CN102820711A - 10kV输电线路自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种10kV输电线路自动控制系统，特点是，它包括工作电源、检测互感器、信息处理电路和终端执行电路，工作电源的输出端分别与信息处理电路的输入端及终端执行电路的控制端相接，信息处理电路的输出端与终端执行电路的输入端相接，检测互感器与信息处理电路相接，由于本发明的工作电源不存在与10kV输电线路接触性连接关系，即可使系统的工作电源“从天而降”，所以按照本发明实施制造的10kV输电线路自动控制系统可以实现如下技术效果：实用效能近似于PT电源法；制造简单，成本低廉，安装、架设简便近似于CT电源法，适用范围可以扩展10倍以上，而且没有动作部件和发热部件，使用寿命自然很长。

Description

10kV输电线路自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种10kV输电线路自动控制系统，属于10kV交流高压输电线路技术领域。 

背景技术

10kV交流输电线路中，为了实施科学化管理，近几年电力部门正着力推广具有多种功能的自动控制系统。这些形式各异的自动控制系统都需要工作电源，但10kV交流线路属于高压输电线路，恰似“不到站的高速列车”，不便于就近使用。现有技术条件下，通常是这样解决这类问题的：一是外来能源法——寻求其它能源，如利用风能、太阳能等转换成电能，此类方式基本可行，但设备复杂，造价较高，而且需经常维护，总体寿命也不长；二是PT电源法——将10kV电压互感器的输入端直接接入10kV输电线路，利用10kV电压互感器的变压器作用为系统提供工作电源，此法效果很好，提供的能源最充足、稳定，但制作成本较高、架设安装较麻烦，大范围推广受到限制；三是CT电源法——采用10kV电流互感器的副边线圈兼作系统的信号源和工作电源（即将系统的信号源和工作电源串联后并联在10kV电流互感器副边线圈的两端），此法简便易行，但实用效果欠佳——检控误差大，实用范围狭窄（只可勉强用于大容量输电线路，多数只用于其电流互感器变流比为200A/5A以上的10kV输电线路）。 

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术存在的缺点，提供一种简单实用、成本低的10kV输电线路自动控制系统。 

本发明的技术方案是：一种10kV输电线路自动控制系统，特点是，它包括工作电源、检测互感器、信息处理电路和终端执行电路，工作电源的输出端分别与信息处理电路的输入端及终端执行电路的控制端相接，信息处理电路的输出端与终端执行电路的输入端相接，检测互感器与信息处理电路相接。 

所述的工作电源包括集能互感器和直流电路，集能互感器由环形铁芯、原边线圈和副边线圈组成，其中原边线圈由10kV输电线路自然构成（因10kV输电线路从集能互感器的贯穿孔中穿过，所以10kV输电线路便自然充当了该互感器的原边线圈），副边线圈包括两组各自独立的线圈1-1H和线圈1-1L，其中线圈1-1H与直流电路的高压直流电路相接，线圈1-1L与直流电路的低压直流电路相接，低压直流电路接信息处理电路的输入端，高压直流电路接终端执行电路的控制端，集能互感器的副边线圈（线圈1-1H和线圈1-1L）不与向系统提供检测信号的部件相连接。 

所述终端执行电路包括电子开关和拉闸线圈，信息处理电路的输出端接电子开关的输入端，电子开关的控制端接拉闸线圈的一端,拉闸线圈的另一端接高压直流电路的输出端。 

本技术方案的主要特点在于两个方面：一是工作电源只与信息处理电路及终端执行电路存在连接关系，而与检测互感器不存在连接关系，工作电源与信号检测各行其道、互不干扰；工作电源和检测互感器各自都与10kV输电线路存在电磁感应形式的传输关系。二是不用继电器切换，而是由电子开关直接驱动。 

本系统中集能互感器的基本构造近似于10kV电流互感器，特别之处在于：该集能互感器在制造中强调的重点是易饱和特性或非线性特性，而与10kV电流互感器制造中强调的重点是高线性度正好相反。 

本系统的检测互感器基本构造与10kV电流互感器无异，特别之处在于：该互感器的副边线圈只与信号处理电路相接，不与向系统提供能源的部件相连接。 

由于本发明系统的工作电源不存在与10kV输电线路接触性连接关系，即可使系统的工作电源“从天而降”， 所以按照本发明实施制造的10kV输电线路自动控制系统可以实现如下技术效果：实用效能近似于PT电源法，方便快捷，检控误差很小；制造简单，成本低廉，安装、架设简便近似于CT电源法，适用范围可以扩展10倍以上，而且内中没有运动部件和发热部件，使用寿命自然很长。 

下面结合附图及实施例对本发明进行详细地解释说明。 

附图说明

图1为本发明的原理方框图； 

图2为本发明一个实施例的基本结构图。

附图图面说明： 

1—工作电源，2—检测互感器，3—信息处理电路，4—终端执行电路，GND—系统共地端；

1-1—集能互感器，1-1Y—集能互感器的原边线圈（由10kV输电线路自然充当），1-1T—环形铁芯，1-1H—集能互感器的副边线圈之一，1-1L—集能互感器的副边线圈之二；

1-2—直流电路，1-2H—高压直流电路，1-2L—低压直流电路；

2-1—检测互感器的原边线圈（由10kV输电线路自然充当），2-2—检测互感器的副边线圈；

4-L—电子开关，g—电子开关输入端，a—电子开关控制端，k—电子开关低电位端，4-H—拉闸线圈。

具体实施方式

参考图1、图2，着重就本发明的主要特征部分加以说明： 

该系统包括工作电源1、检测互感器2、信息处理电路3和终端执行电路4，其中，

工作电源1包括集能互感器1-1和直流电路1-2，集能互感器1-1由环形铁芯1-1T、原边线圈1-1Y和副边线圈组成，副边线圈包括两组各自独立的线圈1-1H和线圈1-1L，其中线圈1-1H与直流电路1-2的高压直流电路1-2H相接，线圈1-1L与低压直流电路1-2L相接，集能互感器1-1的原边线圈1-1Y即为10kV输电线路；

终端执行电路4包括电子开关4-L和拉闸线圈4-H；

工作电源1的低压直流电路1-2L接信息处理电路3的输入端，信息处理电路3的输出端接电子开关4-L的输入端g，电子开关4-L的控制端a接拉闸线圈4-H的一端,拉闸线圈4-H的另一端接高压直流电路1-2H的输出端；

检测互感器2包括原边线圈2-1和副边线圈2-2，原边线圈2-1即为10kV输电线路，副边线圈2-2与信息处理电路3相接；

电子开关4-L的低电位端k与高压直流电路1-2H、低压直流电路1-2L及信息处理电路3的低电位端共同接于系统的共地端GND。

从图2中可以看出，工作电源1的重要部件是集能互感器1-1，该互感器的原边线圈1-1Y是由10kV输电线路自然充当的；检测互感器2的原边线圈2-1也是由10kV输电线路自然充当的。这里要说明的是：线圈1-1Y和线圈2-1是同一根输电线路或者不是同一根输电线路都不改变本发明的实质，也不影响本发明技术方案的实施，实施本发明技术方案时完全可以根据线路的具体情况灵活进行。 

本系统接入时，10kV输电线路便自然充当了集能互感器1-1的原边线圈，由于集能互感器在制造上具有易饱和性能，所以当10kV输电线路中有极小电流通过时，其副边线圈1-1H和1-1L中便可感应出足够的交流电压，这两组交流电压经过高压直流电路1-2H和低压直流电路1-2L整定后成为系统的直流工作电源，使系统瞬时“吃饱喝足”，立即进入了正常工作状态——低压直流电路1-2L使信息处理电路3获取了工作电源，有了“运筹帷幄，发号施令”的能力；高压直流电路1-2H给终端执行电路4储能完备，时刻准备按照信息处理电路3的指令执行任务。另一方面，由于集能互感器在制造上具有易饱和性能，所以当10kV输电线路中增大时，集能互感器1-1的副边线圈1-1H和1-1L感应出的交流电压并不增加（或增加很少），这就保证了系统可以在很大范围内稳定工作（本实施例中，当10kV输电线路电流在5-1000A范围内变化时，系统都可以正常工作）。 

本系统接入时，10kV输电线路便自然充当了检测互感器2的原边线圈2-1，由于检测互感器在制造上强调线性度高，所以当10kV输电线路中有电流通过时，其副边线圈2-2中便都感应出与原边电流成正比关系的交流电流，这个交流电流接送到信息处理电路3中，由信息处理电路3加以处理和判断，决定发出何种指令。如当检测到的信号是过流信号需要跳闸断电时，信息处理电路3便发出“跳闸”指令——向终端执行电路4输入端（即电子开关4-L的输入端g）送出一个高电平信号，促使电子开关导通，致使高压直流电路1-2H储备的电势能通过拉闸线圈4-H释放，产生的强大电磁力立即执行完毕拉闸断电的任务。另一方面，由于检测互感器2检出的信息完全来自10kV输电线路，其副边线圈2-2只与信号处理电路3相接，不连接向系统提供能源的部件，所以可以保证信息传递无损，始终与10kV输电线路中的真实电流相对应，这就决定了系统工作的准确性和稳定性。本实施例中，检测互感器2用的就是普通的10kV电流互感器，其变流比的大小完全可以根据系统所覆盖线路的容量灵活选取，选取范围为50A/5A-600A/5A，检测互感器2本身并没有特别之处，只是连接方法特别：该互感器的副边线圈2-2只与信号处理电路3相接，不连接向系统提供能源的部件。 

另外还要说明两点：一是本发明技术方案中所谓“高压直流电路”和“低压直流电路”并非电力行业中所说的“高压”和“低压”，这里只是两者相对而言。本方案中的“高压直流电路”实际电压以40-160VDC为宜；“低压直流电路”的实际电压以5-30VDC为宜。二是附图2中电子开关4-L画出的是一只三极管，这只是示意，实际上是三极管和晶闸管组合成的开关电路（此处不涉及本发明的核心技术，因此不作详细说明）。用电子开关而不用继电器的优越之处至少有两点：一是没有推动继电器工作的耗能部件，可以大大降低整个系统的功耗，而且没有动作部件和发热部件，延长使用寿命；二是没有继电器触点，也就没有行程时间，可以实现真正意义上的“即时跟踪”，使系统工作性能大大提高。 

Claims (4)

1.一种10kV输电线路自动控制系统，其特征是，它包括工作电源（1）、检测互感器（2）、信息处理电路（3）和终端执行电路（4），工作电源（1）的输出端分别与信息处理电路（3）的输入端及终端执行电路（4）的控制端相接，信息处理电路（3）的输出端与终端执行电路（4）的输入端相接，检测互感器（2）与信息处理电路（3）相接，工作电源（1）和检测互感器（2）分别与10kV输电线路存在电磁感应形式的传输关系。

2.根据权利要求1所述的10kV输电线路自动控制系统，其特征是，所述工作电源（1）包括集能互感器（1-1）和直流电路（1-2），集能互感器（1-1）由环形铁芯（1-1T）、原边线圈（1-1Y）和副边线圈组成，副边线圈包括两组各自独立的线圈（1-1H）和线圈（1-1L），其中线圈（1-1H）与直流电路（1-2）的高压直流电路（1-2H）相接，线圈（1-1L）与直流电路（1-2）的低压直流电路（1-2L）相接，集能互感器（1-1）的原边线圈（1-1Y）为10kV输电线路，低压直流电路（1-2L）接信息处理电路（3）的输入端，高压直流电路（1-2H）接终端执行电路（4）的控制端。

3.根据权利要求1所述的10kV输电线路自动控制系统，其特征是，所述终端执行电路（4）包括电子开关（4-L）和拉闸线圈（4-H），信息处理电路（3）的输出端接电子开关（4-L）的输入端，电子开关（4-L）的控制端接拉闸线圈（4-H）的一端,拉闸线圈（4-H）的另一端接高压直流电路（1-2H）的输出端。

4.根据权利要求2所述的10kV输电线路自动控制系统，其特征是，所述集能互感器（1-1）为具有易饱和特性的电流互感器。