專利名稱：一種無源型配電線路保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無源型配電線路保護裝置。
背景技術：
在我國現階段，隨著城網、農網IOkV架空配電線路改造的不斷深化，在配電網的運行中用戶對供電的可靠性和安全性的認識不斷提高，要求當主干線及出現故障和事故時波及到的故障面盡可能小及分支線出現故障和事故時不波及影響主干線，解決此問題，在 IOkV架空配電線路主干線及分支線中使用真空斷路器(保護裝置)，但是這種真空斷路器存在開關配套復雜，繼電保護控制配套設備的投資大、周期長、維護不方便等問題，這些問題中電源PT問題尤其突出，至使推廣使用比例不大；目前實際作業中多使用通用簡易型過電流保護控制器設備，這種設備通常普遍由模擬電路控制，其精度、可靠性不高，同時有在線路電流很小時不能工作，以及在線路首次合閘到故障線路時不能可靠動作等缺點。因此，目前現有技術中的過電流控制器存在著精度低、可靠性不高、在線路電流較小時不能啟動工作的缺陷。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可靠性高、無需額外電源PT的且具有超低電流啟動工作的配電線路保護裝置。本實用新型中涉及的保護裝置所采用的技術方案是該裝置包括線路中的開關本體以及與之電連接的控制電路，所述控制電路包括電子式電流互感器、用于采集該電子式電流互感器的測量信號的采集轉換模塊、數字處理單元、及控制輸出電路以及電源模塊，該電源模塊連接所述電子式電流互感器經轉換為合適的直接電源為各單元供電，所述數字處理單元連接有基準時鐘及存儲器；所述控制輸出電路用于控制所述開關本體的通斷，包括相互連接的儲能及控制組件、輸出繼電器、輸出啟動組件，所述儲能及控制組件、輸出繼電器、輸出啟動組件連接于所述數字處理單元并接受其控制信號。進一步，所述電子式電流互感器由電流互感器、晶閘管并聯組成，其輸出端還設置有阻抗自動匹配組件，該阻抗自動匹配組件由電壓檢測電路構成，電壓檢測電路連接所述晶閘管并根據電流互感器輸出的電壓高低來控制晶閘管的導通角的大小。進一步，所述電源模塊包括倍壓整流轉換模塊和直流電源管理組件。依據上述裝置來實現配電線路在發生故障時的保護方法，包括以下步驟(1)所述電子式電流互感器產生的測量信號通過采集轉換模塊轉換后輸送至數字處理單元；同時該數字處理單元控制電源模塊對儲能及控制組件進行充電儲能；(2)當所述數字處理單元判斷測量信號為故障信號時，首先同時輸出一高電平信號及一低電平信號來控制輸出啟動組件預啟動；若執行成功，則通過開關本體對故障的隔離完成，若執行不成功，則轉為步驟；(3)所述數字處理單元控制儲能及控制組件提供能量，實現輸出繼電器的執行輸
3出，完成故障的隔離。本實用新型的有益效果是由于本實用新型采用電子式電流互感器，其輸入信號既為數字處理單元提供了測量信號，同時也為整個裝置提供工作能源；控制輸出電路用于控制所述開關本體的通斷，包括相互連接的儲能及控制組件、輸出繼電器、輸出啟動組件， 所述儲能及控制組件、輸出繼電器、輸出啟動組件連接于所述數字處理單元并接受其控制信號，該控制輸出電路通過預啟動輸出、確定輸出共計3個輸出信號來控制，有效防止了因單一控制信號的不可靠引發的誤動，從而大大提高故障時輸出的可靠性；同時本實用新型中加入的阻抗自動匹配組件，能保持電子式電流互感器的恒定功率輸出，且在保護動作電流范圍內保證電流線性變換，從而解決線路在極小電流不能工作的缺點，該阻抗自動匹配組件的自動調節作用可有效防止能量過多輸出，降低輸入信號的失真，解決由于熱效應引起的控制器壽命的衰減及測量不準確而引起的不可靠。
圖1是本實用新型的中保護裝置的結構框圖；圖2是本實用新型中電子式電子互感器和阻抗自動匹配組件的示意圖；圖3是本實用新型中控制輸出電路在線路故障時的信號輸入示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型中的保護裝置(斷路器及控制器)包括線路中的開關本體 11以及與之電連接的控制電路，所述控制電路包括電子式電流互感器1、用于采集該電子式電流互感器1的測量信號的采集轉換模塊7、數字處理單元5、及控制輸出電路以及電源模塊，該電源模塊包括倍壓整流轉換模塊3和直流電源管理組件4，倍壓整流轉換模塊3連接于所述電子式電流互感器1，將感應的電流信號轉換為合適的直接電源為各單元供電(即為采集轉換模塊7、數字處理單元5、儲能及控制組件8、輸出繼電器9、輸出啟動組件10供電)，所述數字處理單元5還連接有基準時鐘及存儲器6 ；所述控制輸出電路用于控制所述開關本體11的通斷，包括相互連接的儲能及控制組件8、輸出繼電器9、輸出啟動組件10，所述儲能及控制組件8、輸出繼電器9、輸出啟動組件10連接于所述數字處理單元5并接受其控制信號。并且儲能及控制組件8可通過電源模塊來充電儲能，在線路極小電流時可供能保證控制電路的正常工作。電子式電流互感器1輸出的信號為測量信號，同時也為控制電路提供工作能源， 但是在輸入大電流情況下電流互感器能量輸出過多，過強的熱效應會影響整個控制電路的使用壽命與穩定性，以及輸入大電流情況下電流互感器一次等效電感會干擾輸入信號，引起器件模擬量測量的不準確，導致保護精度不高，本實用新型在此基礎上作出改進，參見圖 2。圖2是電子式電流互感器1、阻抗自動匹配組件2結構原理示意圖，所述電子式電流互感器1是由電流互感器、晶閘管SCRl、晶閘管SCR2并聯組成，所述阻抗自動匹配組件2 主要由電壓檢測電路構成，由電阻Rl和穩壓管VDl、電阻R2和穩壓管VD2相串聯后再并聯組成，電阻Rl和穩壓管VDl連接之間的節點和電阻R2和穩壓管VD2之間的節點分別連接至晶閘管SCR1、晶閘管SCR2的控制端，電壓檢測電路能根據電流互感器1中的電流互感器輸出的電壓高低來控制晶閘管的導通角的大小，從而控制電子式電流互感器1的恒定功率輸出，且在保護動作電流范圍內保證電流線性變換，從而解決線路在極小電流不能工作的缺點。上述阻抗自動匹配組件2的自動調節作用可有效防止能量過多輸出，降低輸入信號的失真，解決由于熱效應引起的控制器壽命的衰減及測量不準確而引起的不可靠。本實用新型中的控制中心由數字處理單元5、基準時針及存儲器6及控制軟件構成。數字處理單元5、基準時針及存儲器6采用超低功耗以及高精度微安級器件設計，在微功耗模式下提供高精度的延時控制與數據存儲，解決由于延時不準確導致的誤動作，提高控制電路控制準確性及控制精度。所述控制輸出電路由儲能及控制組件8、輸出繼電器9、輸出啟動組件10構成。當線路故障發生時，輸出啟動組件10首先通過超低功耗的數字處理單元5同時輸出一高電平信號及一低電平信號(控制信號1)來預啟動，如啟動成功則通過開關本體11來隔離故障線路，若達不到輸出執行元件的功率要求時則通過后續步驟來完成。當數字處理單元5內判斷故障確定后，再通過超低功耗的數字處理單元5輸出確定信號(控制信號3)來控制儲能及控制組件8的能量輸出，實現輸出繼電器9的最終輸出，如圖3。總的來說，本實用新型的控制電路的輸出執行元件必須通過預啟動輸出、確定輸出共計3個輸出信號來控制，有效防止了因單一控制信號的不可靠引發的誤動，從而大大提高故障時輸出的可靠性。
權利要求1.一種無源型配電線路保護裝置，包括線路中的開關本體(11)以及與之電連接的控制電路，其特征在于，所述控制電路包括電子式電流互感器(1 )、用于采集該電子式電流互感器(1)的測量信號的采集轉換模塊(7)、數字處理單元(5)、及控制輸出電路以及電源模塊，該電源模塊連接所述電子式電流互感器(1)經轉換為合適的直接電源為各單元供電，所述數字處理單元(5 )連接有基準時鐘及存儲器(6 )；所述控制輸出電路用于控制所述開關本體(11)的通斷，包括相互連接的儲能及控制組件(8)、輸出繼電器(9)、輸出啟動組件(10)， 所述儲能及控制組件(8)、輸出繼電器(9)、輸出啟動組件(10)連接于所述數字處理單元 (5)并接受其控制信號。
2.根據權利要求1所述的一種無源型配電線路保護裝置，其特征在于，所述電子式電流互感器(1)由電流互感器、晶閘管并聯組成，其輸出端還設置有阻抗自動匹配組件(2)， 該阻抗自動匹配組件(2)由電壓檢測電路構成，電壓檢測電路連接所述晶閘管并根據電流互感器輸出的電壓高低來控制晶閘管的導通角的大小。
3.根據權利要求1所述的一種無源型配電線路保護裝置，其特征在于，所述電源模塊包括倍壓整流轉換模塊(3)和直流電源管理組件(4)。
專利摘要本實用新型公開了一種可靠性高、無需額外電源PT的且具有超低電流啟動工作的無源型配電線路保護裝置。該保護裝置包括線路中的開關本體(11)以及控制電路，所述控制電路包括電子式電流互感器(1)、采集轉換模塊(7)、數字處理單元(5)、及控制輸出電路以及電源模塊，所述控制輸出電路用于控制所述開關本體(11)的通斷，包括相互連接的儲能及控制組件(8)、輸出繼電器(9)、輸出啟動組件(10)，所述儲能及控制組件(8)、輸出繼電器(9)、輸出啟動組件(10)連接于所述數字處理單元(5)并接受其控制信號；該控制輸出電路通過預啟動輸出、確定輸出共計3個輸出信號來控制，有效防止了因單一控制信號的不可靠引發的誤動。
文檔編號H02H7/26GK202206129SQ20112035525
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者張源恕, 王煥文, 郭上華, 陳瑞民 申請人:珠海經緯電氣有限公司, 珠海許繼電氣有限公司