开关控制器和开关设备的制作方法

专利名称：开关控制器和开关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关控制器和设置在例如配电系统中的开关设备。
背景技术：
在配电系统中，电力从上游系统提供，并且该电力通过断路器提 供给配电线路。例如，在上游系统中提供变压器作为电源。配电线路 具有支线。通过在支线上设置与每个部分相对应的开关设备来划分配 电线路。通过设置开关设备将每个已划分部分进一步划分成更小的分 部。在配电系统中，通常设置配电自动化系统。下面，将解释每个开 关设备基于配电自动化系统的操作。当配电系统中的给定部分发生故障时，断路器和各自的开关设备 都同时打幵。结果，故障电压不再存在于该配电系统中。当不存在故 障电压时，配电自动化系统再次闭合断路器，并且从放置在上游系统 侧的开关设备开始以固定的时间间隔依次闭合开关设备。在下文中， 将该固定时间称为"确认时间"。如果在开关设备闭合之后的这个确 认时间内又发生了故障电压，那么配电自动化系统确定故障已经发生 在包括这个开关设备的部分中。因此，将被确定为其中具有故障的部 分中的开关设备封锁(lock),从而这个开关设备不能再次闭合。该 配电自动化系统再次闭合除了这个开关设备以外的各个开关设备。结 果，在该配电系统中，故障部分被单独隔离，并且对其它正常部分充电(例如参见JP-A019158-1996[KOKAI])。然而，上面说明的配电自动化系统具有下列问题。 在配电线路中，设置了大容量电机或者功率因数调节电容器。因
此，故障电压的剩余电压可能长时间存在于配电线路上。因此，必须 设置较长的确认时间来防止错误地确定故障部分。此外，闭合各个开 关设备之间必须具有时差以便确定故障部分。而且，为了隔离故障部 分并且再次通过配电线路供电，必须再次闭合该断路器两次。同样地， 必须再次闭合设置在正常部分中的开关设备。基于这些因素，再次给 正常部分馈电所需的时间变长。发明内容本发明的目的在于提供一种开关控制器和开关设备，其可以縮短 给正常部分再次馈电所需的时间，并且可以减少配电系统中发生故障 时再次闭合电路的次数。根据本发明的一个方案，提供了一种用于设置在配电线路(1)中的开关(6)的开关控制器(7)，所述开关(6)包括状态检测部分(61) ，该状态检测部分(61)检测表示所述开关(6)的打开状态或 者闭合状态的状态信号(S61)，配电线路(1)包括电流检测装置(62) ，其用于检测流过所述开关(6)的电流；以及供电侧电压检测 装置(3)，其用于检测所述开关(6)的供电侧上的电压，开关控制 器(7)包括故障判断装置(73)，其用于基于所述电流检测装置(62) 所检测的电流来判断是否发生了故障；第一打开装置(OP)，其用于 在所述故障判断装置(73)判断出发生故障时输出用于打开所述开关(6)的打开信号(ST);故障频率计算装置(751)，其用于基于所 述故障判断装置(73)的判断结果来计算故障的次数；闭合封锁装置(752)，其用于在所述故障频率计算装置(751)所计算的故障次数 大于预定容许的次数时封锁所述开关(6)的闭合；供电侧电压判断 装置(31)，其用于基于所述供电侧电压检测装置(3)所检测的电压 来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的供电侧；闭合装置(71), 其用于在所述闭合封锁装置(752)没有封锁所述开关(6)的闭合、 所述供电侧电压判断装置(31)判断电压被施加给了所述开关(6) 的所述供电侧、以及所述状态检测部分(61)检测到的状态信号(S61) 表示所述打开状态时，在经过预定时间后输出用于闭合所述开关的第
一闭合信号(SC);闭合确认装置(76)，其用于基于来自所述状态 检测部分(61)的状态信号(S61)确认所述开关(6)是否闭合；以 及故障频率复位装置(76)，其用于在所述闭合确认装置(76)确认 该开关(6)闭合时将所述故障频率计算装置(751)所计算的故障次 数(7C)进行复位。


包括在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与前面给出的概括说明以及下文将给出的具体实施例说明一 起来解释本发明的原理。图1是示出了根据本发明第一实施例的开关设备的结构的框图； 图2是示出了根据本发明第一实施例的判断部分的结构的框图； 图3是示出了根据本发明第一实施例的开关设备的功能的框图； 图4是用于解释根据本发明第一实施例的每个开关设备的操作 的时间图；图5是示出了根据本发明第二实施例的开关设备的结构的框图； 图6是示出了根据本发明第二实施例的开关设备的功能的框图； 图7是示出了根据本发明第三实施例的开关设备的结构的框图； 图8是示出了根据本发明第三实施例的判断部分的结构的框图； 图9是示出了根据本发明第三实施例的开关设备的功能的框图； 图10是示出了根据本发明第四实施例的开关设备的结构的框图；图11是示出了根据本发明第四实施例的开关设备的功能的框图；图12是示出了根据本发明第五实施例的开关设备的结构的框图；图13是示出了根据本发明第五实施例的判断部分的结构的框图；图14是示出了根据本发明第五实施例的开关设备的功能的框图； 图15是示出了根据本发明第五实施例的每个开关设备的操作的 时间图；图16是示出了根据本发明第一实施例的每个开关设备的布置位 置的电力系统图；图17是示出了根据本发明第五实施例的每个开关设备的布置位 置的电力系统图；以及图18是示出了根据本发明第二实施例的修改例的开关设备的结 构的框图。
具体实施方式
下面，将参考

根据本发明的实施例。[第一实施例]图1是示出了根据本发明第一实施例的开关设备的结构的框图。 根据该实施例的开关设备包括开关6和对该开关6进行控制的控制器7。开关设备连接到配电线路l上。电压互感器3和4连接到该配电线路1上。电压互感器3检测开关6在供电侧H上的电压。电压互感器3 输出电压信号S3给控制器7，该电压信号S3与检测到的电压成比例。电压互感器4检测开关6在负载侧L上的电压。电压互感器4 输出电压信号S4给控制器7，该电压信号S4与检测到的电压成比例。开关6包括开关部分60、电流互感器62、状态检测部分61、闭 合线圈63和打开线圈64。开关6为闭锁(latch)型开关。即使不施 加供电电压，该闭锁型开关也保持其状态。而且，该闭锁型开关根据 闭合信号SC或者打开信号ST进行操作。当开关部分60打开时，配电线路1断开。当开关部分60闭合时， 配电线路1连接。电流互感器62对流经配电线路1的电流进行检测。该电流互感 器62输出电流信号S62给控制器7，该电流信号S62与检测到的电 流成比例。
状态检测部分61输出状态信号S61给控制器7。该状态信号S61 表示开关部分60的状态。当开关部分60打开时，该状态信号S61 变为"0"。当开关部分60处于闭合状态时，该状态信号S61变为"1"。闭合线圈63是闭合开关部分60的线圈。闭合线圈63响应于从 控制器7中输出的闭合信号SC而被激励。当闭合线圈63被激励时， 开关部分60闭合。打开线圈64是打开开关部分60的线圈。打开线圈64响应于控 制器7所输出的打开信号ST而被激励。当打开线圈64被激励时， 开关部分60打开。控制器7包括闭合控制部分71、故障检测部分73、判断部分75、 闭合确认部分76和容许频率设置部分78。闭合控制部分71接收状态检测部分61输出的状态信号S61。闭 合控制部分71接收电压互感器3输出的电压信号S3。闭合控制部分 71接收电压互感器4输出的电压信号S4。闭合控制部分71基于状态 信号S61和电压信号S3和S4而向闭合线圈63输出闭合信号SC。闭合确认部分76接收状态检测部分61输出的状态信号S61。闭 合确认部分76基于该状态信号S61确认所述开关部分60已经闭合。 在确认所述开关部分60已经闭合后，闭合确认部分76输出频率复位 信号S76给判断部分75。故障检测部分73接收电流互感器62输出的电流信号S62。故障 检测部分73基于所述电流信号S62检测配电线路1上的故障。当检 测到故障时，故障检测部分73输出故障检测信号S73给判断部分75。在容许频率设置部分78中设置容许次数79。该容许次数79表 示由故障检测部分73检测的故障的容许次数。该容许频率设置部分 78输出容许次数79给判断部分75作为容许频率信号S78。图2是示出了根据该实施例的判断部分75的结构的框图。判断部分75包括故障频率计算部分751、闭合封锁部分752和 打开部分OP。故障频率计算部分751接收故障检测部分73输出的故障检测信 号S73。故障频率计算部分751接收闭合确认部分76输出的频率复 位信号S76。故障频率计算部分751基于该故障检测信号S73和频率 复位信号S76来计算故障的次数。故障频率计算部分751向闭合封锁 部分752提供计算出来的故障次数。闭合封锁部分752从故障频率计算部分751获取故障次数的信 息。闭合封锁部分752接收容许频率设置部分78输出的容许频率信 号S78。闭合封锁部分752将该故障次数与包括在容许频率信号S78 中的容许次数进行比较以判断是否封锁由闭合控制部分71闭合所述 开关部分60。当判断出将要封锁闭合时，闭合封锁部分752输出闭 合封锁信号S75给闭合控制部分71。闭合封锁信号S75封锁闭合控 制部分71输出的闭合信号SC。基于故障检测部分73输出的故障检测信号S73，打开部分OP 输出打开信号ST给打开线圈64。图3是示出了根据第一实施例的开关设备的功能的框图。在故障检测部分73中预先设置用于检测故障的灵敏度。同样在 变电站中设置用于检测故障的灵敏度。将故障检测部分73中的灵敏 度设置成基本等于在变电站中设置的灵敏度水平。该变电站将例如用 于连接配电线路1与上游系统的断路器置于控制之下。故障检测部分 73基于电流信号S62检测流经配电线路1的电流的电流值。当该电 流值超过该灵敏度时，故障检测部分73检测到配电线路1具有故障。判断部分75包括打开部分OP、计数器CN以及比较部分CMP。 计数器CN是构成图2所述的故障频率计算部分751的一部分。比较 部分CMP是构成闭合封锁部分752的一部分。在接收到来自故障检测部分73的故障检测信号S73后，打开部 分OP输出打开信号ST给打开线圈64。结果，打开部分OP打开开 关部分60。计数器CN存储检测到的故障的次数7C。在接收到故障检测信 号S73后，计数器CN使检测到的故障的次数7C加1。结果，计数 器CN计算故障的次数。当计数器CN接收到频率复位信号S76时， 其将检测到的故障的次数7C复位到"0"。判断部分75基于容许频率信号S78检测容许次数79。
当检测到的故障的次数7C大于容许次数79时，比较部分CMP 将闭合封锁信号S75设置为"1"并且将该信号输出给闭合控制部分 71 。比较部分CMP通过输出闭合封锁信号S75对闭合所述开关部分 60进行封锁。闭合控制部分71包括电压电平判断单元31和41，非门91A、 91B和91C，与门92A和92B，以及定时器TA。非门91A、 91B和 91C中的每一个都是对输入信号求反的电路。每个与门92A和92B 是产生输入信号的逻辑乘积的电路。电压电平判断单元31基于电压信号S3对电压是否被施加到配电 线路1的供电侧H上进行检测。当电压电平判断单元31检测到施加 电压时，其输出"1"。当确定检测结果为没有施加电压时，电压电平 判断单元31输出"0"。电压电平判断单元31输出检测结果给与门 92 A 。电压电平判断单元41基于电压信号S4对电压是否被施加到配电 线路1的负载侧L上进行检测。当电压电平判断单元41检测到施加 电压时，其输出"1"。当确定检测结果为没有施加电压时，电压电平 判断单元41输出"0"。电压电平判断单元41通过非门91A输出检 测结果给与门92A。与门92A接收来自电压电平判断单元31的检测结果。与门92A 经由非门91A接收来自电压电平判断单元41的检测结果。当电压施 加到配电线路1的供电侧并且电压没有施加到配电线路1的负载侧L 时，与门92A输出"1"。在其它情况下，与门92A输出"0"。与门 92A输出算术运算结果给与门92B。与门92B经由非门91B接收状态信号S61。与门92B经由非门 91C接收闭合封锁信号S75。与门92B接收来自与门92A的算术运算 结果。与门92B产生输入信号的逻辑乘积。与门92B输出算术运算结 果给定时器TA。当电压仅被施加到配电线路1的供电侧H，开关部 分60打开，并且判断部分75输出表示不封锁闭合的闭合封锁信号 S75时，与门92B输出"1"。在其它任意情况下，与门92B输出"0"。
与门92B输出算术运算结果给定时器TA。时间&预先设置在定时器TA中。将该时间i设置得比在变电 站中设置的检测时间长。时间i例如是2秒。当从与门92B输入"l" 持续时间i时，定时器TA输出闭合信号SC给闭合线圈63。闭合确认部分76具有定时器TB。时间B预先设置在定时器TB 中。将该时间B设置得比定时器TA中设置的时间i短。时间B例 如是1秒。当从状态检测部分61输入"1"持续时间B时，定时器 TB输出频率复位信号S76给判断部分75。现在，将参照图16和图4说明配电系统中引入的根据本实施例 的各个开关设备21-25的操作。图16是示出了各个开关设备21-25的布置位置的电力系统图。 断路器CB和开关设备21-25包括在该配电系统中。图4是示出了根据本实施例的各个开关设备21-25的操作的时间 图。时间图(a)示出了断路器CB的操作。时间图(b)、 (c)、 (d)、 (e)和(f)分别示出了开关设备21、 24、 22、 25和23的操作。在 时间图(a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e)和(f)中，状态"0"表示打开 状态，而状态"l"表示闭合状态。下部分的表格示出了在每个开关 设备21-25中检测到的故障次数的变换。在开关设备21-25中，将允许次数79设置为"1"。现在，假设故障FT发生在部分ID中。故障FT例如是短路故障。当故障FT发生时，断路器CB基于来自变电站的命令而打开。开关设备21-23分别检测到故障FT，并且打开其开关。断路器 CB和开关设备21-23在大致相同的时刻打开。开关设备21-23中的 每一个计数检测到的故障的次数7C，并且将其设置为"1"。由于故障电流没有流过开关设备24-25，因此这些设备没有检测 到故障FT。因此，开关设备24和25保持在闭合状态。在开关设备 24和25中的每一个中，检测到的故障的次数7C是"0"。当断路器CB打开时，故障电流不再流过配电线路l。当故障电 流不流过配电线路l时，断路器CB立即再次闭合。当断路器CB再 次闭合时，部分1A被充电。
当部分1A被充电后经过时间1时，开关设备21闭合。当幵关 设备21闭合时，部分1B被充电。这时，由于开关设备24保持在闭 合状态，因此部分1E被同时充电。当闭合后经过时间B时，开关设 备21将检测到的故障的次数7C复位到"0"。当部分1B被充电后经过时间i时，开关设备22闭合。当幵关 设备22闭合时，部分1C被充电。这时，由于开关设备25保持在闭 合状态，因此部分1F被充电。当闭合后经过时间B时，开关设备22 将检测到的故障的次数7C复位到"0"。当部分1C被充电后经过时间i时，开关设备23闭合。当开关 设备23闭合时，部分1D被充电。然而，故障FT继续存在于部分1D 中。因此，断路器CB再次打开。另外，故障电流流过开关设备21-23。 因此，开关设备21-23通过检测故障FT而被再次打开。每个开关设 备21-23计数检测到的故障的次数7C。在开关设备21-22中的每一个 中，检测到的故障的次数7C变为"1"。在开关设备23中，检测到 的故障的次数7C变为"2"。在开关设备23中，检测到的故障的次 数7C超过"1"，即超过容许次数79。因此，开关设备23的判断部 分75输出闭合封锁信号S75。然后，同样地，断路器CB再次闭合。当断路器CB再次闭合时， 各个部分21、 22、 24和25被充电。然而，由于闭合封锁信号S75 没有指示封锁，因此开关设备23没有闭合。因此，仅仅故障部分1D 与配电线路l在电气上断开。根据本实施例，可以得到下列功能/效果。设置在配电系统中的每个开关设备6通过使用流经配电线路1的 电流来检测故障。因此，每个开关设备6都可以再次闭合，而不必等 待配电线路1中的剩余电压的衰减。相应地，设置在配电线路1的上 游系统侧的断路器CB可以再次快速闭合。此夕卜，如果时间4等于或 者大于检测故障的恢复时间，则闭合控制部分71的定时器TA可以 缩短时间A。无故障电流流过的开关设备保持闭合状态。因此，在置于这些开 关设备的下游系统的部分中，可以縮短电力恢复所需要的时间。而且， 即使在开关设备是并联连接时，也可以将相同的时间&设定给所有开关设备的定时器TA。因此，可以縮短配电系统中的所有部分的电 力恢复时间。在设置在配电线路1的端部处的开关设备中，可以将容许次数 79设置为"0"。结果，对于由配电线路1的端部处的部分所引起的 故障，故障部分可以通过再次闭合断路器CB—次而断开。[第二实施例]图5是示出了根据本发明第二实施例的开关设备的结构的框图。 相似的附图标记表示与图l相同的部分，从而省略对其的详细说明， 这里将仅介绍不同的部分。应该注意，在下面的实施例中，也将省略 重复的说明。根据本实施例的开关设备包括开关6A和控制器7。与根据第一 实施例的开关6不同之处在于，开关6A具有辅助继电器66和根据 该辅助继电器66操作的触点65。辅助继电器66由电流互感器62输出的电流信号S62激励。当恒 定电流或者更高的电流流过辅助继电器66时，触点65操作。该恒定 电流是电流信号S62在开关容许电流或者更高的电流流过配电线路1 时的电流量。开关容许电流是禁止开关6A的安全中断的电流量。触点65是常闭触点(b-触点)。当触点65操作时，打开控制器7 输出的打幵信号ST到打开线圈64的通路。图6是示出了根据第二实施例的开关设备的功能的框图。当流经配电线路1的电流大于开关容许电流时，开关6A中的辅 助继电器66工作。在辅助继电器66工作的情况下，触点65打开。 结果，防止控制器7输出的打开信号ST输入到打开线圈64。当流经配电线路1的电流等于或者小于开关容许电流时，开关 6A中的辅助继电器66恢复。在辅助继电器66恢复时，触点65闭合。 结果，被阻止的打开信号ST输入到打开线圈64。在根据本实施例的开关设备中，其它方面与根据第一实施例的开 关设备相同。
现在，将说明根据本实施例的开关设备的操作。在故障电流流经配电线路1时，开关设备检测到故障。在检测到故障后，控制器7输出打开信号ST以打开开关6A。这时，辅助继电 器66基于流过配电线路1的故障电流进行操作。结果，避免将打开 信号ST输入到打开线圈64。因此，开关6A没有打开。当断路器CB打开时，故障电流中断。结果，故障电流不再存在 于配电线路1中。当故障电流不流经配电线路1时，辅助继电器66 恢复。当检测到故障时，控制器7输出的打开信号ST保持输出。打 幵信号ST输入到打开线圈64。因此，开关6A打开。利用这种方式，当等于或者大于开关容许电流的电流流经配电线 路1时，开关6A不能打开。应用在配电系统的每个开关设备的操作与第一实施例的操作相同。根据本实施例，可以获得下列功能/效果。当流经配电线路1的故障电流大于开关容许电流时，开关设备不 打开。当故障电流变得小于开关容许电流时，开关设备立即打开。结 果。开关设备可以安全、可靠地打开。此外，作为提供给配电线路1 的每个幵关设备，可以使用具有较小开关容许电流的开关设备(例如， 负载开关)。此外，可以得到与第一实施例相同的功能/效果。 [第三实施例]图7是示出了根据本发明第三实施例的开关设备的结构的框图。 根据该实施例的开关设备包括开关6B和控制器7B。 开关6B是恒定激励型开关。该恒定激励型开关在其具有供电电 压时闭合，而在没有供电电压时打开。具体地，在闭合信号SC输入 到闭合线圈63A期间，该开关6B处于闭合状态。另一方面，在闭合 信号SC没有输入到线圈63A期间，开关6B处于打开状态。 图9是示出了根据第三实施例的开关设备的功能的框图。 与根据第一实施例的控制器7不同，控制器7B具有闭合控制部
分71B，以代替闭合控制部分71;判断部分75B，以代替判断部分 75;辅助继电器81;以及触点82，该触点82根据辅助继电器81进 行操作。与根据第一实施例的闭合控制部分71的不同之处在于，该闭合 控制部分71B具有添加的或门93A、 93B以及与门92C。每个或门 93A、 93B是产生输入信号的逻辑和的电路。与门92C是产生输入信 号的逻辑乘积的电路。或门93A接收来自电压电平判断单元31的检测结果。或门93A 接收来自电压电平判断单元41的检测结果。或门93A输出操作结果 给与门92C。与门92C接收来自或门93A的操作结果。与门92C接收来自状 态检测部分61的状态信号S61。与门92C输出操作结果给或门93B。或门93B接收来自与门92C的操作结果。或门93B接收来自定 时器TA的输出信号。或门93B输出操作结果作为闭合信号SC1。当电压电平判断单元31和电压电平判断单元41中的至少之一执 行检测并且开关6B处于闭合状态时，闭合控制部分71B输出闭合信 号SC1。此外，在与根据第一实施例的闭合控制部分71输出闭合信 号SC的相同条件下，闭合控制部分71B输出闭合信号SCI。图8是示出了根据第三实施例的判断部分75B的结构的框图。判断部分75B具有打开部分0P1以代替根据第一实施例的判断 部分75中的打开部分OP。打开部分OP1输出打开信号ST1给辅助 继电器81，以代替输出打开信号ST1给打开部分OP中的打开线圈 64。如图7所示，辅助继电器81由判断部分75B输出的打开信号ST1 激励。结果。辅助继电器81操作。触点82响应辅助继电器81的操 作而打开。触点82是常闭触点(b-触点)。当触点82操作时，打开控制器 7B输出的闭合信号SC1到闭合线圈63A的通路。利用这种方式，控制器7B执行适应于作为触点激励型开关的所 述开关6B的控制。
在根据本实施例的开关设备中，其它方面与根据第一实施例的开 关设备相同。现在，将说明根据本实施例的开关设备的操作。当配电线路1中发生故障时，判断部分75B输出打开信号ST1。 辅助继电器81响应于该打开信号ST1而操作。触点82基于辅助继 电器81的操作而打开。当触点82打开时，对闭合信号ST1输入到 闭合线圈63A进行中断。因此，开关6B打开。在故障电流不流经配电线路1时，辅助继电器81恢复。在配电 线路1被充电后过去时间A时，闭合控制部分71B输出闭合信号ST1 。 开关6B基于所述闭合信号ST1闭合。当开关6B闭合时，闭合控制 部分71B保持输出闭合信号SC1，同时配电线路1的供电侧H和负 载侧L中的至少之一被充电。结果，开关6B保持闭合状态。应该注意，应用于配电系统的每个开关设备的操作与第一实施例 的操作相同。根据本实施例，可以配置能够获得与第一实施例的功能/效果相 同的恒定激励型开关设备。[第四实施例]图10是示出了根据本发明第四实施例的开关设备的结构的框图。根据该实施例的开关设备包括开关6C和控制器7C。与根据第三实施例的开关6B不同之处在于，开关6C具有添加 的辅助电流互感器67和电流互感器堆叠(stack) 68。辅助电流互感器67接收电流互感器62输出的电流信号S62中的 电流。辅助电流互感器67将所接收的电流作为闭合信号SC2输出给 电流互感器堆叠68。当大于开关容许电流的电流流过配电线路1时， 辅助电流互感器67输出闭合信号SC2以维持开关6C的闭合状态。电流互感器堆叠68将来自控制器7C的闭合信号SC1与来自辅 助电流互感器67的闭合信号SC2进行组合以生成闭合信号SC3。电 流互感器堆叠68输出组合的闭合信号SC3给闭合线圈63A。图11是示出了根据第四实施例的开关设备的功能的框图。控制器7C具有闭合控制部分71B，以代替根据第三实施例的控 制器7B中的闭合控制部分71C。该闭合控制部分71C具有下列结构，其中，去除与门92C和或 门93A、 93B，并在根据第三实施例的闭合控制部分71B中添加非门 91D、与门92D和锁存器电路94。非门91D是对输入信号求反的电 路。与门92D是产生输入信号的逻辑乘积的电路。当信号输入到SET 时，锁存器电路94保持输出。当信号输入到RESET时，锁存器电路 停止输出。与门92D经由非门91D接收来自电压电平判断单元31的检测结 果。与门92D经由非门91A接收来自电压电平判断单元41的检测结 果。与门92D提供输入信号的操作结果给锁存器电路94的RESET。在锁存器电路94中，来自与门92B的信号被提供给SET。在锁 存器电路94中，来自与门92D的信号被提供给RESET。锁存器电路 94输出信号给定时器TA。闭合控制部分71C响应从与门92B输入的信号而输出闭合信号 SC1。闭合信号SC1的输出由锁存器电路94保持。当检测不到电压 信号S3和电压信号S4两者时，与门92D提供信号给锁存器电路94 的RESET。结果。闭合控制部分71C停止输出所述闭合信号SC1。利用这种方式，控制器7C实现与根据第三实施例的控制器7B 相同的功能。在根据本实施例的开关设备中，其它方面与根据第三实施例的开 关设备相同。现在，将介绍根据本实施例的开关设备的功能。在故障电流流经配电线路1时，开关设备检测到故障。在检测到 故障时，控制器7C输出打开信号ST1以打开开关6C。闭合控制部 分71C所输出的闭合信号SC1由打开信号ST1中断。这时，辅助电 流互感器67通过使用流经配电线路1的故障电流输出闭合信号。因 此，开关6C没有打开。当断路器CB打开时，故障电流中断。结果，故障电流不再存在
于配电线路1上。当故障电流不流经配电线路1时，辅助电流互感器67不再输出闭合信号SC2。因此，开关6C打开。应当注意的是，应用于配电系统的每个开关设备的操作与第一实 施例是相同的。根据本实施例，可以配置能够获得与第二实施例相同的功能/效 果的固定激励型开关设备。[第五实施例]图12是示出了根据本发明第五实施例的开关设备的结构的框图。根据本实施例的开关设备包括开关6和控制器7D。控制器7D 具有下列结构，其中闭合确认部分76D替换根据第一实施例的控制 器7中的闭合确认部分76，并且判断部分75D替换根据第一实施例 的控制器7中的判断部分75。闭合确认部分76D输出打开信号ST。图13是示出了根据第五实施例的判断部分75D的结构的框图。判断部分75D具有下列结构，其中闭合封锁部分752A替换根据 第一实施例的判断部分75中的闭合封锁部分752，并且打开部分OP2 替换根据第一实施例的判断部分75中的打开部分OP。将打开部分OP2配置成接收来自闭合封锁部分752A的闭合封锁 信号S75，以代替接收打开部分OP中的故障检测信号S73。图14是示出了根据第五实施例的幵关设备的功能的框图。闭合确认部分76D具有的结构是在根据第一实施例的闭合确认 部分76中增加了电压电平判断单元31A和41A、非门91E和91F、 与门92E以及定时器TC。每个非门91E和91F是对输入信号求反的 电路。与门92E是产生输入信号的逻辑乘积的电路。电压电平判断单元31A基于电压信号S3对电压是否被施加到配 电线路l的供电侧H上进行检测。当检测到施加电压时，电压电平 判断单元31A输出"1"。当确定检测结果为没有施加电压时，电压 电平判断单元31A输出"0"。电压电平判断单元31A将检测结果通 过非门91E输出给与门92E。电压电平判断单元41A基于电压信号S4对电压是否被施加到配 电线路1的负载侧L上进行检测。当电压电平判断单元41A检测到 施加电压时，其输出"1"。当确定检测结果为没有施加电压时，电压 电平判断单元41A输出"0"。电压电平判断单元41A将检测结果通 过非门91F输出给与门92E。与门92E接收状态信号S61 。与门92E通过非门91E接收来自电 压电平判断单元31A的检测结果。与门92E经由非门91F接收来自 电压电平判断单元41A的检测结果。与门92E输出操作结果给定时 器TC。时间C预先设置在定时器TC中。时间C是基于在配电线路1 上设置的开关设备的数量而确定的时间。当从与门92E输入"1"持 续时间C时，定时器TC输出打开信号ST。定时器TC将该打开信号 ST输出给或门93C。基于这种结构，当电压没有施加给配电线路1的供电侧和负载侧 并且开关6处于闭合状态时，闭合确认部分76D在经过时间C之后 输出打开信号ST。判断部分75D具有下列结构，其中比较部分CMP1替换根据第 一实施例的判断部分75中的比较部分CMP，并且打开部分OP2替换 根据第一实施例的判断部分75中的打开部分OP。比较部分CMP1 是构成图13中所述的闭合封锁部分752A的一部分。比较部分CMP1在与比较部分CMP相同的条件下输出闭合封锁 信号S75。比较部分CMP1还将所述闭合封锁信号S75输出给打开部 分OP2。在接收了来自比较部分CMP1的闭合封锁信号S75后，打开部 分OP2输出打开信号ST给或门93C。当或门93C接收来自定时器TC和打开部分OP2中的至少一个 的打开信号ST时，其输出打开信号ST给打开线圈64。下面将参照图17和图15来介绍配电系统中所引入的根据本实施 例的各个开关设备21-25的操作。图17是示出了各个开关设备21到25的布置位置的电力系统图。
在配电系统中，包括断路器CB和开关设备21到25。图15是示出了根据该实施例的各个开关设备21到25的操作的 时间图。时间表(a)示出了断路器CB的工作。时间表(b)、 (c)、 (d)、 (e)和(f)分别示出了开关设备21、 24、 22、 25和23的工 作。在时间表(a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e)禾卩(f)中，状态"0"表 示打开状态，状态"l"表示闭合状态。下面的表格示出了在每个开 关设备21到25中的检测到的故障的次数7C。按照从配电线路1的末端侧L开始上升的顺序,在每个开关设备 21-25中设置容许次数。在开关设备23到25中的每一个开关设备中， 将容许次数79设置为"0"。在开关设备22中，将容许次数79设置 为"1"。在开关设备21中，将容许次数79设置为"2"。现在，假设故障FT1发生在部分1C中。故障FT1例如是短路故障。当发生故障FT1时，断路器CB响应于来自变电站的命令而打开。 开关设备21和22分别检测到故障FT1而打开。在每个开关设备21和22中，检测到的故障的次数7C变为"1"。由于故障电流没有流经开关设备23到25，所以这些设备没有检测到故障FT。在开关设备23到25中的每一个中，检测到的故障的次数是"0"。由于检测到的故障的次数7C没有超过每个开关设备21到25中 的容许次数79，所以这些开关设备21到25保持在闭合状态。当断路器CB打开时，在配电线路1上不再有故障电流。当故障 电流不流经配电线路1时，断路器CB立即再次闭合。当断路器CB 再次闭合时，配电线路l被充电。然而，在部分1C中，故障FT1继 续存在。因此，断路器CB再次打幵。每个开关设备21和22检测到 故障FT1而打开。在每个开关设备21和22中，检测到的故障的次 数7C为"2"。这里，在开关设备22中，检测到的故障的次数7C超 过了容许次数79。因此，开关设备22中的判断部分75D输出闭合封 锁信号S75。在其它每个开关设备21、 23、 24和25中，由于检测到 的故障的次数7C没有超过容许次数79，所以这些开关设备21、 23、24和25保持在闭合状态。断路器CB再次闭合。当断路器CB再次闭合时，配电线路l的 正常部分1A、 1B和1E被充电。在闭合确认部分76D计数时间C之后，设置在故障部分1C的负 载侧L上的每个开关设备23和25打开。结果，只有故障部分1C与 配电线路l在电气上断开。根据该实施例，可以获得下列功能/效果。其中没有故障电流流过的开关设备保持闭合状态。因此，这些开 关设备不必再次闭合。因此，在置于这些开关设备的下游系统中的部 分中，可以縮短电力恢复所需的时间。在设置在配电线路1的末端处的开关设备中，可以将容许次数 79设置为"0"。结果，对于配电线路1的末端处的部分中的故障， 当断路器CB再一次闭合时，可以断开故障部分。在从故障中恢复的情况下，当配电线路1的上游系统被充电时， 设置在配电线路1上的每个开关设备可以自动闭合。应该注意的是，在第二实施例中的开关6A中设置了辅助继电器 66和触点65，但是它们也可以设置在如图18所示的控制器7中。在 这种情况下，设置的辅助继电器66是基于电流互感器62输出的电流 信号S62被激励的。此外，提供触点65以打开通路，所述打开信号 ST通过该通路输出。结果，开关设备可以获得与设置了开关6A的实 例相同的功能/效果。本领域技术人员容易想到其它的优点和修改。因此，在广义上， 本发明不限于此处示出和描述的具体细节和示例性实施例。因此，在 不脱离由所附权利要求及其等价物限定的一般发明概念的精神或范 围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
1、 一种用于设置在配电线路(1)上的开关(6)的开关控制器 (7)，所述开关(6)包括状态检测部分(61)，其对表示所述开关(6) 的打开状态或者闭合状态的状态信号(S61)进行检测，所述配电线 路(1)包括电流检测装置(62)，其用于检测流经所述开关(6)的 电流；以及供电侧电压检测装置(3)，其用于检测所述开关(6)的 供电侧上的电压，所述开关控制器(7)的特征在于包括-故障判断装置(73)，其用于基于所述电流检测装置(62)所检 测的电流来判断是否发生了故障；第一打开装置(OP),其用于在所述故障判断装置(73)判断出 发生故障时输出用于打开所述开关(6)的打开信号(ST);故障频率计算装置(751)，其用于基于所述故障判断装置(73) 判断的结果来计算故障次数；闭合封锁装置(752)，其用于在所述故障频率计算装置(751) 计算的故障次数大于预定的容许次数时封锁所述开关(6)的闭合；供电侧电压判断装置(31)，其用于基于所述供电侧电压检测装 置(3)检测到的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述供电侧；闭合装置(71)，其用于在所述闭合封锁装置(752)没有封锁所 述开关(6)的闭合、所述供电侧电压判断装置(31)判断电压被施 加给了所述开关(6)的所述供电侧、以及所述状态检测部分(61) 检测到的状态信号(S61)表示所述打开状态时，在经过预定时间后 输出用于闭合所述开关的第一闭合信号(SC);闭合确认装置(76)，其用于基于来自所述状态检测部分(61) 的状态信号(S61)确认所述开关(6)是否闭合；以及故障频率复位装置(76)，其用于在所述闭合确认装置(76)确 认所述开关(6)闭合时将所述故障频率计算装置(751)所计算的故 障次数(7C)进行复位。
2、 根据权利要求1所述的控制器(7)，其特征在于还包括打开禁止装置(65、 66)，其用于在流经所述开关(6)的电流大 于所述开关(6)的开关容许电流时，基于由所述电流检测装置(62) 检测到的电流来禁止输出从所述第一打开装置(OP)输出的所述打 开信号。
3、 一种开关设备，包括开关控制器(7)和开关(6)，所述开关 (6)设置在配电线路(1)上并且包括状态检测部分(61)，其对表示所述开关(6)的打开状态或者闭合状态的状态信号(S61)进行检 测，所述配电线路(1)包括电流检测装置(62)，其用于检测流经所 述开关(6)的电流；以及供电侧电压检测装置(3)，其用于检测所 述开关(6)的供电侧上的电压，所述开关控制器(7)的特征在于包括-故障判断装置(73)，其用于基于所述电流检测装置(62)所检 测的电流来判断是否发生了故障；第一打开装置(0P)，其用于在所述故障判断装置(73)判断出 发生故障时输出用于打开所述开关(6)的打开信号(ST);故障频 率计算装置(751)，其用于基于所述故障判断装置(73)判断的结果 来计算故障次数；闭合封锁装置(752)，其用于在所述故障频率计算装置(751) 所计算的故障次数大于预定的容许次数时封锁所述开关(6)的闭合；供电侧电压判断装置(31)，其用于基于所述供电侧电压检测装 置(3)检测到的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述供电侧；闭合装置(71)，其用于在所述闭合封锁装置(752)没有封锁所 述开关(6)的闭合、所述供电侧电压判断装置(31)判断电压被施 加给了所述开关(6)的所述供电侧、以及所述状态检测部分(61) 检测到的状态信号(S61)表示所述打开状态时，在经过预定时间后 输出用于闭合所述开关的第一闭合信号(SC);闭合确认装置(76)，其用于基于来自所述状态检测部分(61) 的状态信号(S61)确认所述开关(6)是否闭合；以及故障频率复位装置(76)，其用于在所述闭合确认装置(76)确认所述开关(6)闭合时将所述故障频率计算装置(751)所计算的故障次数(7C)进行复位，并且所述开关(6)在接收到所述第一闭合信号时保持闭合状态，而在接收到所述打开信号时保持打开状态。
4、 根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述开关(6)包括: 电流检测装置(62);以及打开禁止装置(65、 66)，其用于在流经所述开关(6)的所述电 流大于所述开关(6)的开关容许电流时，基于由所述电流检测装置 (62)检测到的电流来禁止从所述第一打开装置(OP)输入的所述 打开信号(ST)。
5、 一种开关设备，包括开关控制器(7)和开关(6),所述开关 (6)设置在配电线路(1)上并且包括状态检测部分(61)，其对表示所述开关(6)的打开状态或者闭合状态的状态信号(S61)进行检 测，所述配电线路(1)包括电流检测装置(62)，其用于检测流经所 述开关(6)的电流；以及供电侧电压检测装置(3)，其用于检测所 述开关(6)的供电侧上的电压，所述开关控制器(7)的特征在于包括-故障判断装置(73),其用于基于所述电流检测装置(62)所检 测的电流来判断是否发生了故障；第一打开装置(OP)，其用于在所述故障判断装置(73)判断出 发生故障时输出用于打开所述开关(6)的打开信号(ST);故障频 率计算装置(751)，其用于基于所述故障判断装置(73)判断的结果 来计算故障次数；闭合封锁装置(752)，其用于在所述故障频率计算装置(751) 所计算的故障次数大于预定的容许次数时封锁所述开关(6)的闭合;供电侧电压判断装置(31)，其用于基于所述供电侧电压检测装 置(3)检测到的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述供电侧；闭合装置(71)，其用于在所述闭合封锁装置(752)没有封锁所 述开关(6)的闭合、所述供电侧电压判断装置(31)判断电压被施 加给了所述开关(6)的所述供电侧、以及所述状态检测部分(61) 检测到的状态信号(S61)表示所述打开状态时，在经过预定时间后 输出用于闭合所述开关的第一闭合信号(SC);闭合确认装置(76)，其用于基于来自所述状态检测部分(61) 的状态信号(S61)确认所述开关(6)是否闭合；以及故障频率复位装置(76)，其用于在所述闭合确认装置(76)确 认该开关(6)闭合时将所述故障频率计算装置(751)所计算的故障 次数(7C)进行复位，并且所述开关(6)在接收到所述第一闭合信号(SC)时进入闭合状 态，而在没有接收到所述第一闭合信号(SC)时进入打开状态，并 且所述第一打开装置(OP)输出所述打开信号(ST)以中断从所 述闭合装置(71)输出到所述开关(6)的所述第一闭合信号(SC1) 的通路。
6、 根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述开关(6)包括 电流检测装置(62);以及打开禁止装置(67)，其用于在流经所述开关(6)的电流大于所 述开关(6)的开关容许电流时，基于由所述电流检测装置(62)检 测到的电流来输出用于闭合所述开关(6)的第二闭合信号(SC2)。
7、 根据权利要求3所述的设备，其特征在于还包括 负载侧电压检测装置(4)，其用于检测所述开关(6)的负载侧的电压；负载侧电压判断装置(41)，其用于基于所述负载侧电压检测装 置(4)所检测的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述负载侧；以及第二打开装置(OP2)，其用于在所述供电侧电压判断装置(31) 判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述供电侧、所述负载侧 电压判断装置(41)判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述 负载侧、以及所述状态检测部分(61)检测到的状态信号(S61)表 示闭合操作时，在经过预定时间之后打开所述开关(6)。
8、 根据权利要求4所述的设备，其特征在于还包括 负载侧电压检测装置(4)，其用于检测所述开关(6)的负载侧的电压；负载侧电压判断装置(41)，其用于基于所述负载侧电压检测装 置(4)所检测的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述负载侧；以及第二打幵装置(OP2)，其用于在所述供电侧电压判断装置(31) 判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述供电侧、所述负载侧 电压判断装置(41)判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述 负载侧、以及所述状态检测部分(61)检测到的状态信号(S61)表 示闭合操作时，在经过预定时间之后打开所述开关(6)。
9、 根据权利要求5所述的设备，其特征在于还包括 负载侧电压检测装置(4)，其用于检测所述开关(6)的负载侧的电压；负载侧电压判断装置(41)，其用于基于所述负载侧电压检测装 置(4)所检测的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述负载侧；以及第二打开装置(OP2)，其用于在所述供电侧电压判断装置(31) 判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述供电侧、所述负载侧 电压判断装置(41)判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述 负载侧、以及所述状态检测部分(61)检测到的状态信号(S61)表 示闭合操作时，在经过预定时间之后打开所述开关(6)。
10、根据权利要求6所述的设备，其特征在于还包括负载侧电压检测装置(4)，其用于检测所述开关(6)的负载侧 的电压；负载侧电压判断装置(41)，其用于基于所述负载侧电压检测装 置(4)所检测的电压来判断电压是否被施加给了所述开关(6)的所 述负载侧；以及第二打开装置(OP2)，其用于在所述供电侧电压判断装置(31) 判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述供电侧、所述负载侧 电压判断装置(41)判断出电压没有被施加给所述开关(6)的所述 负载侧、以及所述状态检测部分(61)检测到的状态信号(S61)表 示闭合操作时，在经过预定时间之后打开所述开关(6)。
全文摘要
一种开关控制器(7)，用于控制设置在配电线路(1)上的开关(6)，该开关控制器(7)包括故障判断装置(73)，其用于判断是否发生了故障；打开装置(OP)，其用于在判断结果是发生故障时输出打开信号(ST)；故障频率计算装置(751)，其用计算故障次数；闭合封锁装置(752)，其用于在该故障次数大于预定的容许次数时对闭合所述开关进行封锁；闭合装置(71)，其用于在没有封锁闭合操作、施加供电侧电压、以及所述开关打开时再经过预定时间后，输出闭合信号(SC)；闭合确认装置(76)，其用于确认所述开关是否被闭合；以及故障频率复位装置，其用于在所述闭合确认装置确认所述开关闭合时复位所述故障次数(7C)。
文档编号H02H3/00GK101145682SQ20071015476
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年9月14日
发明者宫崎雅隆, 田中年男, 石黑敬, 西昭宪 申请人:株式会社东芝