专利名称：一种模拟开关及其应用方法
技术领域：
本发明涉及配电网领域，尤其涉及一种模拟开关及其应用方法。
背景技术：
在电力系统的配电网中，配电子站管理下的配电终端在实际环境中需要对线路上的负荷开关、断路器、隔离开关等高压开关进行遥控分合操作，以切断线路上的负荷，通常情况下配电终端利用电压互感器PT和电流互感器CT等一次设备进行采样，假设互感器低压侧的电压范围和电流范围分别为WV，380V]和W，50A]；配电终端对互感器低压侧进行采样，根据互感器变比计算得到一次值，若零序互感器CT的电流达到6A，也就是超过门限值5A，保持一定时间后，配电线路将会出现过流现象，配电终端判断为过流故障后上报配电子站，配电子站根据配电终端上报的过流信息，对故障点的终端进行遥控分闸操作，以切除故障电流，通常情况下需要在高压线路上增加一次开关进行遥控分操作，开关动作之后，线路上负荷才能够消失。目前上述方案在配电子站和配电终端的应用过程中得以实现，但是在开发过程中，现有技术通常情况利用带操作机构的低压开关、低压断路器等一次开关来切除故障电流，这些一次开关可进行有载操作、无载操作、选择性操作3种，也可进行正面操作和背面操作，这种一次开关可分为带灭弧和不带灭弧两种，其中，开关刀口有面接触和线接触两种，一般情况下，这种一次开关只能切除日常生活中使用的220V交流电，且通常使用手动操作，也不能接收遥控信号，同时也无法输出且保持遥信信号。在配电子站和配电终端的实际开发过程中，这种一次开关并不适合于配电子站和配电终端的实际试验开发，因为试验开发时使用的是交流标准源，且试验室没有高压线路， 假定该高压路线的电压为10kv，电流为200A，在本发明的各种实施例中，交流标准源是给配电终端分别加上0 380V交流电压和0 50A的交流电流，与实际生活中使用的220V 交流电不相同，因此，在配电网设备的开发过程中，在交流电压和交流电流分别加到配电终端的情况下，还没有一种适用开关可以接收遥控信号，同时输出且保持遥信信号，以切除故障电流。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的一次开关无法接收遥控信号和对故障电流进行切除的缺陷，提供一种成本低、可接收遥控信号、以及可同时输出且保持遥信信号以切除故障电流的模拟开关及其应用方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种模拟开关，所述模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，其中，
所述交流标准源，用于输出交流电流，所述交流电流包括工作电流和故障电流； 所述配电终端，用于采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号；所述模拟开关，用于接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制所述交流电流的切换。在本发明所述的模拟开关中，所述工作电流的预设门限值为50A。在本发明所述的模拟开关中，所述配电终端还用于根据所述遥控信号控制所述模拟开关的开关动作。在本发明所述的模拟开关中，所述模拟开关还用于其完成开关动作后输出且保持遥信信号，并将所述遥信信号发送至所述配电终端，其中，所述遥信信号包括遥信分间信号和遥信合闸信号。在本发明所述的模拟开关中，所述模拟开关具体包括第一组继电器、及与所述第一组继电器连接的第二组继电器，其中，
第一组继电器，用于接收所述遥控信号、以及输出且保持所述遥信信号； 第二组继电器，用于所述配电终端采样到故障电流时切换所述交流电流和切除交流电压。在本发明所述的模拟开关中，所述第一组继电器包括至少两个继电器，所述第二组继电器包括至少两个继电器。本发明还提供了一种模拟开关应用方法，所述模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，所述方法包括以下步骤
51.所述模拟开关将所述交流标准源输出的交流电流发送至所述配电终端，所述交流电流包括工作电流和故障电流；
52.所述配电终端采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号；
53.所述模拟开关接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制交流电压的有无以及所述交流电流的切换。在本发明所述的模拟开关应用方法中，所述工作电流的预设门限值为50A。在本发明所述的模拟开关应用方法中，所述步骤S3具体包括
531.判断所述配电终端采样的所述交流电流是否大于所述预设门限值，若是，则执行步骤S32，若否，则转至步骤S34 ；
532.所述配电终端发送遥控合闸信号；
533.判断所述模拟开关是否为处于关闭状态，若是，则所述交流电流通过配电终端， 以使配电终端获取所述交流电流的采样值，若否，则所述交流电流不通过配电终端，步骤结束；
534.所述配电终端发送遥控分闸信号，并控制所述模拟开关处于断开状态，以切换所述交流电流；
535.所述配电终端接收遥信分间信号，且所述交流标准源恢复输出所述交流电流，以保证所述交流电流形成回路；
536.所述配电终端发送遥控合闸信号，并控制所述模拟开关处于关闭状态；
537.所述配电终端接收遥信合间信号，并采样所述交流电流。实施本发明的技术方案，模拟开关根据交流标准源输出的交流电流和接收配电终端下发的遥控信号执行相应的开关动作，在开关动作时切除故障电流，以及在完成开关动作后输出相应的遥信信号，该模拟开关成本低、可接收遥控信号、以及可同时输出且保持遥信信号，实现了切除故障电流的模拟试验。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是本发明模拟开关的结构示意图2是本发明模拟开关的电路示意图； 图3是本发明一种模拟开关应用方法实施例一的流程图； 图4是本发明一种模拟开关应用方法实施例二的流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图1，图1是本发明模拟开关的结构示意图，如图1所示，所述模拟开关2分别与交流标准源1和配电终端3连接，配电终端3与配电子站4连接，下面具体说明各个部分的作用
所述交流标准源1，用于输出交流电流，所述交流电流包括工作电流和故障电流，应当说明的是，本领域的技术人员应当了解，通常情况下，交流标准源1输出的交流电压的范围为WV，380V]，交流电流的范围为W，50A]，也就是说，若交流标准源1输出的交流电流属于交流电流的范围内，则为工作电流，若交流标准源1输出的交流电流超过交流电流的范围，则为故障电流，为了更好的实施本发明的各种实施例，以交流标准源1输出0 5A的交流电流为例，若该交流标准源输出超过5A的交流电流，则属于故障电流。所述配电终端3，用于采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号，还用于根据所述遥控信号控制所述模拟开关2的开关动作。所述模拟开关2，用于接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制所述交流电流的切换，还用于其完成开关动作后输出且保持遥信信号，并将所述遥信信号发送至所述配电终端3，其中，所述遥信信号包括遥信分间信号和遥信合闸信号。优选地，所述工作电流的预设门限值为50A。所述模拟开关具体包括第一组继电器、及与所述第一组继电器连接的第二组继电
ο第一组继电器，用于接收所述遥控信号、以及输出且保持所述遥信信号。第二组继电器，用于所述配电终端采样到故障电流时切换所述交流电流和切除交流电压。优选地，所述第一组继电器包括至少两个继电器，所述第二组继电器包括至少两个继电器。应当说明的是，请参阅图2，图2是本发明模拟开关的电路示意图，如图2所示，在本实施例中，第一组继电器包括两个继电器，分别为继电器Ll和继电器L2，第二组继电器包括两个继电器，分别为继电器L3和继电器L4。应当说明的是，根据配电终端下发的遥控信号的特性，在本实施例中，配电终端的端子标识KMF为遥控公共端，该遥控公共端接入了 +24V的直流电压，因此，在继电器L3的第14脚接入了 -24V的直流电压。下面具体说明该模拟开关的工作原理若交流标准源输出0 5A的交流电流，该配电终端发送遥控合闸信号后，继电器Ll的第9脚与第5脚连接以及第12脚与第4脚连接，继电器L2的第9脚与第5脚以及第12脚与第4脚连接，继电器L3的第9脚与第5脚连接以及第12脚与第4脚连接，继电器L4的第9脚与第5脚以及第12脚与第4脚连接， 也就是说，该交流电流和交流电压可分别加到配电终端上；若交流标准源输出超过5A的交流电流，该配电终端发送遥控开闸信号后，继电器Ll的第9脚与第1脚连接以及第12脚与第8脚连接，继电器L2的第9脚与第1脚以及第12脚与第8脚连接，继电器L3的第9脚与第1脚连接以及第12脚与第8脚连接，继电器L4的第9脚与第1脚以及第12脚与第 8脚连接，也就是说，该交流标准源输出故障电流时，切除了交流电压和切换了交流电流，保证交流电流不开路，应当说明的是，在其他的实施例中，继电器Li、继电器L2、继电器L3、以及继电器L4根据不同的需求连接方式也有所不同，本领域的技术人员应当了解，这里不再赘述。应当说明的是，该模拟开关采用继电器，成本较低，可接收遥控信号、以及可同时输出且保持遥信信号，实现了切除故障电流的模拟试验。请参阅图3，图3是本发明一种模拟开关应用方法实施例一的流程图，如图3所示，所述模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，所述方法包括以下步骤
在步骤Sl中，所述模拟开关将所述交流标准源输出的交流电流发送至所述配电终端， 所述交流电流包括工作电流和故障电流。在步骤S2中，所述配电终端采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号，应当说明是，采样的交流电流最后也将回到交流标准源的输入端，本领域的技术人员应当了解，这里不再赘述。在步骤S3中，所述模拟开关接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制交流电压的有无以及所述交流电流的切换。请参阅图4，图4是本发明一种模拟开关应用方法实施例二的流程图，如图4所示， 所述步骤S3具体包括
在步骤S31中，判断所述配电终端采样的所述交流电流是否大于所述预设门限值，若是，则执行步骤S32，若否，则转至步骤S34。在步骤S32中，所述配电终端发送遥控合闸信号。在步骤S33中，判断所述模拟开关是否为处于关闭状态，若是，则所述交流电流通过配电终端，以使配电终端获取所述交流电流的采样值，若否，则所述交流电流不通过配电终端，步骤结束。在步骤S34中，所述配电终端发送遥控分闸信号，并控制所述模拟开关处于断开状态，以切换所述交流电流。在步骤S35中，所述配电终端接收遥信分间信号，且所述交流标准源恢复输出所述交流电流，以保证所述交流电流形成回路。
在步骤S36中，所述配电终端发送遥控合闸信号，并控制所述模拟开关处于关闭状态。在步骤S37中，所述配电终端接收遥信合闸信号，并采样所述交流电流。应当说明的是，在本实施例中，若该配电终端发送遥控合闸信号，并控制模拟开关关闭，该交流电流通过配电终端，该交流电流的采样值有效，该采样值为0 5A ；若该配电终端发送遥控合闸信号，并控制模拟开关断开，该交流电流不通过配电终端，该交流电流的采样值接近0 ；若交流标准源输出超过5A的故障电流，则配电终端将该故障电流上报配电子站，配电子站授权配电终端下发遥控分闸信号，且配电终端控制模拟开关断开，模拟开关断开后，配电终端接收遥信分闸信号，配电终端采样回路的故障电流消失，交流标准源恢复输出1 5A的交流电流，配电终端将1 5A的采样值上报配电配电子站，配电子站授权配电终端下发遥控合闸信号，并控制模拟开关处于闭合状态，该模拟开关闭合后，配电终端输出遥信合闸信号，并将采样值恢复为1 5A。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种模拟开关，其特征在于，所述模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，其中，所述交流标准源，用于输出交流电流，所述交流电流包括工作电流和故障电流； 所述配电终端，用于采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号；所述模拟开关，用于接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制所述交流电流的切换。
2.根据权利要求1所述的模拟开关，其特征在于，所述工作电流的预设门限值为50A。
3.3、根据权利要求1所述的模拟开关，其特征在于，所述配电终端还用于根据所述遥控信号控制所述模拟开关的开关动作。
4.根据权利要求3所述的模拟开关，其特征在于，所述模拟开关还用于其完成开关动作后输出且保持遥信信号，并将所述遥信信号发送至所述配电终端，其中，所述遥信信号包括遥信分闸信号和遥信合闸信号。
5.根据权利要求4所述的模拟开关，其特征在于，所述模拟开关具体包括第一组继电器、及与所述第一组继电器连接的第二组继电器，其中，第一组继电器，用于接收所述遥控信号、以及输出且保持所述遥信信号； 第二组继电器，用于所述配电终端采样到故障电流时切换所述交流电流和切除交流电压。
6.根据权利要求5所述的模拟开关，其特征在于，所述第一组继电器包括至少两个继电器，所述第二组继电器包括至少两个继电器。
7.一种模拟开关应用方法，其特征在于，所述模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，所述方法包括以下步骤S1.所述模拟开关将所述交流标准源输出的交流电流发送至所述配电终端，所述交流电流包括工作电流和故障电流；S2.所述配电终端采样所述交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号；S3.所述模拟开关接收所述遥控信号，并根据所述交流电流的采样结果和所述遥控信号控制交流电压的有无以及所述交流电流的切换。
8.根据权利要求7所述的模拟开关应用方法，其特征在于，所述工作电流的预设门限值为50A。
9.根据权利要求8所述的模拟开关应用方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括S31.判断所述配电终端采样的所述交流电流是否大于所述预设门限值，若是，则执行步骤S32，若否，则转至步骤S34 ；S32.所述配电终端发送遥控合闸信号；S33.判断所述模拟开关是否为处于关闭状态，若是，则所述交流电流通过配电终端， 以使配电终端获取所述交流电流的采样值，若否，则所述交流电流不通过配电终端，步骤结束；S34.所述配电终端发送遥控分闸信号，并控制所述模拟开关处于断开状态，以切换所述交流电流；S35.所述配电终端接收遥信分间信号，且所述交流标准源恢复输出所述交流电流，以保证所述交流电流形成回路；S36.所述配电终端发送遥控合闸信号，并控制所述模拟开关处于关闭状态；S37.所述配电终端接收遥信合间信号，并采样所述交流电流。
全文摘要
本发明公开一种模拟开关及其应用方法，其中，模拟开关分别与交流标准源和配电终端连接，交流标准源，用于输出交流电流，交流电流包括工作电流和故障电流；配电终端，用于采样交流电流，并发送遥控信号，所述遥控信号包括遥控合闸信号和遥控分闸信号；模拟开关，用于接收遥控信号，并根据交流电流的采样结果和所述遥控信号控制所述交流电流的切换。实施本发明的技术方案，模拟开关根据交流标准源输出的交流电流和接收配电终端下发的遥控信号执行相应的开关动作，在开关动作时切除故障电流，以及在完成开关动作后输出相应的遥控信号，该模拟开关成本低、可接收遥控信号、以及可同时输出且保持遥控信号，实现了切除故障电流的模拟试验。
文档编号H02J13/00GK102263440SQ201110205030
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者周启华 申请人:航天科工深圳(集团)有限公司