CN112751312A - 一种新型箱变及其配电保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型箱变及其配电保护系统，涉及电力安全的技术领域，包括：控制器和断路器；控制器采集电力信号，其中，电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相电压信号，变压器低压侧的三相电流信号和变压器低压侧的剩余电流信号；控制器还用于在电力信号满足预设条件的情况下，向断路器发送断开指令，其中，预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；断路器用于在接收到断开指令之后，断开输电线路，解决了现有的变压器低压侧断路器的体积较大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力安全的技术领域，尤其是涉及一种新型箱变及其配电保护系统。
背景技术
箱变也就是预装式变电站，通常箱变内包含变压器及其高压侧开关柜及低压侧开关柜，并且上述设备安装在一个外壳内。
箱变的配电保护，通常高压侧安装有高压侧断路器负责高压侧的过流、速断等保护，低压侧安装有低压侧总断路器负责低压侧过流、速断、漏电流保护，以及低压过电压、缺相保护、欠压保护。
目前箱变的配电保护，存在的问题是低压侧通常安装的总断路器体积庞大，成本昂贵。以10/0.4kV变压器为例，经过低压侧断路器的总电流是高压侧电流的25倍，因此流过开关的电流极大，需要开断的电流也极大。通常安装塑壳断路器仅能到1250A，更大的电流需安装价格昂贵的低压万能断路器，根据箱变的容量这一电流甚至需要到达6300A。这么大的电流通过开关，开关的体积不但庞大，在开关的断口处将产生严重的发热现象，根据近几年电网公司低压箱变配电的抽检结果，多数厂家温升不合格，说明控制此发热现象是一个难题。另外低压断路器担任着短路保护时灭弧的作用，最大的短路电流可能达到80kA，开断这一短路电流也需要质量优异的灭弧设计。如果采用空气式灭弧方式，还要在低压断路器的灭弧罩上端留300mm左右的飞弧距离。这也会造成低压总断路器占用更大的安装空间。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型箱变及其配电保护系统，以缓解了现有的变压器低压侧断路器的体积较大的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种新型箱变配电保护系统，包括：控制器和断路器，其中，所述控制器与所述断路器相连接，所述控制器和所述断路器设置在变压器的高压侧；所述控制器，用于采集电力信号，其中，所述电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相间电压信号，变压器低压侧的三相电流信号和变压器低压侧的剩余电流信号；所述控制器，用于在所述电力信号满足预设条件的情况下，向所述断路器发送断开指令，其中，所述预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；所述断路器，用于在接收到所述断开指令之后，断开输电线路。
进一步地，所述箱变配电保护系统还包括：电压互感器，其中，所述电压互感器设置在变压器高压侧；所述电压互感器，用于为所述控制器供电。
进一步地，所述电压互感器为包含熔断器的电压互感器。
进一步地，所述箱变配电保护系统还包括：调试电源，用于为控制器供电。
进一步地，所述箱变配电保护系统还包括：转换开关，其中，所述转换开关分别与所述电压互感器、所述调试电源和所述控制器相连接；所述转换开关，对所述电压互感器和所述调试电源进行切换。
进一步地，所述转换开关为万转开关。
第二方面，本发明实施例还提供了一种新型箱变，包括：上述第一方面中任一项所述的新型箱变配电保护系统，还包括箱变本体，所述新型箱变配电保护系统为所述箱变本体提供输电保护服务。
在本发明实施例中，利用控制器用于采集电力信号，其中，电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相间电压信号，变压器低压侧的三相电压信号和变压器低压侧的剩余电流信号；控制器用于在电力信号满足预设条件的情况下，向断路器发送断开指令，其中，预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；断路器用于在接收到断开指令之后，断开输电线路，达到了对箱变配电进行保护的目的，进而解决了现有的箱变配电保护系统低压侧断路器体积庞大的技术问题，从而实现了减小变压器低压侧断路器的体积的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种新型箱变配电保护系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种新型箱变配电保护系统的接线示意图；
图3为本发明实施例提供的现有箱变配电保护系统的接线示意图；
图4为本发明实施例提供的一种万转开关的示意图；
图5为本发明实施例提供的万转开关节点表。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
实施例一：
根据本发明实施例，提供了一种新型箱变配电保护系统的实施例，图1是根据本发明实施例的一种新型箱变配电保护系统的流程图，如图1所示，该新型箱变配电保护系统包括：控制器10和断路器20，其中，所述控制器与和断路器相连接，所述控制器和所述断路器设置在变压器的高压侧；
所述控制器10，用于采集电力信号，其中，所述电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相间电压信号，变压器低压侧的三相电压信号和变压器低压侧的剩余电流信号；
所述控制器10，用于在所述电力信号满足预设条件的情况下，向所述断路器发送断开指令，其中，所述预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；
所述断路器20，用于在接收到所述断开指令之后，断开输电线路。
在本发明实施例中，利用控制器用于采集电力信号，其中，电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相间电压信号，变压器低压侧的三相电压信号和变压器低压侧的剩余电流信号；控制器用于在电力信号满足预设条件的情况下，向断路器发送断开指令，其中，预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；断路器用于在接收到断开指令之后，断开输电线路，达到了对箱变配电进行保护的目的，进而解决了现有的箱变配电保护系统低压侧断路器体积庞大的技术问题，从而实现了减小变压器低压侧断路器的体积的技术效果。
在本发明实施例中，控制器用于采集变压器高压侧A相和C相两路电流信号，以及采集变压器低压侧a、b、c对0相电压及线间电压和a、b、c相电流和低压侧剩余电流。
控制器通过检测上述电压及电流信号，具备过流保护，速断保护，漏电保护，低压侧过电压、缺相保护、欠压保护。
所述过流及速断保护判断依据是高压侧A相和C相电流及低压侧a、b、c任一相电流满足过流或速断设定值即触发保护条件。
所述漏电保护判断依据是低压总剩余电流。所述过电压、缺相保护、欠压保护判断依据是均为a、b、c对0相电压及线间电压。
如图2所示，10/0.4的变压器仅高压侧安装有高压侧断路器QF1，其控制器采集变压器高压侧电流及变压器低压侧电压及电流信号，实现过流保护，速断保护，漏电保护，低压侧过电压、缺相保护、欠压保护。
而现有的箱变保护方案如图3所示，10/0.4的变压器高压侧安装有高压侧断路器QF1负责高压侧的过流、速断等保护，低压侧安装有低压侧总断路器QF2负责低压侧过流、速断、漏电流保护，以及低压过电压、缺相保护、欠压保护。
在本发明实施例中，所述箱变配电保护系统还包括：电压互感器30，其中，所述电压互感器设置在变压器高压侧；
所述电压互感器30，用于为所述控制器供电。
优选的，电压互感器为包含熔断器的电压互感器。
所述箱变配电保护系统还包括：调试电源40，用于为控制器供电。
所述箱变配电保护系统还包括：转换开关50，其中，所述转换开关分别与所述电压互感器、所述调试电源和所述控制器相连接；
所述转换开关50，对所述电压互感器和所述调试电源进行切换。
优选的，转换开关为万转开关。
如图4所示，高压侧断路器均安装有带熔断器的PT(电压互感器)作为操作电源，如果调试断路器时另接调试电源，容易误将PT的二次线输出同电源连接，此时将会在PT的一侧产生高压，从而造成安全事故。通过安装万转开关，只能有和一个电源和控制器接通，不会使调试电源和PT的二次线接触，从而避免造成事故的可能性。
具体的，如图5所示，图5为万转开关的接点表。
本发明实施例将低压保护功能也集成在高压侧断路器上，避免了低压侧断路器体积庞大，电流大发热严重，灭弧困难，需要飞弧距离占用安装空间的问题，而且断路器操作电源所用电压互感器接线和调试电源间安装有转换开关，避免了可能出现的事故。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种新型箱变，包括：上述实施例一所述的新型箱变配电保护系统，还包括箱变本体，所述新型箱变配电保护系统为所述箱变本体提供输电保护服务。
在本发明实施例中，利用控制器用于采集电力信号，其中，电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相间电压信号，变压器低压侧的三相电压信号和变压器低压侧的剩余电流信号；控制器用于在电力信号满足预设条件的情况下，向发送断开指令，其中，预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；断路器用于在接收到断开指令之后，断开输电线路，达到了对箱变配电进行保护的目的，进而解决了现有的箱变配电保护系统低压侧断路器体积庞大的技术问题，从而实现了减小变压器低压侧断路器的体积的技术效果。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种新型箱变配电保护系统，其特征在于，包括：控制器和断路器，其中，所述控制器和断路器相连接，所述控制器和所述断路器设置在变压器的高压侧；
控制器采集电力信号，其中，所述电力信号包括以下至少之一：变压器高压侧的A相电流信号，变压器高压侧的C相电流信号，变压器低压侧的线间电压信号，变压器低压侧的相电压信号，变压器低压侧的三相电流信号和变压器低压侧的剩余电流信号；
所述控制器，还用于在所述电力信号满足预设条件的情况下，向所述断路器发送断开指令，其中，所述预设条件包括以下至少之一：电压信号未处于第一预设范围内，缺相，电流信号未处于第二预设范围内；
所述断路器，用于在接收到所述断开指令之后，断开输电线路。
2.根据权利要求1所述的箱变配电保护系统，其特征在于，所述箱变配电保护系统还包括：电压互感器，其中，所述电压互感器设置在变压器高压侧；
所述电压互感器，用于为所述控制器供电。
3.根据权利要求2所述的箱变配电保护系统，其特征在于，
所述电压互感器为包含熔断器的电压互感器。
4.根据权利要求3所述的箱变配电保护系统，其特征在于，所述箱变配电保护系统还包括：
调试电源，用于为控制器供电。
5.根据权利要求4所述的箱变配电保护系统，其特征在于，所述箱变配电保护系统还包括：转换开关，其中，所述转换开关分别与所述电压互感器、所述调试电源和所述控制器相连接；
所述转换开关，对所述电压互感器和所述调试电源进行切换。
6.根据权利要求5所述的箱变配电保护系统，其特征在于，
所述转换开关为万转开关。
7.一种新型箱变，其特征在于，包括：上述权利要求1至6中任一项所述的新型箱变配电保护系统，还包括箱变本体，所述新型箱变配电保护系统为所述箱变本体提供输电保护服务。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210504 |