CN105280430A - 10kV太阳能智能柱上真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种10kV太阳能智能柱上真空断路器，包括：太阳能光伏板、断路器本体和控制箱；太阳能光伏板、断路器本体和控制箱均安装在柱上，控制箱分别与太阳能光伏板和断路器本体连接。上述10kV太阳能智能柱上真空断路器通过太阳能给蓄电池充电，然后通过蓄电池给断路器控制器及断路器电动机构进行供电，可以实现柱上断路器在进行电动操作和断路器控制器进在行智能化运行时不需要10kV电压互感器PT即可完成全部供电工作任务，太阳能柱上断路器取代了10kV？PT供电模式，采用新能源供电，降低了安全隐患，减少了用电损耗。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种10kV太阳能智能柱上真空断路器。
背景技术
目前，传统柱上断路器通过配备10kV电压互感器(potentialtransformer，简称PT)作为柱上断路器及控制器的供电电源，在运行过程中经常出现由于电网波动引起的PT爆炸，雷雨天气PT被雷击后烧毁所产生的内部故障飞溅物对开关设备、线路、人身造成极大的安全隐患。
鉴于此，如何降低柱上真空断路器的安全隐患，减少用电损耗，成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种10kV太阳能智能柱上真空断路器，通过太阳能给蓄电池充电，然后通过蓄电池给断路器控制器及断路器电动机构进行供电，可以实现柱上断路器在进行电动操作和断路器控制器进在行智能化运行时不需要10kV电压互感器PT即可完成全部供电工作任务，太阳能柱上断路器取代了10kVPT供电模式，采用新能源供电，降低了安全隐患，减少了用电损耗。
本发明提供一种10kV太阳能智能柱上真空断路器，包括：太阳能光伏板、断路器本体和控制箱；
所述太阳能光伏板、所述断路器本体和所述控制箱均安装在柱上，所述控制箱分别与所述太阳能光伏板和所述断路器本体连接。
可选地，所述控制箱，包括：太阳能充放电控制器、断路器控制器和蓄电池；
所述太阳能充放电控制器分别与所述太阳能光伏板、所述蓄电池、所述断路器控制器连接，所述断路器控制器和所述断路器本体连接；
所述太阳能充放电控制器，用于控制所述太阳能光伏板给所述蓄电池充电；
所述蓄电池，用于为所述断路器本体和所述断路器控制器供电；
所述断路器控制器，用于根据采集的电压和电流参数，实时监测线路状况，在线路出现故障时，命令永磁操作机构动作，在预设时间段内切除故障电流，并通过通用分组无线服务技术(GeneralPacketRadioService，简称GPRS)向主站报告故障信息及断路器状态信息。
可选地，所述断路器控制器，包括：中央处理器、数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路、通信电路；
所述中央处理器电路分别与所述数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路和通信电路连接。
可选地，所述电源管理电路采用低功耗设计技术，支持CT自供电、太阳能供电、由太阳能充电的蓄电池供电。
可选地，所述通信电路支持电力标准通信协议，支持IEC61850协议，具有故障录波功能，记录多达5000条事件记录，并集成了以太网口，支持光口和电口连接，并集成了GPRS电路，以实现与主站通信。
可选地，所述断路器控制器提供继电保护功能，包括：电流三段式保护、单相接地保护和低电压闭锁，以实现故障隔离和故障定位。
可选地，所述断路器本体，包括：环氧树脂固封极柱、真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体；
所述真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体一体密封于所述环氧树脂固封极柱的内部。
可选地，所述断路器本体的内部集成电流互感器CT。
可选地，所述断路器本体的内部集成温度传感器和位移传感器，用于在线检测开关触头的温度及开关行程。
可选地，所述断路器本体配置有26芯航空接插插座，所述断路器本体配置有绝缘密封罩，以保护接口；
所述断路器本体通过多芯屏蔽电缆及航空接插件与所述控制箱连接；
和/或，
所述断路器本体的外壳采用达克罗及不锈钢两种材质；
和/或，
所述控制箱的箱体外壳采用不锈钢材质。
由上述技术方案可知，本发明的10kV太阳能智能柱上真空断路器，通过太阳能给蓄电池充电，然后通过蓄电池给断路器控制器及断路器电动机构进行供电，可以实现柱上断路器在进行电动操作和断路器控制器进在行智能化运行时不需要10kV电压互感器PT即可完成全部供电工作任务，太阳能柱上断路器取代了10kVPT供电模式，采用新能源供电，降低了安全隐患，减少了用电损耗，积极响应了绿色节能电网的发展趋势。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的10kV太阳能智能柱上真空断路器的结构及安装示意图；
图2为本发明实施例提供的10kV太阳能智能柱上真空断路器中太阳能供电的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
随着国家经济的发展，城市电网负荷密度越来越大，配电网络对设备可靠性的要求越来越高，城市电网供电方式逐步向环网型供电方式发展。根据不断加快的电网发展步伐，配网设备将依托计算机、通信技术等向高可靠、免维护、智能化、小型化的方向发展。
智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环保和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
绿色电网是一种资源节约、生态环保、标准规范、技术先进、经济高效的新型电网模式。到2008年全球超过80％的电网都是采用交流电，而欧洲很多科学家发现直流电具有极大的优势，将推动建设绿色电网。
建设绿色智能电网就要求电气设备必须符合新能源供电，节能且智能化的需求，对于设备智能化需求主要体现在要求设备具有通讯互动功能、传感测量功能、逻辑运算功能、控制执行功能等。近年来，随着社会、经济和开关技术的不断发展，开关设备节能化、重量轻、小型化、免维护、智能化的产品越来越受到青睐。
图1为本发明一实施例提供的10kV太阳能智能柱上真空断路器的结构及安装示意图，如图1所示，本实施例的10kV太阳能智能柱上真空断路器，包括：太阳能光伏板1、断路器本体3和控制箱2；
所述太阳能光伏板1、所述断路器本体3和所述控制箱2均安装在柱上，所述控制箱2分别与所述太阳能光伏板1和所述断路器本体3连接。
在具体应用中，所述控制箱2，可包括：太阳能充放电控制器、断路器控制器和蓄电池；
所述太阳能充放电控制器分别与所述太阳能光伏板1、所述蓄电池、所述断路器控制器连接，所述断路器控制器和所述断路器本体3连接；
所述太阳能充放电控制器，用于控制所述太阳能光伏板给所述蓄电池充电；
所述蓄电池，用于为所述断路器本体和所述断路器控制器供电；
所述断路器控制器，用于根据采集的电压和电流参数，实时监测线路状况，在线路出现故障时，在半个周期内形成故障判据，命令永磁操作机构动作，在预设时间段内切除故障电流，并通过GPRS向主站报告故障信息及断路器状态信息。
在具体应用中，所述预设时间段可优选为25ms。
进一步地，所述断路器控制器，可包括：中央处理器、数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路、通信电路；
所述中央处理器电路分别与所述数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路和通信电路连接。
其中，所述电源管理电路采用低功耗设计技术，支持CT自供电、太阳能供电、由太阳能充电的蓄电池供电。
其中，所述通信电路支持电力标准通信协议，支持IEC61850协议，具有故障录波功能，可记录多达5000条事件记录，并集成了以太网口，支持光口和电口连接，并集成了GPRS电路，以实现与主站通信(即向主站报告故障信息及断路器本体状态信息)。
在具体应用中，所述断路器控制器提供继电保护功能，包括：电流三段式保护、单相接地保护和低电压闭锁等，以实现故障隔离和故障定位(尤其对于小电流接地故障，通过计算并比较特征频带内暂态零序电流分量幅值，能有效确定故障线路，具有重合闸功能)。
可理解的是，本实施例所述断路器控制器,为了消除涌流的影响，综合运用了信号特征比对与数字滤波技术，消除了因瞬时干扰所造成的误动。
在具体应用中，本实施例所述断路器本体3，包括：环氧树脂固封极柱4、真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体；
所述真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体一体密封于所述环氧树脂固封极柱4的内部。
在具体应用中，所述断路器本体3的内部可集成电流互感器CT，减小了设备体积，方便安装，易于实现控制。
在具体应用中，所述断路器本体3的内部可集成温度传感器和位移传感器，用于在线检测开关触头的温度及开关行程(可将温度和位移信号转化为数字信号后经电缆传输至断路器控制器)。
在具体应用中，所述断路器本体3配置有26芯航空接插插座，所述断路器本体3配置有绝缘密封罩，以保护接口；
所述断路器本体3可通过多芯屏蔽电缆及航空接插件与所述控制箱2连接。
在具体应用中，本实施例所述断路器本体3的外壳可优选采用达克罗及不锈钢两种材质。
在具体应用中，本实施例所述控制箱2的箱体外壳可优选采用不锈钢材质，箱体外壳应有足够的机械强度和耐腐蚀等性能，适用于户外运行，外壳的防护等级达到相关国家标准。
图2示出了本发明实施例提供的10kV太阳能智能柱上真空断路器中太阳能供电的原理示意图，参见图1及图2本实施例所述10kV太阳能智能柱上真空断路器采用吊装方式将太阳能光伏板、控制箱、断路器本体安装在电杆相应位置，并将与之配套的电源电缆传输电缆通过图1及图2连接示意进行可靠连接，连接完成并进行分合闸操作及信号调试后方可进行送电运行。
本实施例所述10kV太阳能智能柱上真空断路器，通过太阳能给蓄电池充电，然后通过蓄电池给断路器控制器及断路器电动机构进行供电，可以实现柱上断路器在进行电动操作和断路器控制器进在行智能化运行时不需要10kV电压互感器PT即可完成全部供电工作任务，太阳能柱上断路器取代了10kVPT供电模式，采用新能源供电，降低了安全隐患，减少了用电损耗。
本实施例所述10kV太阳能智能柱上真空断路器，能够满足监测和配网自动化的要求，同时也实现降低安装难度，既能达到用户方便维护及操作，又能保证其安全，同时降低成本。
本实施例所述10kV太阳能智能柱上真空断路器，采用环氧树脂固封极柱，耐候性好；憎水性强，绝缘性好；采用永磁机构驱动，部件少，可靠性高；使用真空灭弧，不充六氟化硫SF6气体、不充油，无气体爆炸的可能，对环境无任何污染，绿色环保；采用太阳能供电，绿色清洁，安全可靠，避免使用PT所产生的电网波动及PT爆炸事故的发生；5、同时采集线路电压电流参数，结合永磁机构的快速机械特性，实现了断路器的快速保护，能够在25ms内切断故障电流；采用低功耗设计技术，支持太阳能供电，符合绿色环保理念；实现小电流接地故障判断；集成CT，小型化，易测量；具有在线检测和自诊断能力；具有三段电流保护，功率方向保护，电压闭锁保护，单相接地保护等特点；具有重合闸功能；具有IEC61850规约接口。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的权利要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，包括：太阳能光伏板、断路器本体和控制箱；
所述太阳能光伏板、所述断路器本体和所述控制箱均安装在柱上，所述控制箱分别与所述太阳能光伏板和所述断路器本体连接。
2.根据权利要求1所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述控制箱，包括：太阳能充放电控制器、断路器控制器和蓄电池；
所述太阳能充放电控制器分别与所述太阳能光伏板、所述蓄电池、所述断路器控制器连接，所述断路器控制器和所述断路器本体连接；
所述太阳能充放电控制器，用于控制所述太阳能光伏板给所述蓄电池充电；
所述蓄电池，用于为所述断路器本体和所述断路器控制器供电；
所述断路器控制器，用于根据采集的电压和电流参数，实时监测线路状况，在线路出现故障时，命令永磁操作机构动作，在预设时间段内切除故障电流，并通过GPRS向主站报告故障信息及断路器状态信息。
3.根据权利要求2所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器控制器，包括：中央处理器、数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路、通信电路；
所述中央处理器分别与所述数据采集电路、电源管理电路、永磁驱动电路和通信电路连接。
4.根据权利要求3所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述电源管理电路采用低功耗设计技术，支持CT自供电、太阳能供电、由太阳能充电的蓄电池供电。
5.根据权利要求3所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述通信电路支持电力标准通信协议，支持IEC61850协议，具有故障录波功能，记录多达5000条事件记录，并集成了以太网口，支持光口和电口连接，并集成了GPRS电路，以实现与主站通信。
6.根据权利要求2所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器控制器提供继电保护功能，包括：电流三段式保护、单相接地保护和低电压闭锁，以实现故障隔离和故障定位。
7.根据权利要求1所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器本体，包括：环氧树脂固封极柱、真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体；
所述真空灭弧室、永磁操作机构、绝缘拉杆和上下导电体一体密封于所述环氧树脂固封极柱的内部。
8.根据权利要求7所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器本体的内部集成电流互感器CT。
9.根据权利要求7所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器本体的内部集成温度传感器和位移传感器，用于在线检测开关触头的温度及开关行程。
10.根据权利要求1所述的10kV太阳能智能柱上真空断路器，其特征在于，所述断路器本体配置有26芯航空接插插座，所述断路器本体配置有绝缘密封罩，以保护接口；
所述断路器本体通过多芯屏蔽电缆及航空接插件与所述控制箱连接；
和/或，
所述断路器本体的外壳采用达克罗及不锈钢两种材质；
和/或，
所述控制箱的箱体外壳采用不锈钢材质。
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