专利名称：一种无源型配电线路保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无源型配电线路保护装置。
背景技术：
在我国现阶段，随着城网、农网IOkV架空配电线路改造的不断深化，在配电网的运行中用户对供电的可靠性和安全性的认识不断提高，要求当主干线及出现故障和事故时波及到的故障面尽可能小及分支线出现故障和事故时不波及影响主干线，解决此问题，在 IOkV架空配电线路主干线及分支线中使用真空断路器(保护装置)，但是这种真空断路器存在开关配套复杂，继电保护控制配套设备的投资大、周期长、维护不方便等问题，这些问题中电源PT问题尤其突出，至使推广使用比例不大；目前实际作业中多使用通用简易型过电流保护控制器设备，这种设备通常普遍由模拟电路控制，其精度、可靠性不高，同时有在线路电流很小时不能工作，以及在线路首次合闸到故障线路时不能可靠动作等缺点。因此，目前现有技术中的过电流控制器存在着精度低、可靠性不高、在线路电流较小时不能启动工作的缺陷。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可靠性高、无需额外电源PT的且具有超低电流启动工作的配电线路保护装置。本实用新型中涉及的保护装置所采用的技术方案是该装置包括线路中的开关本体以及与之电连接的控制电路，所述控制电路包括电子式电流互感器、用于采集该电子式电流互感器的测量信号的采集转换模块、数字处理单元、及控制输出电路以及电源模块，该电源模块连接所述电子式电流互感器经转换为合适的直接电源为各单元供电，所述数字处理单元连接有基准时钟及存储器；所述控制输出电路用于控制所述开关本体的通断，包括相互连接的储能及控制组件、输出继电器、输出启动组件，所述储能及控制组件、输出继电器、输出启动组件连接于所述数字处理单元并接受其控制信号。进一步，所述电子式电流互感器由电流互感器、晶闸管并联组成，其输出端还设置有阻抗自动匹配组件，该阻抗自动匹配组件由电压检测电路构成，电压检测电路连接所述晶闸管并根据电流互感器输出的电压高低来控制晶闸管的导通角的大小。进一步，所述电源模块包括倍压整流转换模块和直流电源管理组件。依据上述装置来实现配电线路在发生故障时的保护方法，包括以下步骤(1)所述电子式电流互感器产生的测量信号通过采集转换模块转换后输送至数字处理单元；同时该数字处理单元控制电源模块对储能及控制组件进行充电储能；(2)当所述数字处理单元判断测量信号为故障信号时，首先同时输出一高电平信号及一低电平信号来控制输出启动组件预启动；若执行成功，则通过开关本体对故障的隔离完成，若执行不成功，则转为步骤；(3)所述数字处理单元控制储能及控制组件提供能量，实现输出继电器的执行输
3出，完成故障的隔离。本实用新型的有益效果是由于本实用新型采用电子式电流互感器，其输入信号既为数字处理单元提供了测量信号，同时也为整个装置提供工作能源；控制输出电路用于控制所述开关本体的通断，包括相互连接的储能及控制组件、输出继电器、输出启动组件， 所述储能及控制组件、输出继电器、输出启动组件连接于所述数字处理单元并接受其控制信号，该控制输出电路通过预启动输出、确定输出共计3个输出信号来控制，有效防止了因单一控制信号的不可靠引发的误动，从而大大提高故障时输出的可靠性；同时本实用新型中加入的阻抗自动匹配组件，能保持电子式电流互感器的恒定功率输出，且在保护动作电流范围内保证电流线性变换，从而解决线路在极小电流不能工作的缺点，该阻抗自动匹配组件的自动调节作用可有效防止能量过多输出，降低输入信号的失真，解决由于热效应引起的控制器寿命的衰减及测量不准确而引起的不可靠。
图1是本实用新型的中保护装置的结构框图；图2是本实用新型中电子式电子互感器和阻抗自动匹配组件的示意图；图3是本实用新型中控制输出电路在线路故障时的信号输入示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型中的保护装置(断路器及控制器)包括线路中的开关本体 11以及与之电连接的控制电路，所述控制电路包括电子式电流互感器1、用于采集该电子式电流互感器1的测量信号的采集转换模块7、数字处理单元5、及控制输出电路以及电源模块，该电源模块包括倍压整流转换模块3和直流电源管理组件4，倍压整流转换模块3连接于所述电子式电流互感器1，将感应的电流信号转换为合适的直接电源为各单元供电(即为采集转换模块7、数字处理单元5、储能及控制组件8、输出继电器9、输出启动组件10供电)，所述数字处理单元5还连接有基准时钟及存储器6 ；所述控制输出电路用于控制所述开关本体11的通断，包括相互连接的储能及控制组件8、输出继电器9、输出启动组件10，所述储能及控制组件8、输出继电器9、输出启动组件10连接于所述数字处理单元5并接受其控制信号。并且储能及控制组件8可通过电源模块来充电储能，在线路极小电流时可供能保证控制电路的正常工作。电子式电流互感器1输出的信号为测量信号，同时也为控制电路提供工作能源， 但是在输入大电流情况下电流互感器能量输出过多，过强的热效应会影响整个控制电路的使用寿命与稳定性，以及输入大电流情况下电流互感器一次等效电感会干扰输入信号，引起器件模拟量测量的不准确，导致保护精度不高，本实用新型在此基础上作出改进，参见图 2。图2是电子式电流互感器1、阻抗自动匹配组件2结构原理示意图，所述电子式电流互感器1是由电流互感器、晶闸管SCRl、晶闸管SCR2并联组成，所述阻抗自动匹配组件2 主要由电压检测电路构成，由电阻Rl和稳压管VDl、电阻R2和稳压管VD2相串联后再并联组成，电阻Rl和稳压管VDl连接之间的节点和电阻R2和稳压管VD2之间的节点分别连接至晶闸管SCR1、晶闸管SCR2的控制端，电压检测电路能根据电流互感器1中的电流互感器输出的电压高低来控制晶闸管的导通角的大小，从而控制电子式电流互感器1的恒定功率输出，且在保护动作电流范围内保证电流线性变换，从而解决线路在极小电流不能工作的缺点。上述阻抗自动匹配组件2的自动调节作用可有效防止能量过多输出，降低输入信号的失真，解决由于热效应引起的控制器寿命的衰减及测量不准确而引起的不可靠。本实用新型中的控制中心由数字处理单元5、基准时针及存储器6及控制软件构成。数字处理单元5、基准时针及存储器6采用超低功耗以及高精度微安级器件设计，在微功耗模式下提供高精度的延时控制与数据存储，解决由于延时不准确导致的误动作，提高控制电路控制准确性及控制精度。所述控制输出电路由储能及控制组件8、输出继电器9、输出启动组件10构成。当线路故障发生时，输出启动组件10首先通过超低功耗的数字处理单元5同时输出一高电平信号及一低电平信号(控制信号1)来预启动，如启动成功则通过开关本体11来隔离故障线路，若达不到输出执行元件的功率要求时则通过后续步骤来完成。当数字处理单元5内判断故障确定后，再通过超低功耗的数字处理单元5输出确定信号(控制信号3)来控制储能及控制组件8的能量输出，实现输出继电器9的最终输出，如图3。总的来说，本实用新型的控制电路的输出执行元件必须通过预启动输出、确定输出共计3个输出信号来控制，有效防止了因单一控制信号的不可靠引发的误动，从而大大提高故障时输出的可靠性。
权利要求1.一种无源型配电线路保护装置，包括线路中的开关本体(11)以及与之电连接的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括电子式电流互感器(1 )、用于采集该电子式电流互感器(1)的测量信号的采集转换模块(7)、数字处理单元(5)、及控制输出电路以及电源模块，该电源模块连接所述电子式电流互感器(1)经转换为合适的直接电源为各单元供电，所述数字处理单元(5 )连接有基准时钟及存储器(6 )；所述控制输出电路用于控制所述开关本体(11)的通断，包括相互连接的储能及控制组件(8)、输出继电器(9)、输出启动组件(10)， 所述储能及控制组件(8)、输出继电器(9)、输出启动组件(10)连接于所述数字处理单元 (5)并接受其控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种无源型配电线路保护装置，其特征在于，所述电子式电流互感器(1)由电流互感器、晶闸管并联组成，其输出端还设置有阻抗自动匹配组件(2)， 该阻抗自动匹配组件(2)由电压检测电路构成，电压检测电路连接所述晶闸管并根据电流互感器输出的电压高低来控制晶闸管的导通角的大小。
3.根据权利要求1所述的一种无源型配电线路保护装置，其特征在于，所述电源模块包括倍压整流转换模块(3)和直流电源管理组件(4)。
专利摘要本实用新型公开了一种可靠性高、无需额外电源PT的且具有超低电流启动工作的无源型配电线路保护装置。该保护装置包括线路中的开关本体(11)以及控制电路，所述控制电路包括电子式电流互感器(1)、采集转换模块(7)、数字处理单元(5)、及控制输出电路以及电源模块，所述控制输出电路用于控制所述开关本体(11)的通断，包括相互连接的储能及控制组件(8)、输出继电器(9)、输出启动组件(10)，所述储能及控制组件(8)、输出继电器(9)、输出启动组件(10)连接于所述数字处理单元(5)并接受其控制信号；该控制输出电路通过预启动输出、确定输出共计3个输出信号来控制，有效防止了因单一控制信号的不可靠引发的误动。
文档编号H02H7/26GK202206129SQ20112035525
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者张源恕, 王焕文, 郭上华, 陈瑞民 申请人:珠海经纬电气有限公司, 珠海许继电气有限公司