一种带接地保护和重合闸功能的智能高压开关成套装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种带接地保护和重合闸功能的智能高压开关成套装置，包括开关本体、数据处理与控制模块、输出模块以及人机界面与通讯模块，开关本体内置有电容式零序电压传感器、赛道形零序电流互感器以及三相电流互感器；赛道形零序电流互感器的二次绕组以及零序电压检测互感器的二次绕组与零磁通电流信号放大单元电路的输入端相连接，零磁通电流信号放大单元电路的输出端以及三相电流互感器的二次绕组分别与数据处理与控制模块相连接，输出模块与分合闸机构相连接。本实用新型专利技术不仅有效地解决了配网线路接地保护问题，而且成套装置所占体积小、可靠性高、成本低、可广泛应用于配网各主干线、分支线路作为分段、分界开关用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种开关设备，尤其是一种带接地保护和重合闸功能的智能高压开关成套装置，应用于电力线路的自动化测控领域。技术背景 我国6 66 kV电力系统中大部分采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地方式，当系统发生单相接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往很小，而系统线电压的对称性并不遭到破坏，系统还可继续运行一段时间。小电流接地系统发生单相接地以后，由于故障特征不明显，使得迅速、准确地检测接地点有一定的难度，所以小电流接地系统单相接地保护也一直是继电保护领域未彻底解决的一个难题。在发生单相接地故障后一般由人工配合来排查故障。近年来随着电力传输容量增大、距离延长、电压等级逐渐升高，电缆线路越来越多地被采用，在这种情况下发生单相接地故障时，单相接地电流越来越大，接地电容电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭，同时由间歇电弧产生的过电压往往又使事故扩大，显著降低了电力系统的运行可靠性。为防止系统事故扩大，在接地运行的这段时间里必须迅速排除接地故障，以往由人工来排查故障已不能满足快速隔离、处理故障的需求，这就提出了变电站内单相接地故障选线的课题。众多大专院校、研究院、生产厂家都致力于这一产品的开发与生产，提出了不少新思路、新方法，及多种选线原理，并研制出基于这些选线原理的多种产品，但工程中始终存在选线正确率低的问题，并且存在另外一个局限即使在变电站能正确选出接地线路，还需要借助人工或线路的检测装置找到接地线路的具体接地故障点。针对此在6 66 kV电力线路配网自动化开展过程中，要求对不同分段点或分界点的开关都要带接地保护功能，但目前能够对单相接地故障进行准确分段保护的开关装置基本是空白，大部分已投入接地保护的装置经常是或者拒动，或者误动。由于难以实现对接地故障的准确隔离和保护，在很大成度上制约了配网自动化系统的实施效果和发展。
技术实现思路
针对以上问题，需要为配网线路提供一种实用的终端控制成套设备，此设备必须具备可靠性高、占用空间小、成本低、适用配网线路的各分段、分界点并同时解决接地保护的难题。本技术需要解决如下技术问题1，设备能适用目前配网线路的各种接地系统，可灵活设定接地保护方式1)，小电流接地系统采用零序电流加零序电流的方向来定位故障点，因此小电流接地系统的接地电流信号检测是关键；2)大电流接地系统采用零序电流法来定位故障点。2，设备功能强，集成相间短路、接地短路保护、重合闸、上电和失电检测、可灵活实现多种组网方式，能适用配网线路各主干线、分支线路。电力线路接地故障80%以上是瞬时故障，当发生故障后迅速隔离故障点，通过投入I 3次重合排除瞬时故障，可避免因瞬时故障造成长时间的停电。3， 配网终端设备用量大，且绝大部分为户外安装，综合考虑使用条件终端设备必须具备可靠、占用空间小且相对站用设备成本要低。为解决以上问题，本技术采取以下技术方案一种带接地保护和重合闸功能的智能高压开关成套装置，包括开关本体、数据处理与控制模块、输出模块以及人机界面与通讯模块，开关本体内置有电容式零序电压传感器、赛道形零序电流互感器以及三相电流互感器；其中所述电容式零序电压传感器包括第一、第二、第三和第四电容以及零序电压检测互感器，所述电容第一、第二和第三电容的一端分别接电力线的三相，另外一端同时接第四电容的一端，第四电容的另一端接地，零序电压检测互感器的一次绕组跨接在第四电容两端；电力线的三相分别穿过三相电流互感器的三个圆形中心孔，同时电力线的三相一并穿过赛道形零序电流互感器的赛道形的环内区域；赛道形零序电流互感器的二次绕组以及零序电压检测互感器的二次绕组与零磁通电流信号放大单元电路的输入端相连接，零磁通电流信号放大单元电路的输出端以及三相电流互感器的二次绕组分别与数据处理与控制模块相连接，输出模块与分合闸机构线圈相连接。作为以上技术方案的一种改进，开关本体采用SF6全密封防爆结构，并设有带外部接口的航空插座，赛道形零序电流互感器的二次绕组、零序电压检测互感器的二次绕组以及三相电流互感器的二次绕组与所述航空插座相连接并通过所述航空插座输出信号。作为以上技术方案的一种改进，数据处理与控制模块与人机界面与通讯模块通过串行总线接口相连。作为以上技术方案的一种改进，人机界面与通讯模块包括键盘、IXD/LED显示器和通讯模块。作为以上技术方案的一种改进，所述通讯模块包括GSM模块、GPRS模块、光纤模块以及通过RS485总线外扩的通讯模块。本技术具有以下有益效果I.零序电流检测精度高，输出特性稳定。误差在±5%以内。2.不仅可以检测出Io，还可以检测出Vo，所以可以判断出接地故障的方向(是电源侧还是负荷侧)。3.零序电流互感器、三相电流互感器、零序电压检测传感器均内置，工作在SF6气体中，无绝缘老化，能够长期使用。4.有效解决配网线路接地保护问题。为配网提供一种接地保护与重合闸结合的新方案。5.成套装置所占体积小、可靠性高、成本低、可广泛应用于配网各主干线、分支线路作为分段、分界开关用。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明，其中图I为本技术的功能框图；图2为本技术的线路示意图；图3为本技术中的零序电流互感器的结构示意图。具体实施方式为了使本专利要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面结合图I、图2和图3详细说明本技术的具体实施方式。如图2所示，开关本体I采用SF6全密封防爆结构，具有简单可靠的操作机构、免维护、长寿命的特点。开关本体I的底部安装一个具有外部接口的航空插座。开关本体I内置有电容式零序电压传感器11 (Zro)、赛道形零序电流互感器12 (ZCT)及3只三相电流互感器13(3CT)。零序电流互感器12如图3所示，三只三相电流互感器13和呈赛道型的零序电流互感器12组合，用多层绝缘胶带缠绕制成，与主回路之间靠SF6气体来绝缘，零序电流互感器11采用高导磁率磁芯材料，保证对小电流的采样精度。因系统在发生接地故障时，零序电压特征量比较稳定，所以采用电容分压原理检测零序电压，第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3 —端分别接A、B、C三相，另外一端同时接第四电容C4的一端，第四电容C4另一端接大地，Cl、C2、C3实现A、B、C三相电压矢量合成并与C4形成分压，再经零序电压检测互感器CTl隔离输出零序电压信号，零序电压检测部分占用较小开关内部空间。零序电流互感器12 二次绕组、零序电压检测互感器CTl的二次绕组、三相电流互感器13的二次绕组由开关所带的航空插座输出给外部信号采集电路。如图2，零序电流互感器12的二次绕组输出和零序电压检测互感器的二次绕组输出后接零磁通电流信号放大单元电路21的运放输入端。零序电流互感器12和零序电压检测互感器CTl工作在零负载状态，检测信号不失真，大大提高检测精度。零磁通电流信号放大单元电路21从属于数据处理与控制模块2。如图2，三相电流互感器13 (3CT)采集A、B、C三相电流给相间故障、电流测量提供数据。可根据保护、测量不同精度要求配不同等级的电流互感器。此互感器为常规互感器，较易实现，本专利不做进一步详细说明。数据处理与控制模块2采集电流、电压、开关状态，由三相电流判断线路是否有相间故障，对零序电压、零序电流及相位差的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带接地保护和重合闸功能的智能高压开关成套装置，其特征在于：包括开关本体（1）、数据处理与控制模块（2）、输出模块（3）以及人机界面与通讯模块（4），开关本体（1）内置有电容式零序电压传感器（11）、赛道形零序电流互感器（12）以及三相电流互感器（13）；其中所述电容式零序电压传感器（11）包括第一、第二、第三和第四电容以及零序电压检测互感器，所述电容第一、第二和第三电容的一端分别接电力线的三相，另外一端同时接第四电容的一端，第四电容的另一端接地，零序电压检测互感器的一次绕组跨接在第四电容两端；电力线的三相分别穿过三相电流互感器（13）的三个圆形中心孔，同时电力线的三相一并穿过赛道形零序电流互感器（12）的赛道形环内区域；赛道形零序电流互感器（12）的二次绕组以及零序电压检测互感器的二次绕组与零磁通电流信号放大单元电路（21）的输入端相连接，零磁通电流信号放大单元电路（21）的输出端以及三相电流互感器（13）的二次绕组分别与数据处理与控制模块（2）相连接，输出模块（3）与分合闸机构线圈相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王红星，关平，
申请(专利权)人：深圳市深泰明科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：