專(zhuān)利名稱(chēng)：矢量合成零序電流的分界斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力開(kāi)關(guān)設(shè)備，尤其是涉及一種具有零序保護(hù)功能、短路 開(kāi)斷能力、重合閘功能、可自動(dòng)隔離用戶(hù)端故障、防止用戶(hù)側(cè)事故波及到電力 配電網(wǎng)絡(luò)的矢量合成零序電流的分界斷路器。 背景內(nèi)容
隨著用戶(hù)對(duì)供電可靠性要求的進(jìn)一步提升，各電力公司對(duì)配網(wǎng)支線入口處 的開(kāi)關(guān)設(shè)備要求更高，現(xiàn)普遍使用的斷路器及負(fù)荷開(kāi)關(guān)沒(méi)有零序保護(hù)功能，因
為我國(guó)10kV電力系統(tǒng)一般為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)故障 電流較小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)小電流保護(hù)功能，給電力系統(tǒng)帶來(lái)了很大損失。為了解決 以上問(wèn)題國(guó)內(nèi)已有分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)的研究。如專(zhuān)利名稱(chēng)為"智能分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)(申 請(qǐng)?zhí)?00620122673.5)"、專(zhuān)利名稱(chēng)為"用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)(申請(qǐng)?zhí)?200710029653. 2 )"和專(zhuān)利名稱(chēng)為"用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)(申請(qǐng)?zhí)?200720053125. 6 )" 三項(xiàng)專(zhuān)利，但上述三項(xiàng)專(zhuān)利存在以下三個(gè)缺點(diǎn)1、這三項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)是基于負(fù) 荷開(kāi)關(guān)技術(shù)為lJf出，由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)無(wú)法開(kāi)斷短路電流，當(dāng)用戶(hù)支線側(cè)發(fā)生永久 性相間短路故障時(shí)，分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)必須在變電站出線斷路器保護(hù)跳閘后才能分 閘，當(dāng)變電站出線斷路器重合閘后，分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)不再合閘才能甩掉故障線路。 變電站出線開(kāi)關(guān)重合閘過(guò)程造成了整個(gè)電力線路10kV主干線的瞬間停電，導(dǎo) 致電網(wǎng)供電質(zhì)量降低；2、由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)不具備自動(dòng)重合閘功能，當(dāng)瞬間故障 發(fā)生后由于不能重合閘會(huì)造成分支用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間停電的問(wèn)題；3、這三相專(zhuān)利才支 術(shù)均釆用了箱式結(jié)構(gòu)，而后兩項(xiàng)專(zhuān)利還提到在開(kāi)關(guān)箱里面填充了 SF6 (六氟 化疏)氣體。而SR氣體是《京都議定書(shū)》提出的六大公害氣體之一，SF6氣體 的分解時(shí)間是3200年，溫室系數(shù)是C02的13200倍。第一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)在說(shuō)明書(shū) 中雖未提及SF6，但在實(shí)際應(yīng)用中，該項(xiàng)專(zhuān)利的專(zhuān)利;KA在與西安高壓電器研 究所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品開(kāi)關(guān)箱里面也填充了 SF6氣體，因而這三項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)無(wú)疑都會(huì) 對(duì)環(huán)境造成破壞。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供了一種具有零序保護(hù)功能、短路開(kāi)斷能力、重 合閘功能、能大大減少無(wú)故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍從而 提高用戶(hù)供電可靠性、無(wú)SF6、不污染環(huán)境的矢量合成零序電流的分界斷路器。 本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)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(shù)據(jù)交流采樣模塊、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(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)模塊和中央
3處理器(CPU)組成，電纜連接裝置由戶(hù)外控制電纜和兩個(gè)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(guò)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(hù)及零序電流一體化互感器組成，斷路器的輸 入端與用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源側(cè)連接，斷路器的輸出端與用戶(hù)負(fù)荷側(cè)供配電網(wǎng)絡(luò)的輸 入端連接，在保護(hù)及零序電流一體化互感器中設(shè)有保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置和零 序電流數(shù)據(jù)處理裝置，且保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置均由
阻抗匹配單元、濾波器、放大器、數(shù)字積分、微處理器和輸出回路6個(gè)部分依 次串聯(lián)組成，特征是保護(hù)及零序電流一體化互感器又由三個(gè)可以分別套在三相 用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源上的羅氏線圏組合體構(gòu)成，每個(gè)羅氏線圏組合體又由一個(gè)保護(hù) 電流羅氏線圈、 一個(gè)零序電流羅氏線圈、 一個(gè)保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置和一個(gè)零 序電流數(shù)據(jù)處理裝置組成，每個(gè)羅氏線圈組合體中的保護(hù)電流羅氏線圏的兩個(gè) 輸出端與保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置的兩個(gè)輸入端連接，保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置的 兩個(gè)輸出端通過(guò)戶(hù)外控制電纜分別與智能分界控制器中的數(shù)據(jù)交流采樣模塊 連接；每個(gè)零序電流羅氏線圏的兩個(gè)輸出端與零序電流數(shù)據(jù)處理裝置的兩個(gè)輸 入端連接，三個(gè)羅氏線圈組合體中的零序電流數(shù)據(jù)處理裝置的兩個(gè)輸出端依次 串聯(lián)后的兩端通過(guò)戶(hù)外控制電纜與智能分界控制器中的數(shù)據(jù)交流采樣模塊連 接；單相電壓互感器并聯(lián)在用戶(hù)進(jìn)戶(hù)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(hù)電流羅氏線圈是變比為600A/150mV精度為5P級(jí)的保護(hù)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(jí)的零序電流羅 氏線圏。
每相上的羅氏線圏組合體由環(huán)氧樹(shù)脂將保護(hù)電流羅氏線圏、零序電流羅氏 線圏、保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置澆鑄為 一體。
本實(shí)用新型是在常規(guī)斷路器、智能分界控制器和電纜連接裝置的基礎(chǔ)上， 取消了原有兩相單體電流互感器，新增了保護(hù)及零序電流一體化互感器和單相 電壓互感器，保護(hù)及零序電流一體化互感器具有兩種功能1、采集保護(hù)電流 信號(hào)；2、可矢量合成零序電流信號(hào)，即將零序和保護(hù)集于一身，能快速、完 整、準(zhǔn)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(duì)矢 量合成后的零序電流信號(hào)、保護(hù)電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在出現(xiàn)線 路故障時(shí)依據(jù)設(shè)定的程序生成保護(hù)控制信號(hào)，送至斷路器，斷路器可以快速切 除故障線路，因而本實(shí)用新型就具有重合閘功能，當(dāng)用戶(hù)側(cè)永久性相間短路瞬 時(shí)性故障發(fā)生時(shí)，本實(shí)用新型的分界斷路器無(wú)須上級(jí)變電站出口斷路器的配 合，通過(guò)重合閘重新為用戶(hù)供電，從而不會(huì)造成10kV主干線路的短時(shí)停電， 進(jìn)一步提高了配網(wǎng)供電的可靠性，縮短了故障停電時(shí)間，克服了不能重合閘會(huì) 造成分支用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間停電的問(wèn)題。
本實(shí)用新型采用羅氏線圏采集保護(hù)電流及零序電流，對(duì)電流采集方面的技 術(shù)進(jìn)步進(jìn)行了新探索。羅氏線圈與傳統(tǒng)電磁式互感器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
41、 集零序和保護(hù)于一身，能快速、完整、準(zhǔn)確地將一次電流電壓信息傳
送給智能分界控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
2、 不含鐵芯，不會(huì)飽和，二次開(kāi)路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高電壓，二次短路時(shí)不會(huì) 產(chǎn)生大電流，也不會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振；
3、 頻響范圍寬、測(cè)量范圍大、線性度好，準(zhǔn)確級(jí)達(dá)到0. 2S/5P級(jí)；
4、 體積小、重量輕，能有效的節(jié)省空間，功耗極小，節(jié)電效果十分顯著， 且具有環(huán)保產(chǎn)品的特征；
5、 安裝使用簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行無(wú)需維護(hù)，使用壽命大于30年。
另夕卜，柱上單相電壓互感器用于采集線路的電壓信號(hào)，它釆用硅橡膠作為 絕緣介質(zhì)及全密封結(jié)構(gòu)，免維護(hù)設(shè)計(jì)，耐紫外線和戶(hù)外氣候，具有阻燃、防爆、 憎水等優(yōu)點(diǎn)。斷路器則采用戶(hù)外柱式真空斷路器ZW32-12/630-20,無(wú)油、無(wú)SF6、 環(huán)保、不污染環(huán)境、無(wú)爆炸危險(xiǎn)。
因此，本實(shí)用新型具有自動(dòng)重合閘功能、能大大減少無(wú)故障線路的連帶性 事故停電、縮小故障停電范圍從而提高用戶(hù)供電可靠性、無(wú)SF6、不污染環(huán)境 的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型10kV架空電力線路上"T接，，分支用戶(hù)安裝的智能化開(kāi)關(guān) 設(shè)備，應(yīng)用后可自動(dòng)隔離用戶(hù)端故障、防止用戶(hù)側(cè)事故波及到電力配電網(wǎng)絡(luò)。

圖1為本實(shí)用新型的方框示意圖2為保護(hù)及零序電流一體化互感器的原理示意圖3為保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置的方框示意圖4為本實(shí)用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖5為圖4的左^見(jiàn)圖6為智能分界控制器的外型結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 本實(shí)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(shù)據(jù)交流采樣模塊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(dòng)通信系 統(tǒng)模塊25和中央處理器26組成，電纜連接裝置3由戶(hù)外控制電纜和兩個(gè)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(guò)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(hù)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(hù)進(jìn)戶(hù)線電源側(cè)連接，斷路器11 的輸出端與用戶(hù)負(fù)荷側(cè)供配電網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，在保護(hù)及零序電流一體化互 感器13中設(shè)有保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134，且保 護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134均由阻抗匹配單元、濾 波器、放大器、數(shù)字積分、微處理器和輸出回路6個(gè)部分依次串聯(lián)組成；保護(hù) 及零序電流一體化互感器13由三個(gè)可以分別套在A、 B、 C三相用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源上的羅氏線圏組合體135構(gòu)成，每個(gè)羅氏線圈組合體135又由一個(gè)保護(hù)電流 羅氏線圏131、 一個(gè)零序電流羅氏線圈132、 一個(gè)保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133 和一個(gè)零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134組成，每個(gè)羅氏線圈組合體135中的保護(hù)電 流羅氏線圈131的兩個(gè)輸出端與保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133的兩個(gè)輸入端連 接，三個(gè)羅氏線圈組合體135中的保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133的兩個(gè)輸出端通 過(guò)戶(hù)外控制電纜分別與智能分界控制器2中的數(shù)據(jù)交流采樣模塊21連接；每 個(gè)零序電流羅氏線圏132的兩個(gè)輸出端與零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134的兩個(gè)輸 入端連接，三個(gè)羅氏線圈組合體135中的零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134的兩個(gè)輸 出端依次串聯(lián)后的兩端通過(guò)戶(hù)外控制電纜與智能分界控制器2中的數(shù)據(jù)交流采 樣模塊21連接；單相電壓互感器12并聯(lián)在用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源的兩相之間。
所述保護(hù)電流羅氏線圈133是變比為600A/150mV精度為5P級(jí)的保護(hù)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(jí)的零 序電流羅氏線圏。
每相上的羅氏線圏組合體135由環(huán)氧樹(shù)脂將保護(hù)電流羅氏線圏131、零序 電流羅氏線圈132、保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置133和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置134 澆鑄為一體。
羅氏線圏的基本原理就是采用非^f茲性骨架。
1、保護(hù)電流采集過(guò)程 一次電流Ia、 Ib、 Ic通過(guò)每只保護(hù)電流羅氏線圏 131得到了與一次電流Ia、 Ib、 Ic的時(shí)間微分成比例的二次電壓，保護(hù)電流數(shù) 據(jù)處理裝置133分別將該二次電壓進(jìn)4亍積分處理，獲得與一次電流成比例的電 壓信號(hào)，通過(guò)微處理器26將該信號(hào)進(jìn)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(shù)字量Eia、 Eib、 Eic輸出。
2、零序電流采集過(guò)程 一次電流Ia、 Ib、 Ic通過(guò)每只零序電流羅氏線圈 132得到了與一次電流Ia、 Ib、 Ic的時(shí)間微分成比例的二次電壓，零序電流數(shù) 據(jù)處理裝置133分別將該二次電壓進(jìn)行積分處理，獲得與一次電流成比例的電 壓信號(hào)，通過(guò)微處理器26將該信號(hào)進(jìn)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(shù)字量EiaO、 EibO、 EicO輸出，然后A、 B、 C三相 零序電流羅氏線圏132的零序電流數(shù)據(jù)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(kāi)口的開(kāi)口電壓EiO。
權(quán)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(shù)據(jù)交流采樣模塊(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(dòng)通信系統(tǒng)模塊(25)和中央處理器(26)組成，電纜連接裝置(3)由戶(hù)外控制電纜和兩個(gè)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(guò)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(hù)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(hù)進(jìn)戶(hù)線電源側(cè)連接，斷路器(11)的輸出端與用戶(hù)負(fù)荷側(cè)供配電網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接，在保護(hù)及零序電流一體化互感器(13)中設(shè)有保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)，且保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)均由阻抗匹配單元、濾波器、放大器、數(shù)字積分、微處理器和輸出回路6個(gè)部分依次串聯(lián)組成，其特征在于保護(hù)及零序電流一體化互感器(13)由三個(gè)可以分別套在A、B、C三相用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源上的羅氏線圈組合體(135)構(gòu)成，每個(gè)羅氏線圈組合體(135)又由一個(gè)保護(hù)電流羅氏線圈(131)、一個(gè)零序電流羅氏線圈(132)、一個(gè)保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)和一個(gè)零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)組成，每個(gè)羅氏線圈組合體(135)中的保護(hù)電流羅氏線圈(131)的兩個(gè)輸出端與保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)的兩個(gè)輸入端連接，三個(gè)羅氏線圈組合體(135)中的保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)的兩個(gè)輸出端通過(guò)戶(hù)外控制電纜分別與智能分界控制器(2)中的數(shù)據(jù)交流采樣模塊(21)連接；每個(gè)零序電流羅氏線圈(132)的兩個(gè)輸出端與零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)的兩個(gè)輸入端連接，三個(gè)羅氏線圈組合體(135)中的零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)的兩個(gè)輸出端依次串聯(lián)后的兩端通過(guò)戶(hù)外控制電纜與智能分界控制器(2)中的數(shù)據(jù)交流采樣模塊(21)連接；單相電壓互感器(12)并聯(lián)在用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源的兩相之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特征在于每相 上的羅氏線圏組合體(135)由環(huán)氧樹(shù)脂將保護(hù)電流羅氏線圏(131)、零序電 流羅氏線圏(132)、保護(hù)電流數(shù)據(jù)處理裝置(133)和零序電流數(shù)據(jù)處理裝置(134)澆鑄為一體。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特征在于 所述保護(hù)電流羅氏線圏(133)是變比為600A/150mV精度為5P級(jí)的保護(hù)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(jí)的 零序電流羅氏線圏。
4、 如權(quán)利要求1所述的矢量合成零序電流的分界斷路器，其特征在于智能 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(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)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(guò)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(hù)及零序電流一體化互感器組成，特征是保護(hù)及零序電流一體化互感器由三個(gè)可以分別套在三相用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線電源上的羅氏線圈組合體構(gòu)成。本實(shí)用新型具有零序保護(hù)功能、短路開(kāi)斷能力、重合閘功能、能大大減少無(wú)故障線路的連帶性事故停電、縮小故障停電范圍從而提高用戶(hù)供電可靠性、無(wú)SF₆、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型10KV架空電力線路上“T接”分支用戶(hù)安裝的智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，應(yīng)用后可自動(dòng)隔離用戶(hù)端故障、防止用戶(hù)側(cè)事故波及到電力配電網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H02H3/06GK201294368SQ20082019920
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者馬云涌 申請(qǐng)人:馬云涌