁式互感器相比具有以下優點
41、 集零序和保護於一身，能快速、完整、準確地將一次電流電壓信息傳
送給智能分界控制器進行數據處理；
2、 不含鐵芯，不會飽和，二次開路時不會產生高電壓，二次短路時不會 產生大電流，也不會產生鐵磁諧振；
3、 頻響範圍寬、測量範圍大、線性度好，準確級達到0. 2S/5P級；
4、 體積小、重量輕，能有效的節省空間，功耗極小，節電效果十分顯著， 且具有環保產品的特徵；
5、 安裝使用簡單方便，運行無需維護，使用壽命大於30年。
另夕卜，柱上單相電壓互感器用於採集線路的電壓信號，它釆用矽橡膠作為 絕緣介質及全密封結構，免維護設計，耐紫外線和戶外氣候，具有阻燃、防爆、 憎水等優點。斷路器則採用戶外柱式真空斷路器ZW32-12/630-20,無油、無SF6、 環保、不汙染環境、無爆炸危險。
因此，本實用新型具有自動重合閘功能、能大大減少無故障線路的連帶性 事故停電、縮小故障停電範圍從而提高用戶供電可靠性、無SF6、不汙染環境 的優點，是一種新型10kV架空電力線路上"T接，，分支用戶安裝的智能化開關 設備，應用後可自動隔離用戶端故障、防止用戶側事故波及到電力配電網絡。

圖1為本實用新型的方框示意圖2為保護及零序電流一體化互感器的原理示意圖3為保護電流數據處理裝置和零序電流數據處理裝置的方框示意圖4為本實用新型的外型結構示意圖5為圖4的左^見圖6為智能分界控制器的外型結構示意圖7為本實用新型的安裝示意圖。
具體實施方式

下面結合實施例並對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。 本實用新型由分界斷路器本體1、智能分界控制器2和電纜連接裝置3組 成，其中智能分界控制器3由數據交流採樣模塊21、控制指令輸出模塊22、 蓄電池充電存貯及輸出模塊23、輸入面板及顯示屏模塊24、全球移動通信系 統模塊25和中央處理器26組成，電纜連接裝置3由戶外控制電纜和兩個航空 插頭組成，分界斷路器本體1和智能分界控制器3之間通過電纜連接裝置3連 接，分界斷路器本體1由斷路器11、單相電壓互感器12和保護及零序電流一 體化互感器13組成，斷路器11的輸入端與用戶進戶線電源側連接，斷路器11 的輸出端與用戶負荷側供配電網絡的輸入端連接，在保護及零序電流一體化互 感器13中設有保護電流數據處理裝置133和零序電流數據處理裝置134，且保 護電流數據處理裝置133和零序電流數據處理裝置134均由阻抗匹配單元、濾 波器、放大器、數字積分、微處理器和輸出迴路6個部分依次串聯組成；保護 及零序電流一體化互感器13由三個可以分別套在A、 B、 C三相用戶進戶線電源上的羅氏線圏組合體135構成，每個羅氏線圈組合體135又由一個保護電流 羅氏線圏131、 一個零序電流羅氏線圈132、 一個保護電流數據處理裝置133 和一個零序電流數據處理裝置134組成，每個羅氏線圈組合體135中的保護電 流羅氏線圈131的兩個輸出端與保護電流數據處理裝置133的兩個輸入端連 接，三個羅氏線圈組合體135中的保護電流數據處理裝置133的兩個輸出端通 過戶外控制電纜分別與智能分界控制器2中的數據交流採樣模塊21連接；每 個零序電流羅氏線圏132的兩個輸出端與零序電流數據處理裝置134的兩個輸 入端連接，三個羅氏線圈組合體135中的零序電流數據處理裝置134的兩個輸 出端依次串聯後的兩端通過戶外控制電纜與智能分界控制器2中的數據交流採 樣模塊21連接；單相電壓互感器12並聯在用戶進戶線電源的兩相之間。
所述保護電流羅氏線圈133是變比為600A/150mV精度為5P級的保護電流 羅氏線圈，所述零序電流羅氏線圈134是變比為600A/1V精度為0. 2S級的零 序電流羅氏線圏。
每相上的羅氏線圏組合體135由環氧樹脂將保護電流羅氏線圏131、零序 電流羅氏線圈132、保護電流數據處理裝置133和零序電流數據處理裝置134 澆鑄為一體。
羅氏線圏的基本原理就是採用非^f茲性骨架。
1、保護電流採集過程 一次電流Ia、 Ib、 Ic通過每隻保護電流羅氏線圏 131得到了與一次電流Ia、 Ib、 Ic的時間微分成比例的二次電壓，保護電流數 據處理裝置133分別將該二次電壓進4亍積分處理，獲得與一次電流成比例的電 壓信號，通過微處理器26將該信號進行處理、變換、分析，即可將一次電流 信息變成小電壓模擬量和數字量Eia、 Eib、 Eic輸出。
2、零序電流採集過程 一次電流Ia、 Ib、 Ic通過每隻零序電流羅氏線圈 132得到了與一次電流Ia、 Ib、 Ic的時間微分成比例的二次電壓，零序電流數 據處理裝置133分別將該二次電壓進行積分處理，獲得與一次電流成比例的電 壓信號，通過微處理器26將該信號進行處理、變換、分析，即可將一次電流 信息變成小電壓模擬量和數字量EiaO、 EibO、 EicO輸出，然後A、 B、 C三相 零序電流羅氏線圏132的零序電流數據處理裝置134的輸出端首尾相接，其中 EiaO、 EicO不相接作為引出線，矢量合成三角開口的開口電壓EiO。
權利要求1、一種矢量合成零序電流的分界斷路器，由分界斷路器本體(1)、智能分界控制器(2)和電纜連接裝置(3)組成，其中智能分界控制器(3)由數據交流採樣模塊(21)、控制指令輸出模塊(22)、蓄電池充電存貯及輸出模塊(23)、輸入面板及顯示屏模塊(24)、全球移動通信系統模塊(25)和中央處理器(26)組成，電纜連接裝置(3)由戶外控制電纜和兩個航空插頭組成，分界斷路器本體(1)和智能分界控制器(3)之間通過電纜連接裝置(3)連接，分界斷路器本體(1)由斷路器(11)、單相電壓互感器(12)和保護及零序電流一體化互感器(13)組成，斷路器(11)的輸入端與用戶進戶線電源側連接，斷路器(11)的輸出端與用戶負荷側供配電網絡的輸入端連接，在保護及零序電流一體化互感器(13)中設有保護電流數據處理裝置(133)和零序電流數據處理裝置(134)，且保護電流數據處理裝置(133)和零序電流數據處理裝置(134)均由阻抗匹配單元、濾波器、放大器、數字積分、微處理器和輸出迴路6個部分依次串聯組成，其特徵在於保護及零序電流一體化互感器(13)由三個可以分別套在A、B、C三相用戶進戶線電源上的羅氏線圈組合體(135)構成，每個羅氏線圈組合體(135)又由一個保護電流羅氏線圈(131)、一個零序電流羅氏線圈(132)、一個保護電流數據處理裝置(133)和一個零序電流數據處理裝置(134)組成，每個羅氏線圈組合體(135)中的保護電流羅氏線圈(131)的兩個輸出端與保護電流數據處理裝置(133)的兩個輸入端連接，三個羅氏線圈組合體(135)中的保護電流數據處理裝置(133)的兩個輸出端通過戶外控制電纜分別與智能分界控制器(2)中的數據交流採樣模塊(21)連接；每個零序電流羅氏線圈(132)的兩個輸出端與零序電流數據處理裝置(134)的兩個輸入端連接，三個羅氏線圈組合體(135)中的零序電流數據處理裝置(134)的兩個輸出端依次串聯後的兩端通過戶外控制電纜與智能分界控制器(2)中的數據交流採樣模塊(21)連接；單相電壓互感器(12)並聯在用戶進戶線電源的兩相之間。
2、 如權利要求1所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特徵在於每相 上的羅氏線圏組合體(135)由環氧樹脂將保護電流羅氏線圏(131)、零序電 流羅氏線圏(132)、保護電流數據處理裝置(133)和零序電流數據處理裝置(134)澆鑄為一體。
3、 如權利要求1或2所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特徵在於 所述保護電流羅氏線圏(133)是變比為600A/150mV精度為5P級的保護電流 羅氏線圏，所述零序電流羅氏線圏(134)是變比為600A/1V精度為0. 2S級的 零序電流羅氏線圏。
4、 如權利要求1所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特徵在於智能 分界控制器(2)在同一根電桿上安裝在分界斷路器本體(1)的下部。
專利摘要本實用新型公開了一種矢量合成零序電流的分界斷路器，它由分界斷路器本體、智能分界控制器和電纜連接裝置組成，分界斷路器本體和智能分界控制器之間通過電纜連接裝置連接，分界斷路器本體由斷路器、單相電壓互感器和保護及零序電流一體化互感器組成，特徵是保護及零序電流一體化互感器由三個可以分別套在三相用戶進戶線電源上的羅氏線圈組合體構成。本實用新型具有零序保護功能、短路開斷能力、重合閘功能、能大大減少無故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電範圍從而提高用戶供電可靠性、無SF6、不汙染環境的優點，是一種新型10KV架空電力線路上「T接」分支用戶安裝的智能化開關設備，應用後可自動隔離用戶端故障、防止用戶側事故波及到電力配電網絡。
文檔編號H02H3/06GK201294368SQ20082019920
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月19日 優先權日2008年11月19日
發明者馬雲湧 申請人:馬雲湧