一種斷路器綜合保護(hù)裝置和一種斷路器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種斷路器綜合保護(hù)裝置和一種斷路器，該斷路器包括用于分合閘的斷路器模塊，綜合保護(hù)裝置，該綜合保護(hù)裝置包括用于采集斷路器電流信號(hào)的信號(hào)采集單元、控制單元、事件記錄模塊和故障錄波模塊，控制單元采樣連接信號(hào)采集單元，連接事件記錄模塊和故障錄波模塊。事件記錄模塊和故障錄波模塊能夠記錄相關(guān)的安全信息，以及故障前后的電流的波形，有利于后續(xù)根據(jù)記錄的相關(guān)信息制定相關(guān)應(yīng)對(duì)策略，便于后期分析、總結(jié)本次事件發(fā)生的原因，為日后電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供借鑒，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和斷路器的良好工作。而且，該斷路器將斷路器模塊和綜合保護(hù)裝置合二為一，既減少布線，又節(jié)約相關(guān)成本。
【專利說明】
一種斷路器綜合保護(hù)裝置和一種斷路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種斷路器綜合保護(hù)裝置和一種斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“2020年全面建成堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)”的發(fā)展目標(biāo)，智能電網(wǎng)建設(shè)將是未來幾年我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。同時(shí)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，用電負(fù)荷也在高速增加，斷路器作為智能變電站中最重要的控制器件，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用。因此，一個(gè)功能完備的綜合保護(hù)裝置對(duì)斷路器的正常工作就顯得尤為重要。
[0003]傳統(tǒng)的用于控制斷路器的設(shè)備，比如:申請(qǐng)?zhí)枮?01310628519的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種智能配電測(cè)控系統(tǒng)，該測(cè)控系統(tǒng)能夠?qū)嗦菲鬟M(jìn)行控制，包括信號(hào)采集單元、控制單元等，該測(cè)控系統(tǒng)雖然能夠?qū)嗦菲鬟M(jìn)行有效控制，但是無法存儲(chǔ)和記錄相關(guān)的跳閘或者故障信息，也就無法根據(jù)相關(guān)的跳閘或者故障信息制定相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略以避免相應(yīng)的故障，而且不能進(jìn)行后期分析、總結(jié)對(duì)應(yīng)事件和故障發(fā)生的原因，從而不能為日后電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供借鑒。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種斷路器綜合保護(hù)裝置，用以解決傳統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)無法記錄相關(guān)信息的問題。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種斷路器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種斷路器綜合保護(hù)裝置，包括用于采集斷路器電流信號(hào)的信號(hào)采集單元，控制單元，控制單元采樣連接信號(hào)采集單元，還包括用于記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)事件的事件記錄模塊，以及用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流波形的故障錄波模塊，所述控制單元連接所述事件記錄模塊和故障錄波模塊。
[0006]所述保護(hù)裝置還包括用于控制斷路器模塊分合閘的開關(guān)量輸出模塊，所述控制單元連接所述開關(guān)量輸出模塊。
[0007]所述控制單元為DSP處理模塊，所述信號(hào)采集單元依次通過積分還原模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊連接所述DSP處理模塊。
[0008]所述保護(hù)裝置還包括通訊模塊和人機(jī)交互模塊，所述控制單元連接所述通訊模塊和人機(jī)交互模塊。
[0009]所述保護(hù)裝置還包括報(bào)警模塊，所述控制單元連接所述報(bào)警模塊。
[0010]—種斷路器，包括用于分合閘的斷路器模塊，以及綜合保護(hù)裝置，所述綜合保護(hù)裝置包括控制單元和用于采集斷路器電流信號(hào)的信號(hào)采集單元，控制單元采樣連接信號(hào)采集單元，所述綜合保護(hù)裝置還包括用于記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)事件的事件記錄模塊，以及用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流波形的故障錄波模塊，所述控制單元連接所述事件記錄模塊和故障錄波模塊。
[0011]所述斷路器包括一個(gè)殼體，所述斷路器模塊和所述綜合保護(hù)裝置均固設(shè)在所述殼體內(nèi)。
[0012]所述保護(hù)裝置還包括用于控制斷路器模塊分合閘的開關(guān)量輸出模塊，所述控制單元連接所述開關(guān)量輸出模塊。
[0013]所述控制單元為DSP處理模塊，所述信號(hào)采集單元依次通過積分還原模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊連接所述DSP處理模塊。
[0014]所述保護(hù)裝置還包括通訊模塊和人機(jī)交互模塊，所述控制單元連接所述通訊模塊和人機(jī)交互模塊。
[0015]本實(shí)用新型提供的綜合保護(hù)裝置中包括兩個(gè)存儲(chǔ)單元，一個(gè)是事件記錄模塊，用于記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)的事件，另一個(gè)是故障錄波模塊，用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流波形，通過這兩個(gè)存儲(chǔ)單元，能夠記錄相關(guān)的安全信息，以及故障前后的電流的波形，所以，該保護(hù)裝置能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)和記錄相關(guān)的跳閘或者故障信息，有利于后續(xù)的根據(jù)記錄的相關(guān)信息制定相關(guān)應(yīng)對(duì)策略，便于后期分析、總結(jié)本次事件發(fā)生的原因，為日后電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供借鑒，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行和斷路器的良好工作。而且，由于傳統(tǒng)情況下斷路器安裝在開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器室，綜合保護(hù)裝置安裝在儀表室，兩者之間需要通過大量二次線進(jìn)行連接，本實(shí)用新型提供的斷路器將用于分合閘的斷路器模塊和綜合保護(hù)裝置合二為一，對(duì)現(xiàn)有的斷路器與綜合保護(hù)裝置進(jìn)行改造，既減少布線，又節(jié)約相關(guān)成本。
【附圖說明】

[0016]圖1是綜合保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖2是電子式互感器與積分轉(zhuǎn)換單元(即積分還原模塊)的連接關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]斷路器實(shí)施例
[0020]本實(shí)用新型提供的斷路器包括斷路器模塊以及斷路器綜合保護(hù)裝置，其中，斷路器模塊能夠進(jìn)行分合閘操作，相當(dāng)于現(xiàn)有的沒有包含其他控制部分的單純的斷路器，該部分屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再具體說明，另外，在本實(shí)施例中，該斷路器模塊為真空斷路器，當(dāng)然，其并不局限于真空斷路器。
[0021]而且，為了保證斷路器整體結(jié)構(gòu)的小型化和緊湊化，可以將斷路器模塊和綜合保護(hù)裝置設(shè)置在一處，并且將斷路器模塊和綜合保護(hù)裝置集成設(shè)置，合二為一，即減少布線，又節(jié)約相關(guān)成本。另外，為了進(jìn)一步保證結(jié)構(gòu)的小型化，可以將斷路器模塊和綜合保護(hù)裝置均設(shè)置在斷路器的殼體內(nèi)部，這樣雖然該斷路器在外觀上與常規(guī)斷路器沒有差別，但是，該斷路器內(nèi)部構(gòu)造中多了一個(gè)綜合保護(hù)裝置，這種設(shè)計(jì)思路不但沒有增大斷路器整體體積，保證了整體結(jié)構(gòu)的小型化，而且，還能夠利用綜合保護(hù)裝置對(duì)該斷路器模塊進(jìn)行有效控制。
[0022]真空斷路器綜合保護(hù)裝置包括信號(hào)采集單元、控制單元和存儲(chǔ)單元，其中，信號(hào)采集單元用于采集通過斷路器的電流信號(hào)，在本實(shí)施例中，如圖1所示，信號(hào)采集單元由A相電子式電流互感器1、B相電子式電流互感器2和C相電子式電流互感器3構(gòu)成，A相電子式電流互感器I用于采集流過斷路器中的A相電流，B相電子式電流互感器2用于采集流過斷路器中的B相電流，C相電子式電流互感器3用于采集流過斷路器中的C相電流。安裝這三個(gè)電流互感器時(shí)，將A、B、C三相的電子式電流互感器分別安裝到與其相對(duì)應(yīng)的真空斷路器的下觸臂上。
[0023]在本實(shí)施例中，控制單元為DSP處理模塊6，當(dāng)然，作為其他的實(shí)施例，控制單元還可以是其他類型的控制芯片，比如單片機(jī)等。而且，為了對(duì)三個(gè)電流互感器采集到的電流信號(hào)進(jìn)行處理，使其滿足后續(xù)的要求，該保護(hù)裝置還可以包括積分還原模塊4和信號(hào)調(diào)理模塊，這里，信號(hào)調(diào)理模塊為A/D轉(zhuǎn)換模塊5，A、B、C三相的電子式電流互感器依次通過積分還原模塊4和A/D轉(zhuǎn)換模塊5連接DSP處理模塊6。
[0024]積分還原模塊4的工作原理是:接收來自三相空心線圈的輸出信號(hào)，高壓依稀電流通過空心線圈后得到一個(gè)工頻微分電壓信號(hào)，輸出的電壓信號(hào)與原電流信號(hào)存在固定90°相位差，此微分電壓信號(hào)被積分轉(zhuǎn)換單元(即積分還原模塊)接收后，通過積分還原，將二次電壓信號(hào)相位還原，形成一個(gè)與一次電流相位相同的二次電壓信號(hào)，并送給A/D轉(zhuǎn)換模塊5進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理，其原理圖如圖2所示。由于常規(guī)的電子式互感器中一般設(shè)置有用于積分的模塊，所以，作為其他的實(shí)施例，當(dāng)本實(shí)施例中的三個(gè)電子式互感器中原本設(shè)置有用于積分的模塊時(shí)，積分還原模塊4是可以省略的，互感器直接連接A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0025]在本實(shí)施例中，A、B、C三相的電子式電流互感器可以將斷路器一次側(cè)的電流轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)成比例的測(cè)量級(jí)電壓信號(hào)，通過積分還原模塊4將獲得的二次電壓積分還原為與一次側(cè)電流相位相同的二次電壓信號(hào)，然后將其發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換模塊5，通過該A/D轉(zhuǎn)換模塊5將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)以供DSP處理模塊6使用，DSP處理模塊6根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷處理，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。
[0026]存儲(chǔ)單元由事件記錄模塊10和故障錄波模塊11構(gòu)成，DSP處理模塊6連接事件記錄模塊10和故障錄波模塊11，事件記錄模塊10和故障錄波模塊11本質(zhì)上是兩個(gè)存儲(chǔ)模塊，可以為現(xiàn)有的存儲(chǔ)器模塊，這兩個(gè)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息不同，其中，事件記錄模塊用于記錄所有與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)的事件，故障錄波模塊用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流的波形。使用兩個(gè)存儲(chǔ)模塊，每個(gè)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息不同，這兩個(gè)存儲(chǔ)模塊之間沒有必然連接，當(dāng)其中一個(gè)存儲(chǔ)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，不影響另一個(gè)模塊的正常使用，所以，設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)模塊相較于只使用一個(gè)存儲(chǔ)模塊來進(jìn)行所有相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的方式，存儲(chǔ)方式靈活，并且提升了存儲(chǔ)的可靠性。
[0027]在本實(shí)施例中，為了便于相關(guān)控制，該綜合保護(hù)裝置還包括人機(jī)交互模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、聲光報(bào)警模塊9、通訊模塊12和電源模塊13，DSP處理模塊6與人機(jī)交互模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、聲光報(bào)警模塊9和通訊模塊12連接，并且，電源模塊13用于為整個(gè)裝置提供所需要的不同等級(jí)的電源電壓，而且，由于本裝置中大多數(shù)是電子電路，需要通過外部電源供電，這里采用220V AV/DC電源對(duì)電源模塊13進(jìn)行供電，以便給整個(gè)裝置提供不同等級(jí)的電源電壓，從而保證整個(gè)裝置的安全可靠運(yùn)行。
[0028]其中，人機(jī)交互模塊7可以是數(shù)據(jù)輸入和顯示為一體的觸摸屏，也可以由液晶屏和按鍵組合構(gòu)成，在本實(shí)施例中，人機(jī)交互模塊7包括藍(lán)色液晶屏和按鍵，藍(lán)色液晶屏供用戶實(shí)時(shí)查看測(cè)量數(shù)據(jù)、開關(guān)量狀態(tài)、事件記錄、系統(tǒng)參數(shù)等信息，按鍵以便用戶進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、菜單翻頁(yè)操作等功能。
[0029]開關(guān)量輸出模塊8控制連接斷路器模塊，用于輸出相應(yīng)的開關(guān)量信號(hào)以控制斷路器的分合閘。另外，作為其他的實(shí)施例，如果DSP處理模塊6能夠直接輸出控制分合閘的控制信號(hào)，那么，該開關(guān)量輸出模塊8就無需設(shè)置。
[0030]聲光報(bào)警模塊9用于產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，在本實(shí)施例中，聲光報(bào)警模塊9包括蜂鳴器和LED指示燈。
[0031]通訊模塊12用于向外部設(shè)備實(shí)時(shí)傳送斷路器的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，該通訊模塊可以是485通訊模塊，還可以是其他類型的通訊模塊，比如，目前較為熱門的4G無線通訊模塊。
[0032]A、B、C三相的電子式電流互感器分別采集斷路器中流過的三相電流，并依次經(jīng)積分還原模塊4和A/D轉(zhuǎn)換模塊5處理后給DSP處理模塊6，DSP處理模塊6可以實(shí)時(shí)得到相應(yīng)的電流值，經(jīng)過處理后，可通過人機(jī)交互模塊7的液晶屏實(shí)時(shí)顯示，與此同時(shí)，DSP處理模塊6還將測(cè)量的實(shí)時(shí)值與預(yù)先設(shè)定的保護(hù)定值做比較，一旦其超過所設(shè)定的保護(hù)定值，便控制開關(guān)量輸出模塊8對(duì)斷路器發(fā)出分閘信號(hào)，同時(shí)聲光報(bào)警模塊中9的蜂鳴器開始發(fā)出報(bào)警聲音，相應(yīng)的LED指示燈也以IHz的頻率不停閃爍。此外，事件記錄模塊10也記錄下本次事件發(fā)生的動(dòng)作類型、動(dòng)作時(shí)間等相關(guān)信息，故障錄波模塊11也會(huì)記錄下本次事件發(fā)生前后某段時(shí)間內(nèi)(這里取本次事件發(fā)生前10個(gè)周期、發(fā)生后8個(gè)周期)的電流波形。同時(shí)通過通訊模塊12將這些記錄的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部計(jì)算機(jī)，便于后期分析、總結(jié)本次事件發(fā)生的原因，為日后電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供借鑒。
[0033]總而言之，綜合保護(hù)裝置由電子式電流互感器、積分還原模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、DSP處理模塊、人機(jī)交互模塊、聲光報(bào)警模塊、事件記錄模塊、故障錄波模塊、通訊模塊等組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧，可以直接安裝在斷路器殼體內(nèi)部，極大的簡(jiǎn)化了開關(guān)柜內(nèi)部的二次設(shè)計(jì)與施工，且可以取代各種繼電器和儀表，大大節(jié)省了安裝空間和控制電纜；同時(shí)，外部與電子式電流互感器(1-3)配合使用，內(nèi)部采用積分還原模塊4和信號(hào)調(diào)理模塊處理信號(hào)，大大提高了信號(hào)的采樣精度。
[0034]綜合保護(hù)裝置實(shí)施例
[0035]該綜合保護(hù)裝置的具體結(jié)構(gòu)以及工作過程等均已在上述斷路器實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)說明，這里不再具體描述。
[0036]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。本實(shí)用新型的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斷路器綜合保護(hù)裝置，包括用于采集斷路器電流信號(hào)的信號(hào)采集單元，控制單元，控制單元采樣連接信號(hào)采集單元，其特征在于，還包括用于記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)事件的事件記錄模塊，以及用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流波形的故障錄波模塊，所述控制單元連接所述事件記錄模塊和故障錄波模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器綜合保護(hù)裝置，其特征在于，所述保護(hù)裝置還包括用于控制斷路器模塊分合閘的開關(guān)量輸出模塊，所述控制單元連接所述開關(guān)量輸出模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器綜合保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制單元為DSP處理模塊，所述信號(hào)采集單元依次通過積分還原模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊連接所述DSP處理模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器綜合保護(hù)裝置，其特征在于，所述保護(hù)裝置還包括通訊模塊和人機(jī)交互模塊，所述控制單元連接所述通訊模塊和人機(jī)交互模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器綜合保護(hù)裝置，其特征在于，所述保護(hù)裝置還包括報(bào)警模塊，所述控制單元連接所述報(bào)警模塊。6.一種斷路器，包括用于分合閘的斷路器模塊，以及綜合保護(hù)裝置，所述綜合保護(hù)裝置包括控制單元和用于采集斷路器電流信號(hào)的信號(hào)采集單元，控制單元采樣連接信號(hào)采集單元，其特征在于，所述綜合保護(hù)裝置還包括用于記錄與電力系統(tǒng)安全運(yùn)行相關(guān)事件的事件記錄模塊，以及用于記錄故障或事故發(fā)生前后電流波形的故障錄波模塊，所述控制單元連接所述事件記錄模塊和故障錄波模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于，所述斷路器包括一個(gè)殼體，所述斷路器模塊和所述綜合保護(hù)裝置均固設(shè)在所述殼體內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于，所述保護(hù)裝置還包括用于控制斷路器模塊分合閘的開關(guān)量輸出模塊，所述控制單元連接所述開關(guān)量輸出模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于，所述控制單元為DSP處理模塊，所述信號(hào)采集單元依次通過積分還原模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊連接所述DSP處理模塊。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斷路器，其特征在于，所述保護(hù)裝置還包括通訊模塊和人機(jī)交互模塊，所述控制單元連接所述通訊模塊和人機(jī)交互模塊。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK205693342SQ201620509322
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日 公開號(hào)201620509322.3, CN 201620509322, CN 205693342 U, CN 205693342U, CN-U-205693342, CN201620509322, CN201620509322.3, CN205693342 U, CN205693342U
【發(fā)明人】張英杰, 潘亞培, 楊昭, 馬曉娟, 陳起, 邵淑敏, 范冠鵬, 李金輝, 賈華景
【申請(qǐng)人】河南森源電氣股份有限公司