一種數位化消弧線圈裝置的製作方法
2023-11-06 19:06:27 1
專利名稱：一種數位化消弧線圈裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及配電網中性點接地系統中的消弧線圈，具體涉及一種符合 IEC 61850標準的實現數位化功能的消弧線圈裝置。
技術背景
數位化變電站技術對於傳統的變電站是一次革命性的創新，隨著各項技術 的成熟和發展，數位化變電站技術將成為未來變電站自動化技術發展的方向。 IEC 61850《變電站網絡與通信協議》標準(以下簡稱IEC 61850)是數位化變電 站技術的核心支撐。數位化變電站由智能化一次設備和網絡化二次設備構成， 其中，符合正C 61850標準的智能化一次設備是實現數位化變電站的重要基礎。
消弧線圈用於配電網中性點接地系統，當配電網發生單相接地故障時可迅 速熄滅接地電弧，抑制接地弧光過電壓和鐵磁諧振過電壓，使電網可帶故障運 行2小時，大大減少了停電次數，提高了供電可靠性。消弧線圈是變電站中的 重要設備，因此在數位化變電站中，數位化消弧線圈屬於智能化一次設備的範 疇。
目前傳統的消弧線圈系統一般由一次設備、二次設備兩部分構成， 一次部 分包括消弧線圈及其電感調諧裝置、電壓互感器(PT)、電流互感器(CT)等， 二次部分主要是微機自動調諧控制器。 一次設備和二次設備之間通過大量的電 纜連接，傳輸電壓、電流、控制信號等。
按照數位化變電站的設計要求，消弧線圈一次設備必須實現智能化，採用 光纖化傳輸， 一次設備和二次設備之間基於乙太網絡通信，遵守IEC61850通 信規範。智能化一次設備可以在工廠完全調試完畢，到現場後的工作僅僅是連 接光纜，實現"最大化工廠工作，最小化現場工作"，現場工作簡單且質量更高， 運行維護也更簡單。數位化變電站已進入到工程建設階段，而目前尚未有符合 IEC 61850標準的數位化消弧線圈的相關技術和產品。實用新型內容
本實用新型針對現有消弧線圈的智能通信不符合IEC61850通信規範的問 題，而提供一種數位化的消弧線圈裝置，其信息傳輸實現數位化，採用光纖代 替所有的信號與控制電纜，所有的電氣量經過內部採集和處理後，轉為IEC 61850標準的網絡格式輸出，滿足當前數位化變電站建設的需要。 為了達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案 一種數位化消弧線圈裝置，該裝置包括消弧線圈、調諧裝置、電壓互感器、 電流互感器，所述裝置還包括智能轉換模塊、光接口模塊，所述智能轉換模塊 包括接收信息並將接收信息轉換成數位訊號的信號輸入模塊，對輸入信號進行 處理以實現裝置保護、測控以及事件通知功能的信號處理模塊，以及將輸出信 息格式封裝成符合標準通信格式的信息輸出模塊，所述信號輸入模塊和信息輸 出模塊分別與信號處理模塊通信連接；所述電壓互感器的第一輸入端連接消弧 線圈的上端，第二輸入端接地；所述電流互感器與消弧線圈的下端串接並接地; 所述電壓互感器的二次側輸出端、電流互感器的二次側輸出端、調諧裝置的輸 出端均與智能轉換模塊中的信號輸入模塊相接；所述智能轉換模塊的信息輸出 模塊連接光接口模塊的輸入端。
所述光接口模塊的輸出端為光纖接口。
所述調諧裝置和智能轉換模塊安裝於消弧線圈本體上。
根據上述技術方案得到本實用新型具有以下特點
(1) 採用靠近一次設備本體上實現數位化的方案，具備了數位訊號輸出 的能力，且滿足IEC61850標準的要求；
(2) 採用光纖作為信號傳輸的介質，支持乙太網信息格式，支持IEC 61850 標準規定的各項數據服務，滿足數位化變電站的建設要求；
(3) 採用一體化設計，將一次設備與二次電路緊密結合，可同時做型式 試驗，保證了性能指標及可靠性，實現了真正意義上的智能化一次設備。
(4) 採用光纖傳輸數字信息，取代了傳統的電纜連接和模擬信號傳輸； 本實用新型採用相應模塊控制的虛擬觸點的方式，取代傳統的硬接點遙信方 式。
(5) 採用的是全球統一的IEC 61850標準規約定義，在數位化變電站中，即插即用，不存在規約不一致的情況。
同時本實用新型支持網絡功能，支持輸出多種標準信息格式
a、 符合IEC 61850-9-1《特定通信服務映射(SCSM)通過單向多路點對點串 行通信鏈路的採樣值》標準定義的信息格式。
b、 符合IEC61850-9-2《特定通信服務映射(SCSM)通過ISO/IEC 8802-3的 採樣值》標準定義的信息格式。
c、 符合IEC 60044-7《電子式電壓互感器》及IEC 60044-8《電子式電流 互感器》標準定義的信息格式。
以下結合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。 圖1為本實用新型的結構示意圖。 圖2為智能轉換模塊的邏輯示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白 了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
參見如圖1，本實用新型所提供的數位化消弧線圈裝置為了能夠符合
IEC61850標準通信格式，其主要由消弧線圈l、調諧裝置2、電壓互感器3、 電流互感器4、智能轉換模塊5、光接口模塊6組成。
本實用新型中的消弧線圈l，其作用與一般的消弧線圈相同。當電力系統 發生單相接地故障時，消弧線圈可迅速熄滅接地電弧，抑制接地弧光過電壓和 鐵磁諧振過電壓，減少停電次數，提高供電可靠性。
調諧裝置2用於調節消弧線圈1的電感值。
電壓互感器3用於測量消弧線圈1兩端的電壓值。
電流互感器4用於測量通過消弧線圈1的電流值。
智能轉換模塊5其可將輸入的信號進行數位化處理，封裝為符合IEC 61850 標準的信息格式再輸出。
光接口模塊6主要是將標準信號轉換為光信號輸出，通過光纖介質傳輸。
5整個裝置連接結構如圖1所示，電壓互感器3的一個輸入端連接消弧線圈
l的上端，電壓互感器3的另一個輸入端接地；電流互感器4串聯安裝於消弧 線圈1的下端與接地點之間；調諧裝置2安裝於消弧線圈l本體；電壓互感器 3的二次側輸出端、電流互感器4的二次側輸出端、調諧裝置2的輸出端均連 接入智能轉換模塊5的測控輸入端，智能轉換模塊5安裝於消弧線圈1本體； 光接口模塊6的輸入端連接於智能轉換模塊5的輸出端。
為了實現利用光纖進行通信，光接口模塊6的輸出端為光纖接口。
本實用新型將智能轉換模塊5和調諧裝置2安置在消弧線圈1本體上，能 夠實現裝置的一體化設計，將一次設備與二次電路緊密結合，可同時做型式試 驗，保證了性能指標及可靠性，實現了真正意義上的智能化一次設備。
同時智能轉換模塊5為整個裝置的核心，用於對整個裝置中的信號處理， 以實現裝置的保護、測控、以及事件通知等功能。其結構如圖2所示，主要由 信號輸入模塊501、信息輸出模塊502、信號處理模塊503組成。信號輸入模 塊501和信息輸出模塊502分別與信號處理模塊503通信連接，實現對信號的 接收、處理、發送的一個處理過程。
其中信號輸入模塊501為智能轉換模塊5的測控輸入端，主要是將處理電 壓互感器3、電流互感器4、調諧裝置2的輸入信號，將其轉化為中央處理單 元可以識別並處理的數位訊號。
信號處理模塊503接收信號輸入模塊501處理好的數位訊號，根據具體信 號進行處理，並對相應的部件發送控制信息，實現裝置的保護、測控以及事件 通知功能，這些控制信息送至信息輸出模塊502，由其進行處理後再發送出去。
信息輸出模塊502為智能轉換模塊5的輸出端，其主要是將處理好的數據 封裝為符合IEC 61850標準格式，然後通過光接口模塊6將數據發出。
根據上述技術方案得到的本實用新型具體運行時，消弧線圈1安裝並運行 於電力系統中性點，消弧線圈1的兩端存在一定的電壓U，流過消弧線圈1有 一定的電流I，調諧裝置2控制消弧線圈1的電抗值在某一位置L1;
智能轉換模塊5通過電壓互感器3獲得電壓U的測量信號，智能轉換模塊 5通過電流互感器4獲得電流I的測量信號，智能轉換模塊5通過調諧裝置2 獲得消弧線圈1的電抗值L1。智能轉換模塊5將上述信號經過處理後，封裝為符合IEC 61850標準的信 息，通過光接口模塊由光纖輸出到數位化變電站的過程層網絡，由間隔層設備 接收。根據智能轉換模塊5上傳的信息，變電站間隔層設備會通過過程層網絡 對數位化消弧線圈系統下達控制指令，智能轉換模塊5接收到指令後，經過相 應的處理後，發送至調諧裝置2，調諧裝置2根據相應的指令進行執行。
本實用新型實現消弧線圈的網絡化及智能化，且符合IEC 61850標準，滿 足數位化變電站的要求。本實用新型可滿足日益開展的數位化變電站工程建設 中，對消弧線圈設備的智能化需要，具有良好的實用和推廣價值。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優
點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實
施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神
和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入
要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書 及其等效物界定。
權利要求1、一種數位化消弧線圈裝置，該裝置包括消弧線圈、調諧裝置、電壓互感器、電流互感器，其特徵在於，所述裝置還包括智能轉換模塊、光接口模塊，所述智能轉換模塊包括接收信息並將接收信息轉換成數位訊號的信號輸入模塊，對輸入信號進行處理以實現裝置保護、測控以及事件通知功能的信號處理模塊，以及將輸出信息格式封裝成符合標準通信格式的信息輸出模塊，所述信號輸入模塊和信息輸出模塊分別與信號處理模塊通信連接；所述電壓互感器的第一輸入端連接消弧線圈的上端，第二輸入端接地；所述電流互感器與消弧線圈的下端串接並接地；所述電壓互感器的二次側輸出端、電流互感器的二次側輸出端、調諧裝置的輸出端均與智能轉換模塊中的信號輸入模塊相接；所述智能轉換模塊的信息輸出模塊連接光接口模塊的輸入端。
2、 根據權利要去1所述的一種數位化消弧線圈裝置，其特徵在於，所述 光接口模塊的輸出端為光纖接口。
3、 根據權利要去1所述的一種數位化消弧線圈裝置，其特徵在於，所述 調諧裝置和智能轉換模塊安裝於消弧線圈本體上。
專利摘要本實用新型公開了一種數位化消弧線圈裝置，該裝置中的電壓互感器的第一輸入端連接消弧線圈的上端，第二輸入端接地；而電流互感器與消弧線圈的下端串接並接地；電壓互感器的二次側輸出端、電流互感器的二次側輸出端、調諧裝置的輸出端均與智能轉換模塊中的信號輸入模塊相接；智能轉換模塊的信息輸出模塊連接光接口模塊的輸入端。本實用新型實現消弧線圈的網絡化及智能化，且符合IEC 61850標準，滿足數位化變電站的要求。本實用新型可滿足日益開展的數位化變電站工程建設中，對消弧線圈設備的智能化需要，具有良好的實用和推廣價值。
文檔編號H02H9/08GK201435602SQ200920077949
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月7日 優先權日2009年7月7日
發明者吳寶明, 朱長明, 剛 李, 魏立新 申請人:思源電氣股份有限公司