弧光保護及雙層無功補償智能開關櫃的製作方法

2023-11-30 12:32:06 1

專利名稱：弧光保護及雙層無功補償智能開關櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於電力系統的低壓開關櫃。
背景技術：
現有的低壓開關櫃，通常是由斷路器、空氣開關、電磁式互感器、指針式電流表、電壓表構成，在一些要求高的場合採用傳統的電流、電壓型三段式保護，設定過流和過電壓、 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櫃，由於沒有弧光保護裝置，常因為開關觸頭的大電流及觸頭接觸的問題，引起弧光現象而引起弧光短路和弧光引起的開關櫃火災，同時，加之目前電氣負載的多樣性， 電網的功率因數波動較大，引起電網及線路的供電質量波動，甚至引起系統振蕩，做為用電終端的低壓開關櫃智能的無功補償功能是至關重要的，補償從終端做起是低壓開關櫃必須具有直接補償的原則，然而目前的低壓開關櫃是採用櫃外另行進行測量補償。

實用新型內容本實用新型是一種集弧光保護、雙層智能無功補償、數字式數顯反時限電流互感器、數字式數顯智能電壓互感器於一體，本實用新型由開關櫃殼體、斷路器、抽屜式分路開關、弧光保護裝置、雙層智能無功補償、數字式數顯智能電流互感器、數字式數顯智能電壓互感器裝置構成。其中雙層智能無功補償是由負載端無功補償控制器、母線端無功補償控制器、母線端補償電容器、負載端補償電容器箱組成。本實用新型針對現有技術中由於斷路器觸頭在運行中觸頭的接觸電阻以及負載大電流所引起的電弧光事故實施弧光保護；研發由霍爾環形傳感器採樣的數字式數顯智能電流互感器、數字式數顯智能電壓互感器裝置，淘汰現有技術中電磁式互感器，電磁式互感器單一檢測、磁滯溫升引起高誤差，無運算、無控制功能，運用數字式數顯智能電流互感器、 數字式數顯智能電壓互感器實現檢測、運算、控制一體化；本實用新型還針對開關櫃的母線端層面的負載和負載端層面的無功能量補償實施雙層的智能無功補償。本實用新型首先採用數字式數顯反時限電流互感器、數字式數顯智能電壓互感器，完成對開關櫃控制電量的檢測，本實用新型的數字式數顯反時限電流互感器具有數據定值、反時限運算、智能跳閘的負荷控制功能。這種數字式互感器無須外配測量儀表及保護系統便可實現智能跳閘。在其內部集檢測、運算、顯示、跳閘、記憶五種功能於一體，使互感器具有一次檢測和二次智能保護功能，同時構成數字網絡系統，實現數位化集群控制，完成對電量的檢測。本實用新型採用的弧光保護裝置，具有將電氣設備引起的電弧光運用光電轉換的方式經控制電路對其實施開關跳閘控制。用霍爾傳感器和微處理器、靈敏繼電器構成智能化電流監控系統。具有多角度、多位置、大範圍的監控功能。具有弧光強度選擇和微距離可調功能。具有過載電流點數字設定功能。具有電流數字顯示功能。具有微機保護的反時限動作功能。具有弧光監控與電流監控相「與」功能。具有現場開環調試功能。具有跳閘電流數字記憶功能。本實用新型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、複合觸點電路、電容排構成，其中相位檢測是由取樣電阻、變換電抗構成。當採樣信號的相位與相位比較電路的相位定值產生偏移Δ 後，程序智能選擇在電流過零時投切，發出指令啟動複合接點將相應的補償電容Δ C投入或切除負載端和母線端，完成對電網無功的調整。

圖1是本實用新型的外觀正視圖圖2是本實用新型側視圖和背視圖圖3是本實用新型的斷路器弧光保護系統圖圖4是分路開關數字型數顯式反時限速斷保護系統圖圖5是負載端無功補償系統圖圖6是母線無功補償系統圖實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明，圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、 圖6、中1.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.數字型數顯式反時限電流互感器，6.分路開關手柄，7.抽屜手柄，8.電容器倉，9.開關櫃殼體，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.數字型數顯式反時限電流互感器工作電源輸入埠，19.數字型數顯式反時限電流互感器跳閘指令輸出埠，20.抽屜式分路開關，21.分路開關跳閘線圈接線埠，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埠，25. 26.弧光探頭，27.負載端電容器箱進線埠，28.負載端電容器箱接零線埠，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埠，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埠，33.母線電容器箱進線埠，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.負載端複合接點電路，37.負載端電容排38.負載端電容箱控制埠，39.負載端無功補償控制器電源進線埠，40.弧光保護裝置的控制器零線埠，41. 42. 43.為負載端分相互感器，44.母線無功補償控制器進線埠，45.弧光保護裝置的控制器火線埠， 46.母線電容箱控制埠，47.母線電容複合接點電路，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埠，圖3所示，弧光保護裝置控制器(11)的弧光探頭05) (26)安裝在斷路器(15)觸頭的上方，弧光探頭的光纖(1 一端與弧光探頭0 (26)連接，光纖(1 另一端與控制器光纖入口(3 連接，當斷路器(1 觸頭發生弧光時弧光探頭0 (26)通過光感效應將光信號經光纖(1 進入弧光保護裝置控制器(11)光纖入口(32)，轉換成光電信號，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)的互感器進線埠(30)，進行邏輯「與」比較，只有當斷路器(15)觸頭產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)發出跳閘指令經弧光保護裝置控制器(11)的跳閘指令輸出埠(53)，輸出至斷路器(15)的跳閘線圈接
4線埠 (24)使斷路器(15)跳閘。圖4所示，數字型數顯式反時限電流互感器(5)的工作電源輸入埠(18)分別與抽屜式分路開關00)的上口 c相和零線N相連接，數字型數顯式反時限電流互感器(5)的跳閘指令輸出埠(19)與抽屜式分路開關OO)的跳閘線圈接線埠相連接，抽屜式分路開關OO)上口 a、b、c的三相電源線穿過數字型數顯式反時限電流互感器(5)的霍爾環形電流傳感器，霍爾環形電流傳感器的輸出端進入處理器，經過運算輸出指令到執行器實施反時限的動作規律，就是說，負載過載的電流越大，跳閘時間越快，以數學反時限規律建模相一致，確保反時限的速斷功能。圖5所示，負載端無功補償控制器(3)進線埠(39)分別與抽屜式分路開關OO) 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09) 分別與分相電流互感器Gl、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的負載端電容箱控制埠(38)相連接，負載端電容器箱進線埠 (XT)與抽屜式分路開關OO)下埠三相電源線a』、b』、c』依次連接，負載端補償電容器箱03)接零線埠 08)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，經無功補償控制輸出端(31)發出控制指令，經負載端補償電容箱控制埠(38)啟動了負載端複合接點電路(36)，將電容排(37)相應電容與抽屜式分路開關OO)下埠三相電源線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)進線埠 04)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的輸出端(35)與母線電容器箱G9)的控制埠 06)相連接，母線電容器箱進線埠(33)與分路開關OO)下埠三相電源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，經母線無功補償控制輸出端(3 發出控制指令，經母線電容器箱G9)控制埠 G6)啟動了母線電容複合接點電路(47)，將母線電容排08)相應電容與抽屜式分路開關OO)下埠三相電源線A』、B』、C』分別連接，從而完成對母線的容性無功補償。
權利要求1.一種具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，由弧光保護裝置控制器(11)，負載端無功補償控制器(3)、數字型數顯式反時限電流互感器(5)、電容器倉(8)構成，其特徵在於開關櫃正面裝有斷路器手柄(1)、負載端無功補償控制器(3)、數字型數顯式反時限電流互感器(5)、分路開關手柄(6)、電容器倉(8)，開關櫃內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03)。
2.根據權利要求1所述具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，其特徵是裝有雙探頭的弧光保護裝置控制器(11)，其雙探頭0 (26)分別進入弧光保護裝置控制器(11) 的光纖輸入端(32)。
3.根據權利要求1所述具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，其特徵是弧光保護裝置控制器(11)的控制器互感器進線埠(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05) (26)的光信號構成邏輯與關係。
4.根據權利要求1所述具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，其特徵是數字型數顯式反時限電流互感器(5)，集檢測、運算、顯示、控制於一體，通過跳閘指令輸出埠 (19)與分路開關OO)的跳閘線圈連接。
5.根據權利要求1所述具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，其特徵是雙層智能無功補償的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埠(39)與分路開關OO)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09) 與互感器01)、02)、03)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埠(38)相連接，負載端電容器箱進線端(XT)與分路開關OO)的下口 a』、 b』、c』相連接，負載端電容箱的接零線埠 08)與開關櫃零線N相連接。
6.根據權利要求1所述具有弧光保護及雙層無功補償的智能開關櫃，其特徵是雙層智能無功補償的母線端無功補償控制器G)，母線端無功補償控制器電源進線埠 G4)與分路開關OO)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埠 G6)相連接，母線端電容器箱進線端(33)與分路開關OO)的下口 A』、B』、 C』相連接。
專利摘要一種具有弧光保護及雙層無功補償智能低壓開關櫃，由智能型弧光保護裝置、數字型數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、負載端電容器箱構成。開關櫃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、數字型數顯式反時限電流互感器、分路開關手柄，開關櫃下部為電容器倉，本實用新型運用物理的弧光保護、智能無功補償和數字式互感器技術，取消了二次保護系統，使低壓開關櫃實現了集中智能化，提高了運行的安全性、精準性、經濟性、可靠性，實現了低壓開關櫃深層的智能化。
文檔編號H02H7/22GK202217913SQ20112024759
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者魯潤澤 申請人:林瑾, 魯潤澤