一種模擬開關及其應用方法
2023-04-27 10:04:36
專利名稱：一種模擬開關及其應用方法
技術領域：
本發明涉及配電網領域，尤其涉及一種模擬開關及其應用方法。
背景技術：
在電力系統的配電網中，配電子站管理下的配電終端在實際環境中需要對線路上的負荷開關、斷路器、隔離開關等高壓開關進行遙控分合操作，以切斷線路上的負荷，通常情況下配電終端利用電壓互感器PT和電流互感器CT等一次設備進行採樣，假設互感器低壓側的電壓範圍和電流範圍分別為WV，380V]和W，50A]；配電終端對互感器低壓側進行採樣，根據互感器變比計算得到一次值，若零序互感器CT的電流達到6A，也就是超過門限值5A，保持一定時間後，配電線路將會出現過流現象，配電終端判斷為過流故障後上報配電子站，配電子站根據配電終端上報的過流信息，對故障點的終端進行遙控分閘操作，以切除故障電流，通常情況下需要在高壓線路上增加一次開關進行遙控分操作，開關動作之後，線路上負荷才能夠消失。目前上述方案在配電子站和配電終端的應用過程中得以實現，但是在開發過程中，現有技術通常情況利用帶操作機構的低壓開關、低壓斷路器等一次開關來切除故障電流，這些一次開關可進行有載操作、無載操作、選擇性操作3種，也可進行正面操作和背面操作，這種一次開關可分為帶滅弧和不帶滅弧兩種，其中，開關刀口有面接觸和線接觸兩種，一般情況下，這種一次開關只能切除日常生活中使用的220V交流電，且通常使用手動操作，也不能接收遙控信號，同時也無法輸出且保持遙信信號。在配電子站和配電終端的實際開發過程中，這種一次開關並不適合於配電子站和配電終端的實際試驗開發，因為試驗開發時使用的是交流標準源，且試驗室沒有高壓線路， 假定該高壓路線的電壓為10kv，電流為200A，在本發明的各種實施例中，交流標準源是給配電終端分別加上0 380V交流電壓和0 50A的交流電流，與實際生活中使用的220V 交流電不相同，因此，在配電網設備的開發過程中，在交流電壓和交流電流分別加到配電終端的情況下，還沒有一種適用開關可以接收遙控信號，同時輸出且保持遙信信號，以切除故障電流。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的一次開關無法接收遙控信號和對故障電流進行切除的缺陷，提供一種成本低、可接收遙控信號、以及可同時輸出且保持遙信信號以切除故障電流的模擬開關及其應用方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種模擬開關，所述模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，其中，
所述交流標準源，用於輸出交流電流，所述交流電流包括工作電流和故障電流； 所述配電終端，用於採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號；所述模擬開關，用於接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制所述交流電流的切換。在本發明所述的模擬開關中，所述工作電流的預設門限值為50A。在本發明所述的模擬開關中，所述配電終端還用於根據所述遙控信號控制所述模擬開關的開關動作。在本發明所述的模擬開關中，所述模擬開關還用於其完成開關動作後輸出且保持遙信信號，並將所述遙信信號發送至所述配電終端，其中，所述遙信信號包括遙信分間信號和遙信合閘信號。在本發明所述的模擬開關中，所述模擬開關具體包括第一組繼電器、及與所述第一組繼電器連接的第二組繼電器，其中，
第一組繼電器，用於接收所述遙控信號、以及輸出且保持所述遙信信號； 第二組繼電器，用於所述配電終端採樣到故障電流時切換所述交流電流和切除交流電壓。在本發明所述的模擬開關中，所述第一組繼電器包括至少兩個繼電器，所述第二組繼電器包括至少兩個繼電器。本發明還提供了一種模擬開關應用方法，所述模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，所述方法包括以下步驟
51.所述模擬開關將所述交流標準源輸出的交流電流發送至所述配電終端，所述交流電流包括工作電流和故障電流；
52.所述配電終端採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號；
53.所述模擬開關接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制交流電壓的有無以及所述交流電流的切換。在本發明所述的模擬開關應用方法中，所述工作電流的預設門限值為50A。在本發明所述的模擬開關應用方法中，所述步驟S3具體包括
531.判斷所述配電終端採樣的所述交流電流是否大於所述預設門限值，若是，則執行步驟S32，若否，則轉至步驟S34 ；
532.所述配電終端發送遙控合閘信號；
533.判斷所述模擬開關是否為處於關閉狀態，若是，則所述交流電流通過配電終端， 以使配電終端獲取所述交流電流的採樣值，若否，則所述交流電流不通過配電終端，步驟結束；
534.所述配電終端發送遙控分閘信號，並控制所述模擬開關處於斷開狀態，以切換所述交流電流；
535.所述配電終端接收遙信分間信號，且所述交流標準源恢復輸出所述交流電流，以保證所述交流電流形成迴路；
536.所述配電終端發送遙控合閘信號，並控制所述模擬開關處於關閉狀態；
537.所述配電終端接收遙信合間信號，並採樣所述交流電流。實施本發明的技術方案，模擬開關根據交流標準源輸出的交流電流和接收配電終端下發的遙控信號執行相應的開關動作，在開關動作時切除故障電流，以及在完成開關動作後輸出相應的遙信信號，該模擬開關成本低、可接收遙控信號、以及可同時輸出且保持遙信信號，實現了切除故障電流的模擬試驗。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1是本發明模擬開關的結構示意圖2是本發明模擬開關的電路示意圖； 圖3是本發明一種模擬開關應用方法實施例一的流程圖； 圖4是本發明一種模擬開關應用方法實施例二的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖1，圖1是本發明模擬開關的結構示意圖，如圖1所示，所述模擬開關2分別與交流標準源1和配電終端3連接，配電終端3與配電子站4連接，下面具體說明各個部分的作用
所述交流標準源1，用於輸出交流電流，所述交流電流包括工作電流和故障電流，應當說明的是，本領域的技術人員應當了解，通常情況下，交流標準源1輸出的交流電壓的範圍為WV，380V]，交流電流的範圍為W，50A]，也就是說，若交流標準源1輸出的交流電流屬於交流電流的範圍內，則為工作電流，若交流標準源1輸出的交流電流超過交流電流的範圍，則為故障電流，為了更好的實施本發明的各種實施例，以交流標準源1輸出0 5A的交流電流為例，若該交流標準源輸出超過5A的交流電流，則屬於故障電流。所述配電終端3，用於採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號，還用於根據所述遙控信號控制所述模擬開關2的開關動作。所述模擬開關2，用於接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制所述交流電流的切換，還用於其完成開關動作後輸出且保持遙信信號，並將所述遙信信號發送至所述配電終端3，其中，所述遙信信號包括遙信分間信號和遙信合閘信號。優選地，所述工作電流的預設門限值為50A。所述模擬開關具體包括第一組繼電器、及與所述第一組繼電器連接的第二組繼電
ο第一組繼電器，用於接收所述遙控信號、以及輸出且保持所述遙信信號。第二組繼電器，用於所述配電終端採樣到故障電流時切換所述交流電流和切除交流電壓。優選地，所述第一組繼電器包括至少兩個繼電器，所述第二組繼電器包括至少兩個繼電器。應當說明的是，請參閱圖2，圖2是本發明模擬開關的電路示意圖，如圖2所示，在本實施例中，第一組繼電器包括兩個繼電器，分別為繼電器Ll和繼電器L2，第二組繼電器包括兩個繼電器，分別為繼電器L3和繼電器L4。應當說明的是，根據配電終端下發的遙控信號的特性，在本實施例中，配電終端的端子標識KMF為遙控公共端，該遙控公共端接入了 +24V的直流電壓，因此，在繼電器L3的第14腳接入了 -24V的直流電壓。下面具體說明該模擬開關的工作原理若交流標準源輸出0 5A的交流電流，該配電終端發送遙控合閘信號後，繼電器Ll的第9腳與第5腳連接以及第12腳與第4腳連接，繼電器L2的第9腳與第5腳以及第12腳與第4腳連接，繼電器L3的第9腳與第5腳連接以及第12腳與第4腳連接，繼電器L4的第9腳與第5腳以及第12腳與第4腳連接， 也就是說，該交流電流和交流電壓可分別加到配電終端上；若交流標準源輸出超過5A的交流電流，該配電終端發送遙控開閘信號後，繼電器Ll的第9腳與第1腳連接以及第12腳與第8腳連接，繼電器L2的第9腳與第1腳以及第12腳與第8腳連接，繼電器L3的第9腳與第1腳連接以及第12腳與第8腳連接，繼電器L4的第9腳與第1腳以及第12腳與第 8腳連接，也就是說，該交流標準源輸出故障電流時，切除了交流電壓和切換了交流電流，保證交流電流不開路，應當說明的是，在其他的實施例中，繼電器Li、繼電器L2、繼電器L3、以及繼電器L4根據不同的需求連接方式也有所不同，本領域的技術人員應當了解，這裡不再贅述。應當說明的是，該模擬開關採用繼電器，成本較低，可接收遙控信號、以及可同時輸出且保持遙信信號，實現了切除故障電流的模擬試驗。請參閱圖3，圖3是本發明一種模擬開關應用方法實施例一的流程圖，如圖3所示，所述模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，所述方法包括以下步驟
在步驟Sl中，所述模擬開關將所述交流標準源輸出的交流電流發送至所述配電終端， 所述交流電流包括工作電流和故障電流。在步驟S2中，所述配電終端採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號，應當說明是，採樣的交流電流最後也將回到交流標準源的輸入端，本領域的技術人員應當了解，這裡不再贅述。在步驟S3中，所述模擬開關接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制交流電壓的有無以及所述交流電流的切換。請參閱圖4，圖4是本發明一種模擬開關應用方法實施例二的流程圖，如圖4所示， 所述步驟S3具體包括
在步驟S31中，判斷所述配電終端採樣的所述交流電流是否大於所述預設門限值，若是，則執行步驟S32，若否，則轉至步驟S34。在步驟S32中，所述配電終端發送遙控合閘信號。在步驟S33中，判斷所述模擬開關是否為處於關閉狀態，若是，則所述交流電流通過配電終端，以使配電終端獲取所述交流電流的採樣值，若否，則所述交流電流不通過配電終端，步驟結束。在步驟S34中，所述配電終端發送遙控分閘信號，並控制所述模擬開關處於斷開狀態，以切換所述交流電流。在步驟S35中，所述配電終端接收遙信分間信號，且所述交流標準源恢復輸出所述交流電流，以保證所述交流電流形成迴路。
在步驟S36中，所述配電終端發送遙控合閘信號，並控制所述模擬開關處於關閉狀態。在步驟S37中，所述配電終端接收遙信合閘信號，並採樣所述交流電流。應當說明的是，在本實施例中，若該配電終端發送遙控合閘信號，並控制模擬開關關閉，該交流電流通過配電終端，該交流電流的採樣值有效，該採樣值為0 5A ；若該配電終端發送遙控合閘信號，並控制模擬開關斷開，該交流電流不通過配電終端，該交流電流的採樣值接近0 ；若交流標準源輸出超過5A的故障電流，則配電終端將該故障電流上報配電子站，配電子站授權配電終端下發遙控分閘信號，且配電終端控制模擬開關斷開，模擬開關斷開後，配電終端接收遙信分閘信號，配電終端採樣迴路的故障電流消失，交流標準源恢復輸出1 5A的交流電流，配電終端將1 5A的採樣值上報配電配電子站，配電子站授權配電終端下發遙控合閘信號，並控制模擬開關處於閉合狀態，該模擬開關閉合後，配電終端輸出遙信合閘信號，並將採樣值恢復為1 5A。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。
權利要求
1.一種模擬開關，其特徵在於，所述模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，其中，所述交流標準源，用於輸出交流電流，所述交流電流包括工作電流和故障電流； 所述配電終端，用於採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號；所述模擬開關，用於接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制所述交流電流的切換。
2.根據權利要求1所述的模擬開關，其特徵在於，所述工作電流的預設門限值為50A。
3.3、根據權利要求1所述的模擬開關，其特徵在於，所述配電終端還用於根據所述遙控信號控制所述模擬開關的開關動作。
4.根據權利要求3所述的模擬開關，其特徵在於，所述模擬開關還用於其完成開關動作後輸出且保持遙信信號，並將所述遙信信號發送至所述配電終端，其中，所述遙信信號包括遙信分閘信號和遙信合閘信號。
5.根據權利要求4所述的模擬開關，其特徵在於，所述模擬開關具體包括第一組繼電器、及與所述第一組繼電器連接的第二組繼電器，其中，第一組繼電器，用於接收所述遙控信號、以及輸出且保持所述遙信信號； 第二組繼電器，用於所述配電終端採樣到故障電流時切換所述交流電流和切除交流電壓。
6.根據權利要求5所述的模擬開關，其特徵在於，所述第一組繼電器包括至少兩個繼電器，所述第二組繼電器包括至少兩個繼電器。
7.一種模擬開關應用方法，其特徵在於，所述模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，所述方法包括以下步驟S1.所述模擬開關將所述交流標準源輸出的交流電流發送至所述配電終端，所述交流電流包括工作電流和故障電流；S2.所述配電終端採樣所述交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號；S3.所述模擬開關接收所述遙控信號，並根據所述交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制交流電壓的有無以及所述交流電流的切換。
8.根據權利要求7所述的模擬開關應用方法，其特徵在於，所述工作電流的預設門限值為50A。
9.根據權利要求8所述的模擬開關應用方法，其特徵在於，所述步驟S3具體包括S31.判斷所述配電終端採樣的所述交流電流是否大於所述預設門限值，若是，則執行步驟S32，若否，則轉至步驟S34 ；S32.所述配電終端發送遙控合閘信號；S33.判斷所述模擬開關是否為處於關閉狀態，若是，則所述交流電流通過配電終端， 以使配電終端獲取所述交流電流的採樣值，若否，則所述交流電流不通過配電終端，步驟結束；S34.所述配電終端發送遙控分閘信號，並控制所述模擬開關處於斷開狀態，以切換所述交流電流；S35.所述配電終端接收遙信分間信號，且所述交流標準源恢復輸出所述交流電流，以保證所述交流電流形成迴路；S36.所述配電終端發送遙控合閘信號，並控制所述模擬開關處於關閉狀態；S37.所述配電終端接收遙信合間信號，並採樣所述交流電流。
全文摘要
本發明公開一種模擬開關及其應用方法，其中，模擬開關分別與交流標準源和配電終端連接，交流標準源，用於輸出交流電流，交流電流包括工作電流和故障電流；配電終端，用於採樣交流電流，並發送遙控信號，所述遙控信號包括遙控合閘信號和遙控分閘信號；模擬開關，用於接收遙控信號，並根據交流電流的採樣結果和所述遙控信號控制所述交流電流的切換。實施本發明的技術方案，模擬開關根據交流標準源輸出的交流電流和接收配電終端下發的遙控信號執行相應的開關動作，在開關動作時切除故障電流，以及在完成開關動作後輸出相應的遙控信號，該模擬開關成本低、可接收遙控信號、以及可同時輸出且保持遙控信號，實現了切除故障電流的模擬試驗。
文檔編號H02J13/00GK102263440SQ201110205030
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者周啟華 申請人:航天科工深圳(集團)有限公司