CN106229948A - 一种开关柜智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种开关柜智能控制装置，包括开关柜以及与所述开关柜连接的配电保护装置，所述配电保护装置包括控制器，所述控制器连接有短路保护器，所述控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，所述短路保护期实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且所述短路保护器切断电力设备的供电电源，本发明能够实现对低压配电系统的保护，提高动作精度，并将信号实时监测显示。

Description

一种开关柜智能控制装置

技术领域

本发明属于配电保护技术领域，特别涉及一种开关柜智能控制装置。

背景技术

目前，随着经济的快速发展，低压(交流不超过1000V或直流不超过1500V)配电系统占据着主导地位，它是电力系统与最终用户之间的最后连接，是与用户联系最密切、使用设备最多、线路最长、用电量最大的一个环节，在工厂、矿山、城市、农村等到处都离不开低压配电系统，所以，低压配电系统的合理、安全、高效与稳定运行，直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量，因而对低压配电系统配电线路、控制设备等进行保护具有重大意义。目前低压配电保护多选用塑壳断路器、熔断器或漏电断路器，实现速断、长延时保护，但很多塑壳断路器动作精度不够，且不具备信号实时监测显示、事件记录和通讯组网等功能；而采用的热继电器作为电动机过载保护和控制元件，受到元件质量、工艺限制，已无法满足日益发展工艺自动化要求。

因此，现在亟需一种开关柜智能控制装置，能够实现对低压配电系统的保护，提高动作精度，并将信号实时监测显示。

发明内容

本发明提出一种开关柜智能控制装置，解决了现有技术中断路器动作精度不够，且不具备信号实时监测显示的问题的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：开关柜智能控制装置，包括开关柜以及与所述开关柜连接的配电保护装置，所述配电保护装置包括控制器，所述控制器连接有短路保护器，所述控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，所述短路保护期实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且所述短路保护器切断电力设备的供电电源。

作为一种优选的实施方式，短路保护器包括重合器和分段器，控制器利用分段器实现短路电流的关合，控制器利用重合器切除短路电流。

作为一种优选的实施方式，重合器预先设定好重合次数，当开关的实际重合次数达到设定值并且开关牌分闸状态时，则闭锁自动合闸，隔离故障线路，重合器设置有间隔周期，间隔周期为重合器每次分合操作的时间间隔。

作为一种优选的实施方式，分段器的分合操作决定于线路电压，开关的供电即分闸，来电后则合闸。

作为一种优选的实施方式，根据电力设备的最大短路电流，确定电力设备的速断一次值，其中速断一次值与最大短路电流呈线性关系，最大短路电流采用直接把最大变压器置于路线首端计算最大短路电流。

作为一种优选的实施方式，所述供电设备的供电线路连接有接地保护系统，所述接地保护系统当发生供电设备碰壳接地故障时，接地电流通过供电设备的接地电阻和接地保护系统的接地电阻形成回路，并在两电阻上产生压降，降低供电设备外壳上所带电压。

作为一种优选的实施方式，利用电流速断保护，规定在最大运行方式下三相短路时，保护范围最大，为lmax，在最小运行方式下两相短路时，保护范围最小，为lmin，其中，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值满足：

$l_b=\frac{l_{\min }}{l_{AB}}\×100\%\≥(15-20)\%$

$I_{set.1}^1=k_{rel}^1{I}_{2K3.\max }$

$l_{\min }=\frac{1}{X_1}(\frac{\sqrt{3}}{2}\×\frac{E_s}{I_{op.k}}-X_{S.\max })$

式中：K1rel--可靠系数；I2k3.max--最大运行方式下线路末端三相短路稳态电流；Iopk--保护装置一次动作电流；Es--系统基准电压；XS.Max--系统最大运行方式下的最小等值阻抗。

作为一种优选的实施方式，电流速断保护范围包括下条线路或者电力设备的末端，保护整定的动作电流应躲过线路的过负荷电流。

作为一种优选的实施方式，当供电线路三相电压不平衡率大于设定目标，且超出不平衡延时时间后，控制器控制启动电压不平衡保护。

作为一种优选的实施方式，确定三相压电不平衡率，采用设置电容器装置实现，将若干组电容器装置进行星形接线方式连接，不平衡电压保护的电压取电容器装置组的开口三角电压。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：通过估算预期短路电流，和速断电流值，在即将达到预期短路电流实现了开关柜的自动断路保护；同时，还设置有电压不平衡保护，通过三相压电的不平衡率确定三相电压不平衡率的设定目标；本发明能够实现配电保护，保证电力设备的平衡运行。。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方框示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本开关柜智能控制装置，包括开关柜以及与所述开关柜连接的配电保护装置，所述配电保护装置包括控制器，所述控制器连接有短路保护器，所述控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，所述短路保护期实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且所述短路保护器切断电力设备的供电电源。

短路保护器包括重合器和分段器，控制器利用分段器实现短路电流的关合，控制器利用重合器切除短路电流。

重合器预先设定好重合次数，当开关的实际重合次数达到设定值并且开关牌分闸状态时，则闭锁自动合闸，隔离故障线路，重合器设置有间隔周期，间隔周期为重合器每次分合操作的时间间隔。

分段器的分合操作决定于线路电压，开关的供电即分闸，来电后则合闸。

根据电力设备的最大短路电流，确定电力设备的速断一次值，其中速断一次值与最大短路电流呈线性关系，最大短路电流采用直接把最大变压器置于路线首端计算最大短路电流。

所述供电设备的供电线路连接有接地保护系统，所述接地保护系统当发生供电设备碰壳接地故障时，接地电流通过供电设备的接地电阻和接地保护系统的接地电阻形成回路，并在两电阻上产生压降，降低供电设备外壳上所带电压。

利用电流速断保护，规定在最大运行方式下三相短路时，保护范围最大，为lmax，在最小运行方式下两相短路时，保护范围最小，为lmin，其中，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值满足：

$l_b=\frac{l_{\min }}{l_{AB}}\×100\%\≥(15-20)\%$

$I_{set.1}^1=k_{rel}^1{z}_{2K3.\max }$

$l_{\min }=\frac{1}{X_1}(\frac{\sqrt{3}}{2}\×\frac{E_s}{I_{op.k}}-X_{S.\max })$

式中：K1rel--可靠系数；I2k3.max--最大运行方式下线路末端三相短路稳态电流；Iopk--保护装置一次动作电流；Es--系统基准电压；XS.Max--系统最大运行方式下的最小等值阻抗。

电流速断保护范围包括下条线路或者电力设备的末端，保护整定的动作电流应躲过线路的过负荷电流。

当供电线路三相电压不平衡率大于设定目标，且超出不平衡延时时间后，控制器控制启动电压不平衡保护。

确定三相压电不平衡率，采用设置电容器装置实现，将若干组电容器装置进行星形接线方式连接，不平衡电压保护的电压取电容器装置组的开口三角电压。

该开关柜智能控制装置的工作原理是：通过估算预期短路电流，和速断电流值，在即将达到预期短路电流实现了开关柜的自动断路保护；同时，还设置有电压不平衡保护，通过三相压电的不平衡率确定三相电压不平衡率的设定目标；本发明能够实现配电保护，保证电力设备的平衡运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关柜智能控制装置，包括开关柜以及与所述开关柜连接的配电保护装置，其特征在于，所述配电保护装置包括控制器，所述控制器连接有短路保护器，所述控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，所述短路保护期实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且所述短路保护器切断电力设备的供电电源。

2.根据权利要求1所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，短路保护器包括重合器和分段器，控制器利用分段器实现短路电流的关合，控制器利用重合器切除短路电流。

3.根据权利要求2所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，重合器预先设定好重合次数，当开关的实际重合次数达到设定值并且开关牌分闸状态时，则闭锁自动合闸，隔离故障线路，重合器设置有间隔周期，间隔周期为重合器每次分合操作的时间间隔。

4.根据权利要求3所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，分段器的分合操作决定于线路电压，开关的供电即分闸，来电后则合闸。

5.根据权利要求4所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，根据电力设备的最大短路电流，确定电力设备的速断一次值，其中速断一次值与最大短路电流呈线性关系，最大短路电流采用直接把最大变压器置于路线首端计算最大短路电流。

6.根据权利要求5所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，所述供电设备的供电线路连接有接地保护系统，所述接地保护系统当发生供电设备碰壳接地故障时，接地电流通过供电设备的接地电阻和接地保护系统的接地电阻形成回路，并在两电阻上产生压降，降低供电设备外壳上所带电压。

7.根据权利要求6所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，利用电流速断保护，规定在最大运行方式下三相短路时，保护范围最大，为lmax，在最小运行方式下两相短路时，保护范围最小，为lmin，其中，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值满足：

$l_b=\frac{l_{\min }}{l_{AB}}\×100\%\≥(15-20)\%$

$I_{set.1}^1=k_{rel}^1{I}_{2K3.\max }$

$l_{\min }=\frac{1}{x_1}(\frac{\sqrt{3}}{2}\×\frac{E_s}{I_{op.k}}-X_{S.max})$

式中：K1rel--可靠系数；I2k3.max--最大运行方式下线路末端三相短路稳态电流；Iopk--保护装置一次动作电流；Es--系统基准电压；XS.Max--系统最大运行方式下的最小等值阻抗。

8.根据权利要求7所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，电流速断保护范围包括下条线路或者电力设备的末端，保护整定的动作电流应躲过线路的过负荷电流。

9.根据权利要求8所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，当供电线路三相电压不平衡率大于设定目标，且超出不平衡延时时间后，控制器控制启动电压不平衡保护。

10.根据权利要求9所述的开关柜智能控制装置，其特征在于，确定三相压电不平衡率，采用设置电容器装置实现，将若干组电容器装置进行星形接线方式连接，不平衡电压保护的电压取电容器装置组的开口三角电压。