一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型所设计的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，解决了目前的20kV配电网中性点接地方式不是一部分设备无法满足绝缘要求就是瞬时故障也会跳闸的技术问题。本实用新型其特征是包括中央处理模块、指示灯模块、数据输出模块、数据存储模块、信号采集模块和为各模块供电的电源，所述的信号采集模块将采集的信号通过模数转换器后传输至中央处理模块，所述的指示灯模块、数据输出模块和数据存储模块均与所述的中央处理模块通讯连接，所述的中央处理模块设有时钟电路和开关量输入电路。本实用新型对电网中的电压进行监测，根据故障类型切换接地方式，实现发生瞬时故障时采用消弧线圈接地；发生永久故障时切换为小电阻接地。
【专利说明】—种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路控制装置【技术领域】，尤其是一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置。
【背景技术】
[0002]在配电网20kV升压改造后，中性点若采用消弧线圈接地方式，在电网发生故障时，一部分设备无法满足绝缘要求；若采用小电阻接地方式，一旦在配电网中发生接地类型的故障，则无论瞬时故障还是永久故障，故障线路所在的断路器必须先实施一次跳闸操作，对供电可靠性造成影响。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，对电网中的电压进行监测，根据故障类型切换接地方式，实现发生瞬时故障时采用消弧线圈接地；发生永久故障时切换为小电阻接地。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是包括中央处理模块、指示灯模块、数据输出模块、数据存储模块、信号采集模块和为各模块供电的电源，所述的信号采集模块将采集的信号通过模数转换器后传输至中央处理模块，所述的指示灯模块、数据输出模块和数据存储模块均与所述的中央处理模块通讯连接，所述的中央处理模块设有时钟电路和开关量输入电路，所述的开关量输入电路控制一断路器的开闭，所述的信号采集模块设有分压电阻、变压器、采样电阻和外部接口，所述的分压电阻和变压器的原边相连，所述变压器的副边接入所述的采样电阻。100V的外部标准二次电压信号通过外部接口利用分压电阻进行分压，采样电阻用于向中央处理模块提供采样信号，中央处理模块对信号进行分析判断是瞬时故障还是永久故障，如果是永久故障，则发送指令将断路器闭合。
[0005]本技术方案用于设置在如图1所示的电路中，图中I为20KV母线、2为电压互感器、3为接地变压器、4为消弧线圈、5为小电阻、6为本技术方案的切换装置，消弧线圈4所在支路隔离开关QSN在正常运行时闭合，当配电网发生瞬时性接地故障时，由消弧线圈4进行补偿，电弧熄灭接地故障自动消失，则本切换装置6能够监测故障发生到消失的母线零序电压变化特征，从而避免了出现小电阻接地方式中一有故障立刻跳闸的情况；对永久性接地故障，当接地故障持续超过整定时间后，中性点接地方式智能切换装置发出合上支路断路器QFN的指令，投入小电阻5接地，此时由于接地方式改变，接地电流增大，使线路继电保护动作于切除故障线路，当故障线路故障切除后，经整定延时，本技术方案发出跳开支路断路器QFN的指令，退出小电阻5接地。
[0006]作为上述结构的进一步完善和补充，本实用新型还包含以下附加技术特征或这些特征的任意组合:
[0007]所述的信号采集模块还设有电感，所述的电感串接在所述的变压器的原边，实现更好地信号采集质量。
[0008]所述的电感的感值为ImH。
[0009]所述的开关量输入电路设有光耦，开关量输入电路将断路器闭合、断开信号经过光电耦合器转换成中央处理模块可以处理的脉冲信号，并起到隔离强弱电信号的作用，使输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定。
[0010]所述的开关量输入电路内设有电容和滤波电阻用于构成一阶低通滤波器，减小信号的毛刺。
[0011]所述的中央处理模块包括型号为MSP430的单片机，所述的单片机设有键盘接口，具有采样精度高，处理速度快，功耗低，成本低的优点。
[0012]本实用新型所设计的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，能够对母线零序电压信号进行监测，在电网发生永久性故障时，通过判断母线零序电压的故障特征，由单片机发出投切电阻的指令，实现当发生瞬时故障时采用消弧线圈接地，当发生永久故障时切换为小电阻接地，自动化切换，避免仅采用消弧线圈接地或小电阻接地时存在的不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型安装在电路上的示意图；
[0014]图2是本实用新型的结构框图；
[0015]图3是本实用新型信号采集模块的原理图；
[0016]图4是本实用新型开关量输入电路的电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。
[0018]实施例1
[0019]如图2-4所示，本实施例描述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，包括中央处理模块、指示灯模块、数据输出模块、数据存储模块、信号采集模块和为各模块供电的电源，所述的信号采集模块将采集的信号通过模数转换器后传输至中央处理模块，所述的指示灯模块、数据输出模块和数据存储模块均与所述的中央处理模块通讯连接，所述的中央处理模块设有时钟电路和开关量输入电路，所述的开关量输入电路控制一断路器的开闭，所述的信号采集模块设有72kQ的分压电阻、变压器、采样电阻和外部接口，所述的分压电阻和变压器的原边相连，所述变压器的副边接入所述的采样电阻。所述的信号采集模块还设有感值为ImH的电感，所述的电感串接在所述的变压器的原边。所述的中央处理模块包括型号为MSP430的单片机，所述的单片机设有键盘接口。
[0020]指示灯模块包括触发器74LS06A、光电耦合器4N25、直流继电器、交流接触器。由直流继电器控制接点的闭/合，从而使交流接触器触点闭/合。消弧线圈所在支路隔离开关QSN闭合时，指示灯I亮；并联小电阻所在支路断路器QFN闭合时，指示灯2亮；PT断线时，指不灯3売。
[0021]所述的开关量输入电路设有光耦并通过光耦将信号传输至MSP430单片机。将MSP430单片机的第I号至第4号I/O 口配置为开关量输入端口，与四路光耦相连，通过4路开关量的采集，实现对中性点接地方式各切换开关状态的监测与控制。如图4所示，开关量输入电路中的开关量信号由IN端口输入，电容C与电阻R构成一阶低通滤波器滤除高频噪声，减小信号的毛刺，采用光耦合4N25型，实现现场开关量与MSP430单片机间的电气隔离，提高电绝缘和抗干扰能力。
【权利要求】
1.一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是包括中央处理模块、指示灯模块、数据输出模块、数据存储模块、信号采集模块和为各模块供电的电源，所述的信号采集模块将采集的信号通过模数转换器后传输至中央处理模块，所述的指示灯模块、数据输出模块和数据存储模块均与所述的中央处理模块通讯连接，所述的中央处理模块设有时钟电路和开关量输入电路，所述的开关量输入电路控制一断路器的开闭，所述的信号采集模块设有分压电阻、变压器、采样电阻和外部接口，所述的分压电阻和变压器的原边相连，所述变压器的副边接入所述的采样电阻。
2.根据权利要求1所述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是所述的信号采集模块还设有电感，所述的电感串接在所述的变压器的原边。
3.根据权利要求2所述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是所述的电感的感值为ImH。
4.根据权利要求1所述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是所述的开关量输入电路设有光耦。
5.根据权利要求1所述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是所述的开关量输入电路内设有电容和滤波电阻用于构成一阶低通滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种20kV配电网中性点接地方式智能切换装置，其特征是所述的中央处理模块包括型号为MSP430的单片机，所述的单片机设有键盘接口。
【文档编号】H02J13/00GK203522165SQ201320688981
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】周灵江, 周天雷, 马匡萍, 卢天健, 葛维标, 孟庆楠, 陈杰, 阙雷挺, 丁道敏, 毕会涛, 金叶欢, 官云 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司台州供电公司, 国网浙江临海市供电公司