智能数字继电保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种智能数字继电保护装置，电流互感器感应取能与测量线圈还与信号调理单元的输入端、低能量聚集与高能量泄放调控单元的输入端连接；低能量聚集与高能量泄放调控单元的输出端分别与信号调理单元、超低功耗信号处理单元、低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数设置与整定单元连接；信号调理单元的输出端与超低功耗信号处理单元的输入端连接；超低功耗信号处理单元的输入输出端口还分别与低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数整定单元连接。该装置的安全性好、成本低且具有故障提示信息。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及35V及以下(主要应用在10V)配电网电力系统的继电保护装置， 具体讲是一种安装在柱上开关或环网柜上的智能数字继电保护装置。
技术介绍
随着智能电网技术的规划和应用发展，智能配电网智能设备和相关技术需求不断 增加。继电保护技术发展先后经历了电磁式保护、晶体管式保护、集成电路保护以及微机保 护技术等，继电保护装置研究是继电保护技术研究和应用的重要课题。目前继电保护装置 大多数从电压互感器二次侧或独立电源(如直流屏)取得能量作为工作电源，对于35kV及 以下电压等级无操作电源的变电站、架空线路柱上开关以及带开关的电缆分接箱等特殊应 用场合，没有外加的辅助电源、直流屏等设备，因此限制了现有继电保护装置的应用。当电 流过流时，继电处理装置跳掉，从而对电力系统进行保护。上述结构的继电保护装置在实际 的使用过程中存在以下缺陷1、由于电压互感器取电需要加装电压互感器和相应的蓄电池 储能，以及需要采用专门的绝缘措施，且一旦绝缘被击穿极易影响设备安全，因此采用电源 互感器取电的继电保护装置的安全性较差。另外，由于采用电压互感器取电的结构较为复 杂，因此导致模拟继电保护装置的成本增加。2、在不具备直接可用电源的场合，上述结构的 继电保护装置的应用受到限制。3、现有技术的继电保护装置被触发时，由于不具有足够的 提示信息，因此会造成电力工作人员无法准确判断故障地点，进而导致电力工作人员的工 作量增加以及故障处理时间的增长。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种安全性好、 成本低且具有故障提示信息的智能数字继电保护装置。本技术的技术方案是，提供一种智能数字继电保护装置，包括与电力母线连 接的电流互感器感应取能与测量线圈、低能量聚集与高能量泄放调控单元、超低功耗信号 处理单元、与低电压脱扣器连接的低电压脱扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元、 参数设置与整定单元和信号调理单元，所述电流互感器感应取能与测量线圈还与信号调理 单元的输入端、低能量聚集与高能量泄放调控单元的输入端连接；所述的低能量聚集与高 能量泄放调控单元的输出端分别与信号调理单元、超低功耗信号处理单元、低电压脱扣器 供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数设置与整定单元连接，为它们提供工作电 源；所述的信号调理单元的输出端与超低功耗信号处理单元的输入端连接，为超低功耗信 号处理单元提供分析信号；所述超低功耗信号处理单元的输入输出端口还分别与低电压脱 扣器供能单元、无线通信单元、故障指示单元和参数整定单元连接，为超低功耗信号处理单 元提供信号的输入及输出。所述的电流互感器感应取能与测量线圈包括设在同一壳体内的取能铁芯、测量铁 芯、取能线圈和测量线圈，所述的取能铁芯嵌入在取能线圈内；所述的测量铁芯嵌入在测量线圈内。设在同一壳体内的铁芯、取能线圈和测量线圈，所述的铁芯为两块，所述的两块铁 芯分别嵌入在取能线圈和测量线圈内。所述的低能量聚集与高能量泄放调控单元包括低能量聚集与高能量泄放控制单 元和电容器储能与蓄电池浮充单元，所述的低能量聚集与高能量泄放控制单元与电容器储 能与蓄电池浮充单元连接；所述的电容器储能与蓄电池浮充单元上设有多个电源输出端所述的无线通信单元为基于Zigbee的无线通信单元或基于CAN总线的无线通信 单元。可以灵活组网进行信息交互，可以远程进行装置的参数和保护类型设置与整定，可以 监控自具电源的智能数字保护装置所在线路状态、装置自身状况参数，智能组建监控系统， 实现智能配网自动化应用。以与电力母线连接的电流互感器感应取能与测量线圈的A、B、C 3相电流由超低 功耗信号处理单元分析计算得到零序电流，进而具有实现小电流接地故障检测功能。所述的参数设置与整定单元为拨码开关式参数设置与整定单元或USB式参数设 置与整定单元或者CAN总线式参数设置与整定单元。采用以上结构后，本技术与现有技术相比，具有以下优点1、本技术智能数字继电保护装置电流互感器感应取能与测量线圈基于电流 互感器电磁感应原理，可灵活调整结构参数可以方便的改变输出特性，每一相配置1个感 应取能线圈和1个测量线圈并浇注在同一个壳体内，采用穿心式设计与母线本体没有任何 电气联系，安全隔离性能好；通过采集的A、B、C 3相电流由超低功耗信号处理单元计算零 序电流，从而可以实现小电流接地故障检测功能。因此，使得本技术智能数字继电保护 装置的安全性非常好。同时，由于结构简单，因此成本非常低。2、由于本技术可通过电流互感器感应取能与测量线圈取电，因此能够使用在 不具备直接可用电源的场合，其适用范围较广。3、本技术智能数字继电保护装置设有故障指示单元，可以为电力工作人员提 供准确判断故障地点给出一个提示，进而使得电力工作人员的工作量得以降低并同时减少 故障处理时间。本技术智能数字继电保护装置的突出优点是设有低能量聚集与高能量泄放 调控单元，该单元可感应一次线路的工作电流，当电流较小和额定负荷电流情况下，该单元 收集感应能量全部转换为系统工作的电源能量，此时起到能量聚积的作用；当线路发生故 障电流达到一定值或者短路电流的情况下，该单元电路负责泄放掉一部分能量，对取能电 路和后续处理器单元起到保护作用。作为改进，本技术智能数字继电保护装置设有参数设置与整定单元，该单元 可通过数字保护装置的参数设置与整定功能，可以选择装置的动作启动电流、保护类型、整 定曲线的设置。使得本技术智能数字继电保护装置设置起来非常地方便。作为进一步改进，本技术智能数字继电保护装置可通过信号调理单元8对测 量线圈12输出电流的变换、滤波、积分、A/D采样，然后送超低功耗信号处理单元3进行分 析处理。作为更进一步改进，本技术智能数字继电保护装置可通过基于Zigbee的无线通信单元或基于CAN总线的无线通信单元来构建成一个系统，从而使得数据通讯更加地 方便，使得能够准确判断故障地点，进而进一步使得电力工作人员的工作量得以降低并同 时减少故障处理时间。附图说明图1是本技术智能数字继电保护装置的总体结构示意框图。图2是本技术智能数字继电保护装置中低能量聚集与高能量泄放调控单元 的功能结构框图。图3是本技术智能数字继电保护装置中超低功耗处理单元的功能结构框图。图4是本技术智能数字继电保护装置组网的具体实施例结构框图。图5是本技术智能数字继电保护装置中电流互感器感应取能与测量线圈的 结构示意图。图中所示1、电流互感器感应取能与测量线圈，2、低能量聚集与高能量泄放调控单 元，3、超低功耗信号处理单元，4、低电压脱扣器供能单元，5、无线通信单元，6、故障指示单 元，7、参数设置与整定单元，8、信号调理单元，9、低能量聚集与高能量泄放控制单元，10、电 容器储能与蓄电池浮充单元，101、取能铁芯，102、测量铁芯，103、取能线圈，104、测量线圈， 105、壳体，106、测量线圈二次引出端，107、取能线圈二次引出端。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。如图1、图2、图3、图4、图5所示，本技术一种智能数字继电保护装置，包括与 电力母线连接的电流互感器感应取能与测量线圈1、低能量聚集与高能本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能数字继电保护装置，其特征在于：包括与电力母线连接的电流互感器感应取能与测量线圈（１）、低能量聚集与高能量泄放调控单元（２）、超低功耗信号处理单元（３）、与低电压脱扣器连接的低电压脱扣器供能单元（４）、无线通信单元（５）、故障指示单元（６）、参数设置与整定单元（７）和信号调理单元（８），所述电流互感器感应取能与测量线圈（１）还与信号调理单元（８）的输入端、低能量聚集与高能量泄放调控单元（２）的输入端连接；所述的低能量聚集与高能量泄放调控单元（２）的输出端分别与信号调理单元（８）、超低功耗信号处理单元（３）、低电压脱扣器供能单元（４）、无线通信单元（５）、故障指示单元（６）和参数设置与整定单元（７）连接，为它们提供工作电源；所述的信号调理单元（８）的输出端与超低功耗信号处理单元（３）的输入端连接，为超低功耗信号处理单元（３）提供分析信号；所述超低功耗信号处理单元（３）的输入输出端口还分别与低电压脱扣器供能单元（４）、无线通信单元（５）、故障指示单元（６）和参数整定单元（７）连接，为超低功耗信号处理单元（３）提供信号的输入及输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范兴明，石维坚，樊建荣，潘永成，
申请(专利权)人：日升集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：97