环网柜专用继电保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统继电保护技术，尤其是涉及一种专用于城市配电网环网柜中的继电保护装置。
【背景技术】
[0002]城市配电网络中，中压系统大量采用环网供电模式，环网柜是其中的开关设备。变电站送出的电能通过环网柜及电力线路馈送至各个用户终端，当用户侧发生故障时需要及时断开相应的环网柜出线开关，切除故障保证主电网系统不受故障影响。
[0003]继电保护装置通过采集电流、电压及状态信息来获取电网的运行状况，判断电网是否出现故障，如有故障则输出信号控制开关断开来保护电网的安全。常规的继电保护装置通常安装于专用控制室的控制柜上或中置柜上，由于运行环境环境的温度、湿度处于可控状态，所以对继电保护装置的防护等级要求不高；此外由于专用控制室的控制柜或中置柜的空间比较大，因此对继电保护装置的安装位置、尺寸基本不受限制；而且线路负荷运行相对稳定，对继电保护装置采集的电流范围要求比较低，一般要求0.2A~100A。
[0004]而环网柜一般安放在户外，内部温度运行范围在_40°C -85°C,内部湿度运行范围在0°/『100% ;此外，环网柜结构非常紧凑，导致可供继电保护装置安装的位置、尺寸非常有限；而且由于城市电网用电用户的用电量变化很大，因此要求继电保护装置的采集电流范围更高，通常要求0.02 A ~100A;再者，由于继电保护安装的位置处于配电网络的末端，因此要求继电保护的动作响应速度越快越好，以避免用户端的故障蔓延到主网导致扩大事故范围。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供了一种防护等级达到IP65 ;外形尺寸小巧，安装方式灵活；电流采集范围大、精度高且具有快速保护功能的环网柜专用继电保护装置。
[0006]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:
环网柜专用继电保护装置，其特征在于:包括全密封金属箱体、设置在全密封金属箱体内的宽范围采集控制电路及引出线端子，所述全密封金属箱体包括一体成型式箱本体，固定在箱本体前端的面板及固定在箱本体后端的后背板，所述箱本体与面板、后背板之间分别设置有前密封垫、后密封垫，所述引出线端子通过一防水安装结构设置在后背板上。
[0007]作为上述方案的进一步改进，所述防水安装结构包括开设在后背板上的孔、设置在引出线端子周围并与孔配合安装的凸台及套设在凸台上的密封垫，所述密封垫被紧压在引出线端子凸台与后背板之间。
[0008]作为上述方案的进一步改进，所述箱本体的上下两面分别设置有安装盲孔，所述后背板上也开设有安装盲孔。
[0009]其中，所述宽范围采集控制电路包括电源模块、中央处理器模块及分别与中央处理器模块相连的工频电压采集模块、工频电流采集模块、开关量采集模块、跳闸脉冲输出模块、人机界面模块、通讯模块。
[0010]进一步，所述中央处理器模块包含总线为32位的微处理器以及外围的时钟电路，所述微处理器包含存储器、A/D转换模块、串行通讯接口、实时时钟及电源管理模块。
[0011 ] 进一步，所述工频电压采集模块包括电压互感器和由Al运算放大器组成的电压跟随器电路，外部电压信号连接到电压互感器，隔离后接入Al运算放大器组成的电压跟随器电路的输入端，电压跟随器电路的输出端接入中央处理器模块的A/D转换器完成电压信号采集。
[0012]进一步，所述工频电流采集模块包括电流互感器和由A2、A3运算放大器组成的两路同步放大器电路，外部电流信号连接到电流互感器，隔离后接入到A2、A3运算放大器组成的两路同步放大器电路，两路同步放大器输出分别连接到中央处理器模块的A/D转换器的两个输入端。
[0013]进一步，所述A2运算放大器构成的放大器电路放大倍数是A3运算放大器构成的放大器电路放大倍数的10倍。
[0014]进一步，所述跳闸脉冲输出模块包括三极管、跳闸继电器、限流电阻、脉冲储能电容C及充电电路，所述三极管的基极与中央处理器模块相连，三极管的发射极接地，三极管的集电极与跳闸继电器线圈相连，跳闸继电器线圈的常开触点与脉冲储能电容C相连后连接到故障线路，所述跳闸继电器线圈的常开触点与脉冲储能电容C的连接处通过限流电阻与充电电路相连，充电电路和脉冲储能电容C还分别与电源模块相连。
[0015]作为上述方案的进一步改进，所述微处理器采用了差分半波傅里叶算法计算故障电流。
[0016]本发明的有益效果是:本发明环网柜专用继电保护装置通过优化的结构设计，使得装置防护等级达到IP65 ;外形尺寸小巧，安装方式灵活；采用极宽范围采集电路设计，保证电流在0.02A-100A范围下均能满足采集精度且具有快速保护功能。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图:
图1为本发明实施例结构分解图；
图2为本发明实施例电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]参照图1~图2，环网柜专用继电保护装置，包括全密封金属箱体、设置在全密封金属箱体内的宽范围采集控制电路及引出线端子，所述全密封金属箱体包括一体成型式箱本体12，通过前固定螺钉16固定在箱本体12前端的面板11及通过后固定螺钉17固定在箱本体12后端的后背板13，所述箱本体12与面板11、后背板13之间分别设置有前密封垫14、后密封垫15，所述引出线端子通过一防水安装结构设置在后背板13上；为了保证该开孔有密封防水效果，该防水安装结构包括开设在后背板13上的孔、设置在引出线端子周围并与孔配合安装的凸台及套设在凸台上的密封垫，所述密封垫被紧压在引出线端子凸台与后背板13之间，填充满了引出端子周围的空隙。这样一种整体密封结构，保证了保护装置防护等级达到IP65级别。
[0019]进一步，所述箱本体12的上下两面分别设置有安装盲孔18，所述后背板13上也开设有安装盲孔，安装盲孔嵌入在所述的箱体表面上，孔内攻有内螺纹；采用这样的三面安装盲孔结构，一方面保证箱体的密封性能，另一方面也使得保护装置具有三个方向固定能力，保证在狭窄空间安装不受限制。
[0020]进一步参照图2，所述宽范围采集控制电路包括电源模块28、中央处理器模块21及分别与中央处理器模块21相连的工频电压采集模块22、工频电流采集模块23、开关量采集模块24、跳闸脉冲输出模块25、人机界面模块26、通讯模块27。
[0021]其中，所述中央处理器模块21包含总线为32位的微处理器以及外围的时钟电路，所述微处理器包含存储器、A/D转换模块、串行通讯接口、实时时钟及电源管理模块；这使得电路结构得到极大的简化，缩小了电路板尺寸。
[0022]进一步，所述工频电压采集模块22包括电压互感器和由Al运算放大器组成的电压跟随器电路，外部电压信号连接到电压互感器，隔离后接入Al运算放大器组成的电压跟随器电路的输入端，电压跟随器电路的输出端接入中央处理器模块的A/D转换器完成电压信号采集。
[0023]进一步，所述工频电流采集模块23包括电流互感器和由A2、A3运算放大器组成的两路同步放大器电路，外部电流信号连接到电流互感器，隔离后接入到A2、A3运算放大器组成的两