专利名称：一种新型的户外柱上开关智能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种新型的户外柱上开关智能控制器。
技术背景 目前IOkV电カ架空馈线以自然延伸辐射型为主，主干线上带有多条分支线，分支线再延伸出多条小分支线，线路结构复杂，而且分支线上的每一次永久或瞬时故障均会造成变电站出线开关保护跳闸，造成整条IOkV馈线全部停电，扩大停电范围。而如果故障性质是永久的，变电站重合不成功，则ー个中压用户界内的事故将使整条配电线路停电，而传统的柱上开关控制器只能实现ー些简单的保护功能，保护时限需要与整条线路及变电站出线开关配合，保护可靠性较低，开关跳闸后保护装置只能切断故障，并不能将故障故障信号上传，查找故障只能通过运行人员逐级排查，这将会延长停电时间，因此传统的柱上开关模式已不能满足配网自动化的实际发展需求。由此可知，由于传统的IOkV架空配网设备自动化程度不高，保护功能简单，线路故障后不能自愈，故障恢复完全依赖于人工，这对供电的可靠性造成严重的威胁。随着智能电网的发展，配电自动化的全面改造升级，电网公司将会迫切需要寻找ー种高度自动化程度来替代传统的柱上开关设备。
实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种新型的户外柱上开关智能控制器，能够解决现有技术中存在的问题，能够自动消除瞬时故障对线路的影响，又可隔离永久故障段，避免造成长时间的大面积停电。本实用新型的目的是通过以下技术措施实现的ー种新型的户外柱上开关智能控制器，包括用于采集电カ架空馈线线路故障信息及识别线路故障类型的系统监控模块、用于处理电カ架空馈线线路故障信息及控制所述户外柱上开关智能控制器工作的主控制器、用于驱动安装于电カ架空馈线主干线上的智能断路器工作的断路器驱动模块、用于驱动安装于电カ架空馈线各分支线上的智能负荷开关エ作的负荷开关驱动模块、用于控制所述智能负荷开关工作的智能模块和用于显示电カ架空馈线工作状态的液晶显示模块，所述系统监控模块、断路器驱动模块、智能模块和液晶显示模块分别连接到所述主控制器的相应接ロ，所述负荷开关驱动模块连接到所述智能模块的相应接ロ ；所述主控制器接收所述系统监控模块输出的电カ架空馈线线路故障信号，通过所述断路器驱动模块控制智能断路器在电カ架空馈线线路瞬时故障后自动重合闸，通过所述智能模块和负荷开关驱动模块控制所述智能负荷开关自动隔离电力架空馈线的故障分支线路。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于手动输入户外柱上开关智能控制器运行控制指令的按键模块，所述按键模块连接到所述主控制器的相应接ロ。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现电カ架空馈线线路故障报警的故障报警模块，所述故障报警模块连接到所述主控制器的相应接ロ。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于显示所述新型的户外柱上开关智能控制器运行状态的LED灯指示模块，所述LED灯指示模块连接到所述智能模块的相应接ロ。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现射频遥控器遥控操作的射频遥控模块，所述射频遥控模块连接到所述主控制器的相应接ロ。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现与上位机通讯连接的通讯模块和用于隔离输入外部电流电压信号的隔离互感器模块，所述通讯模块和隔离互感器模块分别连接到所述主控制器的相应接ロ ；所述主控制器对从所述隔离互感器模块输入的外部电流电压信号进行保护逻辑运算得到各种遥测量，并 将各种遥测量通过所述通讯模块传送给上位机。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现远程操控的无线通讯模块，所述无线通讯模块连接到所述智能模块的相应接ロ ；所述智能模块接收用户通过所述无线通讯模块输入的分合闸指令，通过所述负荷开关驱动模块控制所述智能负荷开关实现分合闸操作，所述智能模块接收用户通过所述无线通讯模块输入的參数修改指令并进行相应的參数修改，所述主控制器接收用户通过所述无线通讯模块和智能模块输入的状态查询指令，控制所述液晶显示模块显示相应状态信息。作为本实用新型的一种实施方式，所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现所述户外柱上开关智能控制器各相连接模块间电信号隔离传输的光电隔离模块，所述断路器驱动模块和主控制器之间通过所述光电隔离模块连接，所述负荷开关驱动模块、LED灯指示模块和无线通讯模块分别通过所述光电隔离模块与所述智能模块相连接。本实用新型的新型户外开关智能控制装置配合户外断路器使用，与传统户外开关比较，具有保护功能齐全，该产品可广泛应用于辐射型供电及环网供电系统，可以帮助系统识别线路瞬时故障与永久性故障，可自动消除瞬时故障对线路的影响，又可隔离永久故障段，避免造成长时间的大面积停电，从而经济实用地实现配网自动化，并有重合、涌流、反时限、定时限保护、小电流接地、分合闸故障保护、二次重合闭锁、故障记录等功能，能支持GPRS或GSM短信等通信方式可实现远程操作对本产品进行分合闸操作、參数查询与修改、查询状态及历史阶段记录。
以下结合附图
和具体实施例对本实用新型作进ー步的详细说明图I为本实用新型的电路原理框图；图2为本实用新型的原理框图；图3为本实用新型三段式过流保护功能的保护逻辑框图；图4为本实用新型零序过流保护功能的保护逻辑框图；图5-1为反时限特性曲线I ;图5-2为反时限特性曲线2 ;[0021]图5-3为反时限特性曲线3 ;图6为本实用新型一次重合闸动作的保护逻辑框图；图7为本实用新型二次重合闸动作的保护逻辑框图；图8为本实用新型三次重合闸动作的保护逻辑框图； 图9为本实用新型加速段保护功能的保护逻辑框图。
具体实施方式
如图I和图2所示，本实用新型的新型的户外柱上开关智能控制器，包括用于采集电カ架空馈线线路故障信息及识别线路故障类型的系统监控模块、用于处理电カ架空馈线线路故障信息及控制户外柱上开关智能控制器工作的主控制器、用于驱动安装于电カ架空馈线主干线上的智能断路器工作的断路器驱动模块、用于驱动安装于电カ架空馈线各分支线上的智能负荷开关工作的负荷开关驱动模块、用于控制智能负荷开关工作的智能模块和用于显示电カ架空馈线工作状态的液晶显示模块，系统监控模块、断路器驱动模块、智能模块和液晶显示模块分别连接到主控制器的相应接ロ，负荷开关驱动模块连接到智能模块的相应接ロ ；主控制器接收系统监控模块输出的电カ架空馈线线路故障信号，通过断路器驱动模块控制智能断路器在电カ架空馈线线路瞬时故障后自动重合闸，通过智能模块和负荷开关驱动模块控制智能负荷开关自动隔离电力架空馈线的故障分支线路。该智能控制器具有三段式过流保护、零序保护、三相二次重合闸等功能，实现自动切除相间及单相接地故障并实现故障后自动重合恢复送电，帮助系统识别线路瞬时性故障与永久性故障，可自动消除瞬时故障对线路的影响，与智能负荷开关配合使用，有效的隔离故障线路，保证非故障线路正常运行，上述主控制器可以采用型号为MB90F342的单片机控制芯片，上述智能模块可以采用DSP高速采样运算芯片。其中，该智能控制器能实现整定范围0·2Ιη 201η、精度±5%、时间整定范围O 100s、速断保护动作时间在I. 21η下，整组动作时间< 40ms的三段式过流保护，其动作条件为速段保护条件，在过流I段压板投入时，当任一保护电流> I段启动值(Izdl)，保护经过时间Tl后动作，跳开断路器；限时速段保护条件，在过流II段压板投入吋，当任一保护电流> II段启动值(Izd2)，保护经过时间T2后动作，跳开断路器；过电流保护条件，在过流III段压板投入吋，当任一保护电流> III段启动值(Izd3)，保护经过时间T3后动作，跳开断路器。该三段式过流保护的保护逻辑如图3所示。其中，该智能控制器实现的零序过流保护功能采用三相保护电流合成算法，其保护逻辑如图4所示，图中，TO为零序电流保护时限。其中，该智能控制器能实现整定范围O. 21η 201η、精度±5 %、时间常数tpO. 05 I. 6的反时限过流保护功能，其动作条件为过流反时限保护动作于跳闸。过流反时限电流整定值在电动机启动过程中自动升为2倍，启动结束后，定值恢复为原整定电流值。产品所采用的反时限公式符合GB/T14598. 7-1995第3部分定义三种反时限特征曲线，整定时须明确使用何种曲线，其公式为[0031]
权利要求1.ー种新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于包括用于采集电カ架空馈线线路故障信息及识别线路故障类型的系统监控模块、用于处理电カ架空馈线线路故障信息及控制所述户外柱上开关智能控制器工作的主控制器、用于驱动安装于电カ架空馈线主干线上的智能断路器工作的断路器驱动模块、用于驱动安装于电カ架空馈线各分支线上的智能负荷开关工作的负荷开关驱动模块、用于控制所述智能负荷开关工作的智能模块和用于显示电カ架空馈线工作状态的液晶显示模块，所述系统监控模块、断路器驱动模块、智能模块和液晶显示模块分别连接到所述主控制器的相应接ロ，所述负荷开关驱动模块连接到所述智能模块的相应接ロ ；所述主控制器接收所述系统监控模块输出的电カ架空馈线线路故障信号，通过所述断路器驱动模块控制智能断路器在电カ架空馈线线路瞬时故障后自动重合闸，通过所述智能模块和负荷开关驱动模块控制所述智能负荷开关自动隔离电力架空馈线的故障分支线路。
2.根据权利要求I所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于手动输入户外柱上开关智能控制器运行控制指令的按键模块，所述按键模块连接到所述主控制器的相应接ロ。
3.根据权利要求2所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现电カ架空馈线线路故障报警的故障报警模块，所述故障报警模块连接到所述主控制器的相应接ロ。
4.根据权利要求3所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于显示所述新型的户外柱上开关智能控制器运行状态的LED灯指示模块，所述LED灯指示模块连接到所述智能模块的相应接ロ。
5.根据权利要求4所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现射频遥控器遥控操作的射频遥控模块，所述射频遥控模块连接到所述主控制器的相应接ロ。
6.根据权利要求5所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现与上位机通讯连接的通讯模块和用于隔离输入外部电流电压信号的隔离互感器模块，所述通讯模块和隔离互感器模块分别连接到所述主控制器的相应接ロ ；所述主控制器对从所述隔离互感器模块输入的外部电流电压信号进行保护逻辑运算得到各种遥测量，并将各种遥测量通过所述通讯模块传送给上位机。
7.根据权利要求6所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现远程操控的无线通讯模块，所述无线通讯模块连接到所述智能模块的相应接ロ ；所述智能模块接收用户通过所述无线通讯模块输入的分合闸指令，通过所述负荷开关驱动模块控制所述智能负荷开关实现分合闸操作，所述智能模块接收用户通过所述无线通讯模块输入的參数修改指令并进行相应的參数修改，所述主控制器接收用户通过所述无线通讯模块和智能模块输入的状态查询指令，控制所述液晶显示模块显示相应状态信息。
8.根据权利要求I至7任一项所述的新型的户外柱上开关智能控制器，其特征在于所述新型的户外柱上开关智能控制器还包括用于实现所述户外柱上开关智能控制器各相连接模块间电信号隔离传输的光电隔离模块，所述断路器驱动模块和主控制器之间通过所述光电隔离模块连接，所述负荷开关驱动模块、LED灯指示模块和无线通讯模块分别通过所述光电隔离模块与 所述智能模块相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种新型的户外柱上开关智能控制器，能够自动消除瞬时故障对线路的影响又可隔离永久故障段，避免造成长时间的大面积停电，其包括用于采集电力架空馈线路故障信息及识别线路故障类型的系统监控模块、用于处理电力架空馈线线路故障信息及控制智能控制器工作的主控制器、用于驱动安装于电力架空馈线主干线上的智能断路器工作的断路器驱动模块、用于驱动安装于各分支线上的智能负荷开关工作的负荷开关驱动模块、用于控制智能负荷开关工作的智能模块和用于显示电力架空馈线工作状态的液晶显示模块，系统监控模块、断路器驱动模块、智能模块和液晶显示模块分别连接到主控制器的相应接口，负荷开关驱动模块连接到智能模块的相应接口。
文档编号H02H7/26GK202435023SQ20122004738
公开日2012年9月12日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者何勇, 彭志军, 李徽胜, 李爱波, 汪民 申请人:广州南方电力集团电器有限公司