CN113612234A - 一种配电网调压控制保护一体化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网调压控制保护一体化设备，包括一体化设备本体，信号采集模块，控制保护器，控制保护模块，本发明适用于电力系统配电网电压质量和控制保护技术领域，即可以具备调压器功能，实现配电网架空配电线路的电压调节作用；同时具备一二次融合智能开关(智能断路器和剩余电流动作保护器)功能，实现电压电流监测、过负荷保护、短路故障保护、剩余电流保护等功能；在减少设备配置、降低成本的情况下，增强配电网中低压架空配电线路电压调节和控制保护能力，有效提升配电网供电电压质量和安全可靠水平，支撑分布式电源和电动汽车大量接入配电网、保障用户高质量安全可靠用电。

Description

一种配电网调压控制保护一体化设备
技术领域
本发明属于电力系统配电网电压质量和控制保护技术领域，具体是一种配电网调压控制保护一体化设备。
背景技术
配电网是电网的末端环节、基本单元，承担向用户分配电能的核心任务。电压质量和供电可靠性是衡量配电网供电质量最核心指标。长期以来，我国配电网在电压质量和供电可靠性存在以下几个方面的问题：一是我国配电网中、低压架空配电线路供电半径、特别是农村配电网的中低压架空配电线路供电半径较大，在负荷高峰时段中低压架空配电线路的末端电压低于电压允许值的下限，即出现“低电压”问题；另外，随着分布式光伏等分布式电源大量接入中低压配电网，导致接入点附近的中低压架空配电线路电压高于电压允许值上限，严重时导致用户电气设备烧损，但是实际受中低压架空配电线路调压器价格昂贵等因素制约，单独的中低压架空配电线路调压器使用较少，供电半径较长的中低压架空配电线路电压质量问题依然突出。二是受建设资金不足等因素影响，我国中低压架空配电线路一二次融合智能开关配置不足，难以实现过负荷、短路故障等控制控制保护功能，影响供电可靠性的提升。
面对上述情况，迫切需要一种同时能够具备调压器和开关功能的一体化设备，在节约成本的情况下，同时解决供电半径较长的中低压架空配电线路电压质量调节和线路控制保护问题，大力供电电压质量和供电可靠性水平。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种配电网调压控制保护一体化设备。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一体化设备本体，所述一体化设备本体包括第一永磁操作机构G1、第二永磁操作机构G2、真空泡K1、真空泡K2、真空泡K3、真空泡K4、绕组L1、绕组L2、绝缘油和设备外壳；
信号采集模块，所述信号采集模块包括电流互感器2、电压互感器3和零序电流互感器4；
控制保护器，所述保护控制器包括信息处理模块、控制保护模块、电源模块、通信模块和控制器外壳。
控制保护模块，所述控制保护模块包括过负荷保护单元、故障保护单元、断线保护单元、单相接地保护单元、剩余电流保护单元。
优选的，所述第一永磁操作机构G1同轴连接真空泡K1和真空泡K2，第一永磁操作机构G1带动真空泡K1和真空泡K2同时闭合或者同时断开。
优选的，所述第二永磁操作机构G2互锁连接真空泡K3和真空泡K4，第二永磁操作机构G2带动真空泡K3闭合、同时真空泡K4断开或者带动真空泡K3断开、同时真空泡K4闭合。
优选的，一体化设备用于低压架空配电线路时，零序电流互感器置换为剩余电流互感器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明一种配电网调压控制保护一体化设备，它即可以具备调压器功能，实现配电网架空配电线路的电压调节作用；同时具备一二次融合智能开关(智能断路器和剩余电流动作保护器)功能，实现电压电流监测、过负荷保护、短路故障保护、剩余电流保护等功能；在减少设备配置、降低成本的情况下，增强配电网中低压架空配电线路电压调节和控制保护能力，有效提升配电网供电电压质量和安全可靠水平，支撑分布式电源和电动汽车大量接入配电网、保障用户高质量安全可靠用电。
附图说明
图1是本发明的常规工作状态电气接线图；
图2是本发明的升压工作状态电气接线图；
图3是本发明的故障开断模式下工作状态电气接线图。
附图标记：1、控制保护器；2、电流互感器；3、电压互感器；4、零序电流互感器。
具体实施方式
以下结合附图1-3，进一步说明本发明一种配电网调压控制保护一体化设备的具体实施方式。本发明一种配电网调压控制保护一体化设备不限于以下实施例的描述。
实施例1：
本实施例给出一种配电网调压控制保护一体化设备的具体结构，包括：
一体化设备本体，一体化设备本体包括第一永磁操作机构G1、第二永磁操作机构G2、真空泡K1、真空泡K2、真空泡K3、真空泡K4、绕组L1、绕组L2、绝缘油和设备外壳；
信号采集模块，信号采集模块包括电流互感器2、电压互感器3和零序电流互感器4；
控制保护器1，控制保护器1包括信息处理模块、控制保护模块、电源模块、通信模块和控制器外壳。
控制保护模块，所述控制保护模块包括过负荷保护单元、故障保护单元、断线保护单元、单相接地保护单元、剩余电流保护单元。
具体地，第一永磁操作机构G1同轴连接真空泡K1和真空泡K2，永磁操作机构G1带动真空泡K1和真空泡K2同时闭合或者同时断开。
具体地，第二永磁操作机构G2互锁连接真空泡K3和真空泡K4，永磁操作机构G2带动真空泡K3闭合、同时真空泡K4断开或者带动真空泡K3断开、同时真空泡K4闭合。
更进一步的，信号采集模块可设置于一体化设备本体内部。
更进一步的，一体化设备用于低压架空配电线路时，零序电流互感器4置换为剩余电流互感器4。
实施例2：
本实施例给出一种配电网调压控制保护一体化设备的具体结构，如图1所示，当中低压架空配电线路电压正常、无故障时，一体化设备处于工作模式1-常规工作状态；此时，真空泡K1闭合，真空泡K2闭合，真空泡K3断开，真空泡K4闭合。
实施例3：
本实施例给出一种配电网调压控制保护一体化设备的具体结构，如图2所示，当中低压架空配电线路末端电压低于电压允许值或接近电压允许值时，一体化设备处于工作模式2-升压工作状态；真空泡K1闭合，真空泡K2闭合，真空泡K3闭合，真空泡K4断开。
实施例4：
本实施例给出一种配电网调压控制保护一体化设备的具体结构，如图3所示，当中低压架空配电线路发生故障时，一体化设备处于工作模式3-故障开断工作状态；真空泡K1断开，真空泡K2断开，真空泡K3断开，真空泡K4闭合。
工作原理：如图1-图3所示，三种工作模式可以相互转换；
S1工作模式1向工作模式2转换时，永磁操作机构G2动作，带动真空泡K4先断开，OUT端通过一体化设备的上绕组L2同IN导通；永磁操作机构G2动作继续移动，然后K3闭合，一体化设备的下绕组L1也投入电路，一体化设备实现了升压，在上述过程中未有电路断开的情况。
S2工作模式2向工作模式1转换时，永磁操作机构G2动作，带动真空泡K3先断开，OUT端通过一体化设备的上绕组L2同IN导通；永磁操作机构G2动作继续移动，然后K4闭合，短接了一体化设备的下绕组L2，OUT端同IN端处于直接连接状态。
S3工作模式1向工作模式3转换时，永磁操作机构G1动作，带动真空泡K1和真空泡K2同时断开，OUT端同IN端处于断开状态，一体化设备上下绕组均不励磁。
S4工作模式2向工作模式3转换时，永磁操作机构G1动作，带动真空泡K1和真空泡K2同时断开，OUT端同IN端处于断开状态；同时永磁操作机构G2动作，带动真空泡K3断开和真空泡K4闭合，一体化设备上下绕组均不励磁。
S5工作模式3向工作模式1转换时，永磁操作机构G1动作，带动真空泡K1和真空泡K2同时闭合，短接了一体化设备的下绕组L2，OUT端同IN端处于直接连接状态。
S6工作模式3向工作模式2转换时，永磁操作机构G1动作，带动真空泡K1和真空泡K2同时闭合，先转化为工作模式1；然后永磁操作机构G2动作，带动真空泡K3闭合和真空泡K4断开，一体化设备实现了升压，在上述过程中未有电路断开的情况。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种配电网调压控制保护一体化设备，其特征在于，包括：
一体化设备本体，所述一体化设备本体包括第一永磁操作机构、第二永磁操作机构、真空泡K1、真空泡K2、真空泡K3、真空泡K4、绕组L1、绕组L2、绝缘油和设备外壳；
信号采集模块，所述信号采集模块包括电流互感器、电压互感器和零序电流互感器；
控制保护器，所述控制保护器包括信息处理模块、控制保护模块、电源模块、通信模块和控制器外壳；
控制保护模块，所述控制保护模块包括过负荷保护单元、故障保护单元、断线保护单元、单相接地保护单元、剩余电流保护单元。
2.如权利要求1所述的一种配电网调压控制保护一体化设备，其特征在于：优选的，所述第一永磁操作机构G1同轴连接真空泡K1和真空泡K2，第一永磁操作机构G1带动真空泡K1和真空泡K2同时闭合或者同时断开。
3.如权利要求1所述的一种配电网调压控制保护一体化设备，其特征在于：所述第二永磁操作机构G2互锁连接真空泡K3和真空泡K4，第二永磁操作机构G2带动真空泡K3闭合、同时真空泡K4断开或者带动真空泡K3断开、同时真空泡K4闭合。
4.如权利要求1所述的一种配电网调压控制保护一体化设备，其特征在于：所述信号采集模块设置于一体化设备本体内部。
5.如权利要求1所述的一种配电网调压控制保护一体化设备，其特征在于：一体化设备用于低压架空配电线路时，零序电流互感器置换为剩余电流互感器。
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