CN104242257A - 一种环网柜单元间协同保护的方法和装置 - Google Patents

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侯春光
王兴华
赵洋
曹云东
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Abstract

一种环网柜单元间协同保护的方法和装置，包括有进线单元和出线单元两部分，其特点是：将进线单元/出线单元的复合开关替换为真空断路器并配有操动机构，操动机构设有动作装置和控制器，进线和出线单元的母线上装有检测装置，当检测装置检测到某条支线线路的正常电流或故障电流未能成功分断时，则立即控制进线单元操动机构断开进线单元的开关装置，切断下游支线线路中的电流，由进线单元/出线单元的开关完成线路的分断要求，由此实现在支线单元开关装置故障的情况下保护用电设备的目的。本发明可以在正常分断电流的同时，在出线单元真空断路器故障的情况下及时安全的分断短路电流，保护用电设备。

Description

一种环网柜单元间协同保护的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种环网柜单元间协同保护的方法和装置，特别涉及一种能检测和处理真空断路器分闸失败故障的环网柜单元间协同保护的方法和装置。
背景技术
目前，配电系统中采用的环网柜的线路开断装置主要是由进线单元串联的负荷开关和出线单元串联的真空断路器组成。当真空断路器的真空灭弧室真空度降低时，灭弧室中介质增多。当有开断需求时，开断的电弧使介质电离，不能有效分断短路电流。当真空断路器触头磨损时，分断时电弧产生的高温使触头发生熔焊，不能有效分断短路电流。当触头的操动机构拒动时，触头不能执行分断动作，不能分断短路电流。而进线单元的负荷开关又不具备分断短路电流的能力。因此，一旦在线路出现短路故障，产生短路电流的同时真空断路器出现以上三种故障。环网柜将不能有效分断短路电流，保护用电设备，这将造成巨大的经济损失和人身危害。
发明内容
本发明的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，为了克服现有环网柜的分断装置不能在出线单元真空断路器发生故障的情况下分断短路电流的不足,提供一种环网柜单元间协同保护的方法和装置。该装置不仅能实现在出线单元真空断路器正常工作的情况下分断电流的功能，而且能在出线单元真空断路器出现故障不能分断电流的情况下，分断短路电流。实现对用电设备的保护。
为实现以上目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。
一种环网柜单元间协同保护的方法，包括有进线单元和出线单元两部分，其特点是：将进线单元/出线单元的复合开关替换为真空断路器并配有操动机构，所述操动机构设有动作装置和控制器，当下游支线线路发生短路或其它故障而支线线路的开关无法完成正常的分断功能时，则立即控制进线单元的操动机构断开进线单元的开关装置，从而切断下游支线线路中的电流，由进线单元/出线单元的开关完成线路的分断要求，由此实现在支线单元开关装置故障的情况下，保护用电设备。
当出线单元的下游支线线路中出现短路电流时，检测装置检测到短路电流并控制出线单元操动机构断开出线单元的真空短路器，之后检测装置再检测出线单元母线电流，如果检测到短路电流仍然存在，则马上控制出线单元操动机构闭合出线单元的真空短路器，并控制进线单元操动机构断开进线单元的真空短路器，断开线路中的短路电流。
本发明给出的一种环网柜单元间协同保护的装置，包括有柜体，其特征是。
所述柜体包括进线单元和出线单元。
所述进线单元包括串联在进线柜母线上的真空断路器。
所述出线单元包括串联在出线柜母线上的真空断路器。
所述的进线和出线单元的真空断路器上连接有操动机构(永磁机构或弹簧机构)，能够实现分闸和合闸双向动作。
所述的操动机构设有动作装置和控制器，控制器能够接受远程控制。
所述的进线和出线单元的母线上装有检测装置，可以检测母线电流大小。
在环网柜体内，检测装置通过电流传感器和电压传感器量测真空灭弧室电信号并通过功率放大器控制操动机构动作，真空断路器和操动机构通过绝缘拉杆连接。
进线单元和出线单元的真空断路器均由操动机构控制执行分闸,合闸动作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是。
当出线单元用电线路中出现短路电流时，检测装置检测到短路电流并控制出线单元操动机构断开出线单元的真空短路器，之后检测装置再检测出线单元母线电流，如果检测到短路电流仍然存在，则马上控制出线单元操动机构闭合出线单元的真空短路器，并控制进线单元操动机构断开进线单元的真空短路器，断开线路中的短路电流。本发明可以在正常分断电流的同时，在出线单元真空断路器故障的情况下及时安全的分断短路电流,保护用电设备。
附图说明
图1 为本发明的环网柜示意图。
图1中的左、右两条支路为进线支路,支路上均设有检测元件和真空断路器。
图1中的中间两条支路为出线支路,支路上均设有检测元件和真空断路器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的实施方式做进一步地详细解释。
在图1所示的两条进线支路上（以两条进线支路为例，可以为多条），本发明将传统的不能分断短路电流的负荷开关更换为真空断路器。使得每条线路都装有分断短路电流的开关器件。
在图1所示的两条进线支路上，本发明用操动机构作为真空断路器分断电流的动力输出机构，操动机构具有任意时刻双向运动的能力，因此可以在任意时刻使真空断路器实施分闸或合闸动作，操动机构可以为永磁机构或弹簧机构。
在图1所示的两条出线支路上（以两条出线支路为例，可以为多条），本发明装有电流监测装置，监测装置用来时时监测线路中电流的大小，并可以将测到的结果发送给控制器。
当需要关断负荷电流时，控制人员发出控制指令控制操动机构使出线支路真空断路器断开，即可断开负荷电流。
当需要关断负荷电流且出线支路操动机构及其控制的真空断路器出现故障，不能执行动作指令时，可以控制进线支路操动机构使进线支路真空断路器断开，即可分断负荷电流，完成动作指令。
当需要关断短路电流时，控制人员发出控制指令控制操动机构使出线支路真空断路器断开，即可断开短路电流。
当需要关断短路电流且出线支路操动机构由于自身电气或机械失灵出现拒动时，可以控制进线支路操动机构使进线支路真空断路器断开，即可分断短路电流，完成动作指令。
当需要关断短路电流且出线支路真空断路器的真空灭弧室真空度降低或触头严重磨损而无法分断短路电流时。为防止出线支路真空断路器的真空灭弧室在高温电弧的灼烧下发生爆炸。可通过出线支路操动机构闭合出线支路真空断路器，熄灭电弧。同时控制进线支路操动机构动作，分断进线支路上的真空断路器，关断短路电流，实现对用电设备的保护。
通过以上应对不同情况下不同关断要求的保护机制，本发明可以更好地实现线路关断的要求，保护用电设备的安全。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上或支路数量上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种环网柜单元间协同保护的方法，包括有进线单元和出线单元两部分，其特征在于：将进线单元/出线单元的复合开关替换为真空断路器并配有操动机构，所述操动机构设有动作装置和控制器，所述的进线和出线单元的母线上装有检测装置，当下游支线线路发生短路或其它故障而支线线路的开关无法完成正常的分断功能时，则立即控制进线单元的操动机构断开进线单元的开关装置，从而切断下游支线线路中的电流，由进线单元/出线单元的开关完成线路的分断要求，由此实现在支线单元开关装置故障的情况下保护用电设备。
2.根据权利要求1所述的一种环网柜单元间协同保护的方法，其特征在于：当出线单元的下游支线线路中出现短路电流时，检测装置检测到短路电流并控制出线单元操动机构断开出线单元的真空短路器，之后检测装置再检测出线单元母线电流，如果检测到短路电流仍然存在，则马上控制出线单元操动机构闭合出线单元的真空短路器，并控制进线单元操动机构断开进线单元的真空短路器，断开线路中的短路电流。
3.一种环网柜单元间协同保护的装置，包括有柜体，其特征在于：
所述柜体包括进线单元和出线单元；
所述进线单元包括串联在进线柜母线上的真空断路器；
所述出线单元包括串联在出线柜母线上的真空断路器；
所述的进线和出线单元的真空断路器上连接有操动机构(永磁机构或弹簧机构)，能够实现分闸和合闸双向动作；
所述的操动机构设有动作装置和控制器，控制器能够接受远程控制；
所述的进线和出线单元的母线上装有检测装置，可以检测母线电流大小。
4.根据权利要求3所述的环网柜单元间协同保护的装置，其特征在于：
在环网柜体内，检测装置通过电流传感器和电压传感器量测真空灭弧室电信号并通过功率放大器控制操动机构动作，真空断路器和操动机构通过绝缘拉杆连接。
5.根据权利要求3所述的环网柜单元间协同保护的装置，其特征在于：进线单元和出线单元的真空断路器均由操动机构控制执行分闸,合闸动作。
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