专利名称：智能分界负荷开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能分界负荷开关，主要可用于输电主千网分支线和用户入口处 进行接地保护和电流闭锁电压保护。
技术背景现有配电线路分支线和配电变压器进行的短路保护多采用跌落式熔断器，这种装置的 熔管两端设有上动触头和下动触头，上动触头和下动触头依靠烙断体系紧，将上动触头推入鸭嘴凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而将管牢固地卡在鸭嘴IU当短路电流通过使熔断体熔断时，即产生电弧，管内衬的钢纸管在电弧使用下产生大量气 体，在电流过零使用弧熄灭。由于熔断体熔断，在熔管的上下动触头弹簧片的作用下，熔 管迅速跌落，使电路断开》切除故障段线路或者故障设备。其缺陷一是可靠性差，易于出现发生故障时不动作，或者在风等外力作用下误动作的现象；二是工作参数不可改变；三是只能一次性使用，熔断后需要重新更换。发明内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种智能分界负荷开关，这种负荷开 关的可靠性好，工作参数可以根据需要设定，并且可以长期使用，能够起到隔离故障，提 高电网供电可靠性的作用。本发明实现上述目的的技术方案是 一种智能分界负荷丌关，包括智能控制终端、零 序电流互感器、电流传感器、电压传感器、和执行机构，所述零序电流互感器用于釆集线 路的零序电流信号，所述电流传感器用于采集线路的电流信号，所述电压传感器用于采集 线路的电压信号，，所述智能控制终端对所述零序电流信号、电流信号和电压信号进行分析 和逻辑运算，在出现线路故障时依据设定的程序生成保护控制信号，送至所述执行机构。由于本实用新型通过相应的电流和电压传感器釆集相应的电流信号和电压信号，通过 智能控制终端控制执行机构分断故障线路，从信号采用到分断执行都具有高度的可靠性， 克服了现有技术下负荷开关不动作或误动作的现象，其工作参数可以通过智能控制终端进 行灵活的人工设置，适应了不同线路的不同控制要求，其执行机构可以采用快速动作机构， 进行分断动作后可以自动或人工复位，使本实用新型得以长期使用。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型在配电线路上分布方式的示意图；图3是本实用新型进行接地故障保护控制的逻辑运算示意图；图4是本实用新型进行接地故障保护的信号流示意图；图5是本实用新型进行短路故障保护控制的逻辑运算示意图；图6是本实用新型进行短路故障保护的信号流示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供的智能分界负荷开关，包括智能控制终端、零序电流互感 器l、供电变压器2、电流传感器3、电压传感器4和执行机构，所述零序电流互感器用于采集线路的零序电流信号，所述电流传感器用于采集线路的电流信号，所述电压传感器用 于采集线路的电压信号，，所述智能控制终端对所述零序电流信号、电流信号和电压信号进 行分析和逻辑运算，在出现线路故障时依据设定的程序生成分断控制信号，送至所述执行 机构。所述零序电流互感器可以采用现有任意适宜的技术，也可以采用全新技术。 所述电流传感器和电压传感器均可以采用现有技术。所述零序电流互感器、电流传感器和电压传感器的输出端与所述智能控制终端的输入 端口信号连接，以便向所述智能控制终端传送各自采集的信号(数据)。其物理连接方式可 依据现有技术，或其他采用任意适宜的连接方式。所述零序电流互感器、电流传感器和电 压传感器与线路的连接或耦合方式依据各自的特点实现。所述零序电流互感器、电流传感器和电压传感器的输出端同所述智能控制终端的输入 端口的连接可以通过各自的接口电路实现，所述各接口电路根据各检测元件(各互感器和 传感器)输出的信号特点以及所述智能控制终端对输出信号的要求设置，例如可以包括滤 波电路、变送电路或放大电路、多位模拟开关、模/数转换电路和光耦合器等中的任意-- -种、 数种或全部，以便将所述检测单元的输出信号形式转换为所述智能控制终端能够识别和运 算的信号形式。所述零序电流传感器可以应用于架空线，所得零序电流输出同该互感器在线路上的安 装位置和方向无关，只同零序电流有关。本实用新型通过所述零序电流传感器实时监测零 序电流，当负荷侧发生单相接地故障时，执行机构在所述智能控制终端的控制下，根据整定值及整定时w动作，而在系统侧发生接地故障时不动作。所述智能控制终端在接地故障保护时的工作方式可以是将接收的零序电流数据同零 序电流定值(整定值，下同)进行比较，当零序电流1。>零序电流定值时》进行延时计时， 如计时过程中零序电流始终大于零序电流定值，在经过整定的延时时w(接地保护延时定值)后，生成所述的分断控制信号，送至执行机构进行线路的分断；如计吋过程中零序电 流变为小于零序电流定值，停止计时，恢复原始状态。这种延时控制，可以避免因偶然因 素或瞬间检测误差造成线路分断，其中所述延时定值可以根据线路的具体情况设定。通过 本实用新型的设置，在一个用户支线发生单相接地故障时，本实用新型自动分断该故障支 线，变电站及馈线上的其它分支用户感受不到故障的发生。所述电流传感器和电压传感器能够精确测量出各相电压和电流(通常可以是相电压和 相电流)，为电流闭锁电压保护提供输入量，所述电压传感器可以采用CVT方式。当负荷侧发生相间短路故障时，所述电流传感器获得的电流数据将大于设定的过流定 值。所述智能控制终端将接收的电流通过过流定值进行比较，当电流1皿>过流定值时，记 忆故障并闭锁跳闸出口，开始计时，在系统侧保护跳闸后，检出停电状态后，当计时时间 达到过或超过流延时时间定值和过流闭锁时间定值时生成所述的分断控制信号送至执行结 构，无压分断线路，解除跳闸闭锁，隔离故障；负荷侧发生相间短路故障，但是未满足跳 闸出口条件，保护整组延时一段时问(6s可设)自动复归。这样，如果一用户支线发生相 间短路故障时，本实用新型在变电站出线保护跳闸后立即分闸，变电站重合后，故障线路
被自动隔离，馈线上的其它分支用户迅速恢复供电(相当于一次瞬时性故障)。本实用新型可以设有电流闭锁和电压闭锁，当最小电流1, >闭锁跳闸定值，闭锁分断 指令输出或闭锁执行机构的分断动作，以避免在最小电流较低时产生不必要的线路分断。 所述闭锁功能可以依据现有技术通过硬件实现，也可以方便地向所述智能控制终端输入闭 锁控制程序，使所述智能控制在进行涉及零序电流信号和/或所述电流信号的运算时，同时 进行涉及最小零序电流和最小电压数据的比较运算，在最小零序电流和最小电压数据不能 满足1,<闭锁跳闸定值和/或最小电压1],<失压定值，不生成分断控制信号。所述执行机构可以采用任意适宜的快速执行机构，例如可以设有快速弹簧机构，通过 快速弹驚的作用，实现快速通断。所述执行机构的控制信号输入端同所述智能控制终端的 输出端口信号连接，其物理连接方式可依据现有技术，或其他采用任意适宜的连接方式。所述执行机构的控制信号输入端同所述智能控制终端的输出端口的连接可以通过相 应的驱动电路实现，所述各驱动电路根据各执行元件对输出控制信号的要求以及所述智能 控制终端输出的信号形式设置，例如町以包括充电电路、放电电路、功率器件和超级电容 中的任意一种、数种或全部，以便将所述智能控制终端的输出信号形式转换为所述执行机 构识别和执行的信号形式。本实用新型还可以设有供电变压器2，所述供电变压器同配电线路織合，以获得电能， 经过变压、整流和滤波后，其输出端连接本实用新型的其他部分的电源连接端，用于向本 实用新型的其他用电部分供电，这样就节省了电源，简化了结构。所述零序电流互感器、电流传感器、电压传感器、供电变压器和执行机构可以设鬵在 负荷开关本体内，所述负荷开关本体可以设有壳体，用于容纳和保护设置在其内的各设备， 所述壳体上可以设有与线路连接的外接端子，壳体内的各设备依据同配电线路连接/耦合的 方式连接好，并将连接端引至所述外接端子，所述外接端子同配电线路连接后，就可以直 接进行相应的检测和控制。这种结构，有利于整体的整洁，也有利于现场安装和使用。 本实用新型还可以设有手动分合装置，以便进行人工手动分合。本实用新型还可以设有遥信釆集器，用于采集各种适宜的遥信，并送入智能控制终端，
所述遥信的种类和形式可以依据现有技术选定，遥信送入智能控制终端后，可以用作分析 判断的参数或变量，以便作出的判断更为精确，具体判断逻辑关系或函数可以依据现有技 术确定。目前，在我国，由于城市供电网架空絶缘化的实施主千网的故障率大幅度下降，用户 分支线引起的线路故障占到全部故障的80%以上，单相接地故障又占所有故障的70%以上， 而且对故障查找带来很大困难。针对这一实际情况，为满足市场需要，在用户不需要很大 投资情况下，本实用新型大幅度提高供电可靠性，低成本实现配网自动化功能。本实用新型主要应用于主干网分支线和用户入口处。通过接地保护和记忆过流故障在 重合闸期间隔离故障，将故障控制在最小范围内，尽量减小故障停电时间，提高主干网的 供电可靠性。本专利由于采用全新设计，除了具有手动分合功能外还可电动分闸，保证故障隔离功 能'与现有设备相比集成度高、成本低、故障率低、可靠性高。
权利要求1.一种智能分界负荷开关，其特征在于包括智能控制终端、零序电流互感器、电流传感器、电压传感器和执行机构，所述零序电流互感器用于采集线路的零序电流信号，所述电流传感器用于采集线路的电流信号，所述电压传感器用于采集线路的电压信号，所述智能控制终端对所述零序电流信号、电流信号和电压信号进行分析和逻辑运算，在出现线路故障时依据设定的程序生成分断控制信号，送至所述执行机构。
2. 如权利要求1所述的智能分界负荷开关，其特征在于所述零序电流互感器、电流 传感器和电压传感器的输出端与所述智能控制终端的输入端口信号连接。
3. 如权利要求2所述的智能分界负荷开关，其特征在于所述零序电流互感器、电流 传感器和电压传感器的输出端同所述智能控制终端的输入端口之间通过各自的接口电路连 接，所述各接口电路包括滤波电路、变送电路、放大电路、多位模拟开关、模/数转换电路 或光耦合器。
4. 如权利要求3所述的智能分界负荷开关，其特征在于所述执行机构的控制信号输 入端同所述智能控制终端的输出端口通过相应的驱动电路连接，所述驱动电路包括充电电 路、放电电路、功率器件或超级电容。
5. 如权利要求4所述的智能分界负荷开关，其特征在于还设有同配电线路耦合的供电变压器。
6. 如权利要求5所述的智能分界负荷开关，其特征在于还设有手动分合装置，所述 零序电流互感器、供电变压器、电流传感器、电压传感器和执行机构设置在负荷开关本体 内，所述负荷开关本体设有壳体，所述壳体上设有与线路连接的外接端子。
专利摘要本实用新型涉及一种智能分界负荷开关，其包括智能控制终端、零序电流互感器、电流传感器、电压传感器、供电变压器和执行机构，所述零序电流互感器用于采集线路的零序电流信号，所述电流传感器用于采集线路的电流信号，所述电压传感器用于采集线路的电压信号，所述供电变压器同配电线路耦合，其输出端用于向开关本身供电，所述智能控制终端对所述零序电流信号、电流信号和电压信号进行分析和逻辑运算，在出现线路故障时依据设定的程序生成保护控制信号，送至所述执行机构，所述执行机构可以快速切除故障线路。本实用新型可靠性好，工作参数可以根据需要设定，并且可以长期使用，主要可应用于配电主干网分支线和用户入口处。
文档编号H02H3/093GK201029200SQ20062012267
公开日2008年2月27日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者孔启翔, 祝振鹏, 袁增贵, 陈灿章 申请人:北京四方华能电气设备有限公司