一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器，特征是：由高压真空断路器、微机继电保护装置和电压互感器构成，其中：高压真空断路器由开关断口及灭弧装置、电动弹簧操动机构和套管式的电流互感器组成，起控制及保护作用的微机继电保护装置由数据采集系统、计算机系统、通信模块和输入/输出模块组成。本发明具有能够对配电变压器实行电流保护、瓦斯/温度保护、监控变压器的运行状况、保障变压器的安全的优点，本发明与变压器共同组成智能化配电变压器供电单元，适宜户外环境工作。本发明和配电SCADA（配电自动化）的要求相吻合，符合配电SCADA“分步实施”“逐步实现”的构想。
【专利说明】一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电线路的控制开关设备，尤其是涉及一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器。
【背景技术】
[0002]配电网(66 μ 0.66kV电网)是连接送电系统(IlOkV及以上电网)和用电系统(0.66kV及以下电网)之间的一个庞大系统，该系统关系到电能送得出、用得了。配电网的发展滞后于送电网。
[0003]在配电网IOkV架空线路上接有众多降压变压器，把IOkV高压降压为0.4kV电压(记为10/0.4kV)供工农业生产和居民使用。
[0004]降压变压器用高压熔断器保护，少数用高压开关(保护设计较简单)，属于简单保护。
[0005]变压器故障分内部故障和外部故障。内部故障指变压器内绕组相间短路、绕组单相接地、绕组匝间短路及各种原因引起的局部过热、壳内压力上升等；外部故障是指变压器油箱外部套管或引出线上各种相间短路、单相接地故障。
[0006]变压器保护要求故障时及时发出信号、切除负载或使变压器退出运行；变压器控制要求对变压器的运行实行有效控制。
[0007]如何实现变压器的自动保护和控制是配电线路自动化保护的重要内容之一。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种IOkV树枝状的配电变压器保护和控制用智能真空断路器，它对配电变压器实行纵联差动、电流速断保护、过电流保护、过电负荷保护、瓦斯/温度等保护，实时监控变压器的运行，同时还兼顾线路运行、电能质量和电能计量等控制。
[0009]本发明的目的是这样实现的:
一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器，特征是:由高压真空断路器、微机继电保护装置和电压互感器构成，其中:高压真空断路器由开关断口及灭弧装置、电动弹簧操动机构和套管式的电流互感器组成，起控制及保护作用的微机继电保护装置由数据采集系统、计算机系统、通信模块和输入/输出模块组成；
电压互感器的高压端接到IOKV线路的进线端，电压互感器的低压端接微机继电保护装置中的数据采集系统的模拟信号输入端，数据采集系统的数字信号输出端接计算机系统的数字信号输入端，带接收天线的通信模块的通信信号数据端接计算机系统的通信信号数据端，计算机系统的指令输出端接输入/输出系统的指令输入端，控制电缆的一端通过航空插头接输入/输出系统的指令输出端，控制电缆的另一端通过航空插头接电动弹簧操动机构的指令输入端实时连接，受电动弹簧操动机构控制的开关断口及灭弧装置串联在变压器的高压进线端和IOKV线路的进线端之间，电流互感器套装在开关断口及灭弧装置和变压器的高压进线端之间的线路上，变压器的另一端为0.4KV线路的进线端。[0010]数据采集系统由电压形成回路、低通滤波器、采样保持器、数模转换器、压频变换器和多路开关依次串联而成。
[0011]从电压互感器、电流互感器上获得的电压、电流(图中未画电流互感器与数据采集系统的连接)模拟信号进入数据采集系统，电流模拟信号经电压形成回路也转变成电压模拟信号，两路电压模拟信号由低通滤波器滤除高次谐波，余下的低频电压模拟信号进入作为高速电子开关的采样保持器(采样信号的频率能满足采样定理要求)，分点测量低频电压模拟信号瞬时值，并在数模转换器的数模转换期内保持不变，再经压频变换器处理后变成脉冲信号，由计数器计数，这样模拟信号就变成了数字信号，多路开关保证了采样处理的三相所有电压和电流信号都是同一时刻的，方便继续进行电气量的计算和运算结果的判断。数据采集系统处理的处理成数字信号，由计算机系统进行运算，实时获得线路三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等线路电气数据(甚至还能够获得线路高次谐波电流等数据)，据此进行变压器运行状态及负荷情况的判断，得出变压器是否工作正常的结论(变压器的供电电压是否正常、是否超负荷、变压器内部状况的瓦斯(油变)/温度(干变)是否异常、超标等变压器运行数据，判断变压器运行状态);一些数据交由通信模块送出，发送到上级变电站控制整条线路的主控机，另一些数据经输入/输出模块处理、光电隔离后通过航空插头、控制电缆输出开关量(如变压器T的油温信号)到电动弹簧操动机构，在微机继电保护装置的指令下，电动弹簧操动机构控制开关断口及灭弧装置的开关动作进行合或分。一旦变压器工作在故障状态，由计算机系统发出指令，通过输入/输出模块给电动弹簧操动机构，立即自动启动电动弹簧操动机构的开关断口及灭弧装置，切断变压器的进线电源，变压器退出运行，达到了保护变压器的目的。
[0012]通信模块具有上传线路特征量及变压器工作状态的信息的功能，优先接受和执行上级变电站控制整条线路的主控机的控制命令，能实现远程遥控。
[0013]本发明具有能够对配电变压器实行电流保护、瓦斯/温度保护，、监控变压器的运行状况、保障变压器的安全的优点，本发明与变压器共同组成智能化配电变压器供电单元，适宜户外环境工作，其中:高压真空断路器安装在电线杆上，微机继电保护装置安装在电线杆下端的适当位置，变压器安装在电线杆附近的地面上，整套装置可以分布安装在配电线路上有需要的任何地方，成为配电线路的一个智能控制点。
[0014]微机继电保护装置具有良好的环境适应性，可以在各种地理条件和气象条件下和强电磁条件下的户外环境长期工作；自备工作电源保存微机数据和保护功能的开关量输出需要。
[0015]本发明和配电SCADA (配电自动化)的要求相吻合，符合配电SCADA“分步实施”“逐步实现”的构想。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图2为微机继电保护装置的结构示意图；
图3为数据采集系统的结构示意图；
图4为本发明的安装示意图。
【具体实施方式】[0017]下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
[0018]一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器，特征是:由高压真空断路器8、微机继电保护装置7和电压互感器9构成，其中:高压真空断路器8由开关断口及灭弧装置2、电动弹簧操动机构4和套管式的电流互感器3组成，起控制及保护作用的微机继电保护装置7由数据采集系统11、计算机系统12、通信模块14和输入/输出模块13组成；
电压互感器9的高压端接到IOKV线路21的进线端，电压互感器9的低压端接微机继电保护装置7中的数据采集系统11的模拟信号输入端，数据采集系统11的数字信号输出端接计算机系统12的数字信号输入端，带接收天线的通信模块14的通信信号数据端接计算机系统12的通信信号数据端，计算机系统12的指令输出端接输入/输出系统13的指令输入端，控制电缆6的一端通过航空插头5接输入/输出系统13的指令输出端,控制电缆6的另一端通过航空插头5接电动弹簧操动机构4的指令输入端实时连接，受电动弹簧操动机构4控制的开关断口及灭弧装置2串联在变压器10的高压进线端22和IOKV线路的进线端21之间，电流互感器3套装在开关断口及灭弧装置2和变压器10的高压进线端22之间的线路上，变压器10的另一端为0.4KV线路23的进线端。
[0019]数据采集系统11由电压形成回路31、低通滤波器32、采样保持器33、数模转换器34、压频变换器35和多路开关36依次串联而成。
【权利要求】
1.一种配电变压器保护和控制用智能真空断路器，其特征在于:由高压真空断路器、微机继电保护装置和电压互感器构成，其中:高压真空断路器由开关断口及灭弧装置、电动弹簧操动机构和套管式的电流互感器组成，起控制及保护作用的微机继电保护装置由数据采集系统、计算机系统、通信模块和输入/输出模块组成； 电压互感器的高压端接到IOKV线路的进线端，电压互感器的低压端接微机继电保护装置中的数据采集系统的模拟信号输入端，数据采集系统的数字信号输出端接计算机系统的数字信号输入端，带接收天线的通信模块的通信信号数据端接计算机系统的通信信号数据端，计算机系统的指令输出端接输入/输出系统的指令输入端，控制电缆的一端通过航空插头接输入/输出系统的指令输出端，控制电缆的另一端通过航空插头接电动弹簧操动机构的指令输入端实时连接，受电动弹簧操动机构控制的开关断口及灭弧装置串联在变压器的高压进线端和IOKV线路的进线端之间，电流互感器套装在开关断口及灭弧装置和变压器的高压进线端之间的线路上，变压器的另一端为0.4KV线路的进线端。
2.根据权利要求1所述的配电变压器保护和控制用智能真空断路器，其特征在于:数据采集系统由电压形成回路、低通滤波器、采样保持器、数模转换器、压频变换器和多路开关依次串联而成。
【文档编号】H02H7/04GK103928907SQ201410188705
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】马云涌, 黎金飞 申请人:江西森源电力股份有限公司