CN201078829Y - 柱上故障检测控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柱上故障检测控制装置，包括柱上真空开关、电原变压器和故障检测控制器，所述柱上真空开关包括串接在主网上的真空灭弧室、隔离断口和电流互感器，以及并接在真空灭弧室和隔离断口两端的续流电容器，故障检测控制器包括依次连接的信号采集模块、UI矢量运算整定处理器、FDR模块和合分控制模块，所述信号采集模块与所述电流互感器连接，所述合分控制模块与柱上真空开关中的电动操作机构连接，所述UI矢量运算整定处理器还连接输出输入接口。本实用新型通过在故障检测控制器中增设具有电流/时间的计量以及过电流值的整定和分断控制功能的UI矢量运算整定处理器，减少了事故停电的区域，提高了处理事故的效率。

Description

柱上故障检测控制装置

技术领域

本实用新型涉及电力供电系统技术领域，特别是一种用于10KV配电环网的柱上故障检测控制装置。

背景技术

现有10KV配电环网柱上自动故障检测控制组合装置是采用电压型馈线自动化技术，图1是现有配电环网柱上自动故障检测控制组合装置的构成图，主要由柱上真空开关PVS、电源变压器SPS、故障搜查控制器FDR4011组成。其中故障搜查控制器FDR-4011是这一组合中最关键的智能控制设备，它主要由信号采集模块、FDR模块、合分控制模块和输出输入接口构成，具有自动隔离故障区间、恢复非故障区域供电的功能。图2～图5是现有柱上自动化控制设施在用户侧发生事故时的工作时序框图，如图2～图5所示，其中开关组合A、I为变电站开关，可实现过流速断和两次重合闸；开关组合1～16、B、C、D、E、F、G、H都是采用了故障搜查控制器FDR4011的开关组合，其中开关组合E设定为L功能，作为联络开关。如图2所示，当开关组合6的用户侧发生事故时，变电站开关A过流速断，线段a～线段d断电。如图3所示，通过依次开关组合A→1→2→B→3→4→C→5→6延时重合闸至开关组合6。如图4所示，开关组合6重合闸，线段a～线段d再次断电，开关组合6闭锁，其用户侧被隔离。如图5所示，通过第二次的依次延时重合闸，恢复了非故障区域的供电。

图6～图10是现有技术方案中在主网上发生事故时的工作时序框图，如图6所示，当主网上线段C发生事故时，变电站开关A过流速断，线段a～线段d断电。如图7所示，通过依次开关组合A→1→2→B→3→4→C延时重合闸至开关组合C。如图8所示，开关组合C重合闸，线段a～线段d再次断电，开关组合C闭锁。如图9所示，通过第二次的依次延时重合闸，恢复了线段a～线段b的供电。如图10所示，在Y时限，通过联络开关E的L功能，恢复了线段d的供电。

由于10KV配电环网主要是由10KV主网(环线)和支线(射线)构成，主网上的自动故障检测控制组合装置称为“分段开关”(或联络开关)，支线上的自动故障检测控制组合装置称为“用户责任分界点开关”。目前，现有技术的这两类开关都应用故障搜查控制技术来实现自动隔离故障区间、恢复非故障区域供电的功能，导致事故停电区域大、事故处理效率低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种柱上故障检测控制装置，有效减少事故停电区域，提高事故处理效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种柱上故障检测控制装置，包括柱上真空开关、电源变压器和故障检测控制器，所述柱上真空开关包括串接在主网上的真空灭弧室、隔离断口和电流互感器，以及并接在真空灭弧室和隔离断口两端的续流电容器，用作主网上的分段开关且具有自动隔离故障区间和恢复非故障区域供电功能的故障检测控制器包括依次连接的信号采集模块、UI矢量运算整定处理器、FDR模块和合分控制模块，所述信号采集模块与所述电流互感器连接，所述合分控制模块与柱上真空开关中的电动操作机构连接，所述UI矢量运算整定处理器还连接输出输入接口。

本实用新型提出了一种柱上故障检测控制装置，通过在故障检测控制器中增设具有电流/时间的计量以及过电流值的整定和分断控制功能的UI矢量运算整定处理器，实现了电流/时间的整定、检测、分断控制功能。在环网配电自动化的第一阶段，没有信息传输的条件下，将本实用新型柱上故障检测控制装置用作主网的分段开关，减少了事故停电的区域，提高了处理事故的效率。在环网配电自动化的第二阶段及第三阶段，将本实用新型柱上故障检测控制装置用作责任分界点开关，简化了环网配电自动化升级的过程，降低了升级的成本。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是现有配电环网柱上自动故障检测控制组合装置的构成图；

图2～图5是现有柱上自动化控制设施在用户侧发生事故时的工作时序框图；

图6～图10是现有技术方案中在主网上发生事故时的工作时序框图；

图11为本实用新型柱上故障检测控制装置作为主网上分段开关的结构示意图；

图12为本实用新型柱上故障检测控制装置作为责任分界点开关的结构示意图；

图13是本实用新型在用户侧发生事故时的工作时序框图；

图14～图16是本实用新型在主网上发生事故时的工作时序框图。

具体实施方式

图11为本实用新型柱上故障检测控制装置作为主网上分段开关的结构示意图，包括柱上真空开关PVS、电源变压器SPS和故障检测控制器FDR-I，故障检测控制器FDR-I是其中关键的智能控制设备，主要包括信号采集模块、FDR模块、UI矢量运算整定处理器、合分控制模块和输出输入接口，用作主网上的分段开关，具有自动隔离故障区间，恢复非故障区域供电的功能。

如图11所示，柱上真空开关PVS包括串接在主网上的真空灭弧室、隔离断口和电流互感器，还包括并接在真空灭弧室和隔离断口两端的续流电容器C，以及电动操作机构。实际使用中，电流互感器的变比可选择为630/5，续流电容器的续流值可设定在0.1A(空载)，电容值约为0.0033μf。电源变压器SPS同时作为电压互感器，其变比为10000/230，感抗为0.1MΩ。本实用新型在柱上真空开关PVS两端设置续流电容器，使其关断时仍维持失压端一定的电流，使故障线段产生变化的分压值。由于失压，其它开关都已断开，分压值的变化直接反映了线段漏电短路的故障程度。通过电压互感器(即电源变压器)反馈信息的放大处理，及在前信号电压的整定，控制闭锁功能，实现了恢复非故障区域的供电。本实用新型故障检测控制器FDR-I是对现有技术故障搜查控制器FDR-4011的改进装置，其中增设了可以对电流和电压进行综合矢量运算和处理的UI矢量运算整定处理器，具有电流/时间的计量以及过电流值的整定和分断控制功能。具体地，信号采集模块与柱上真空开关PVS的电流互感器连接，合分控制模块与柱上真空开关PVS的电动操作机构连接，FDR模块和UI矢量运算整定处理器串接在合分控制模块和信号采集模块之间，输出输入接口与UI矢量运算整定处理器连接。本实用新型故障检测控制器FDR-I作为主网上的分段开关，并从变电站开关开始，根据每段的具体负荷等，逐级整定过电流值，使其形成合理的降值排列次序，从而实现准确判断事故的位置，并及时分断闭锁之前的分段开关，准确判断、隔离故障区间，恢复非故障区域供电。

图12为本实用新型柱上故障检测控制装置作为责任分界点开关的结构示意图，包括柱上真空开关PVS、电源变压器SPS和故障检测控制器FDR-Z，其中故障检测控制器FDR-Z主要包括信号采集模块、UI矢量运算整定处理器、合分控制模块和输出输入接口，用于支线初端，作为责任分界点开关，对用户侧事故就地分断、闭锁。

如图12所示，柱上真空开关PVS包括串接在主网上的真空灭弧室、隔离断口和电流互感器，还包括电动操作机构。故障检测控制器FDR-Z中，信号采集模块与柱上真空开关PVS的电流互感器连接，合分控制模块与柱上真空开关PVS的电动操作机构连接，UI矢量运算整定处理器连接在合分控制模块和信号采集模块之间，输出输入接口与UI矢量运算整定处理器连接。故障检测控制器FDR-Z作为支线上的用户责任分界点开关，取消了FDR模块，采用电流和电压信号合成的矢量运算和处理技术，实现电流、电压、相移、谐波分量等技术参量的检测、整定、控制和闭锁功能，对用户侧的各类事故就地分断、闭锁，排除用户侧事故对主网的影响。

从图11和图12所示技术方案可以看处本实用新型技术方案的构思：主网上的分段开关在增设电流互感器的基础上，采用对电流和电压进行综合矢量运算和处理技术，实现检测、整定、分断控制功能；在增设续流电容器的基础上，通过对开关失压侧分压值的检测、整定，实现闭锁功能，从而减少事故停电区域，提高事故处理的效率。支线上的用户责任分界点开关取消FDR模块，采用对电流和电压进行综合矢量运算和处理技术，实现电流、电压、相移、谐波分量等技术参量的检测、整定、控制和闭锁功能，对用户侧的各类事故就地分断、闭锁，排除用户侧事故对主网的影响。

图13是本实用新型在用户侧发生事故时的工作时序框图。如图13所示，当开关组合6的用户侧发生事故时，由于其整定值都是依据该支线具体参量值而设定的，远低于其主网上分段开关的整定值，从而可靠迅速地实现了就地分断闭锁，排除了用户侧事故对主网的影响。

图14～图16是本实用新型在主网上发生事故时的工作时序框图。如图14～图16所示，当责任分界点的开关组合6的主网侧发生事故时，通过分段开关C之前所设定的电流整定值，实现分断、闭锁，分段开关D同时失压断电，通过联络开关E的L功能，Y时限后恢复了线段d的正常供电。

当分段开关分断后，其后的责任分界点开关和分段开关也都失压断电。这时如果是瞬时过流失压事故，由于续流电容器的续流作用，开关的断电侧约有1000V的分压，通过电压互感器到故障检测控制器FDR-I的信号电压将有20V左右。通过在前分压值的整定，开始延时启动程序，到时如无变化，开关重新开启通电(这时，对于下一个分段开关的断电侧将有1000V的分压，开始了上述程序)。如果是长时间相间漏电短路，信号电压将在20V以下，通过再前的信号电压的整定，实现闭锁。

对地漏电短路事故也是利用续流电容器，如果是瞬时漏电短路，通过电流互感器到故障检测控制器FDR-I的信号电流将在0.1A左右，开始延时启动程序。如果是长时间对地漏电短路，信号电流将在0.1A以上，通过UI矢量运算整定处理器对信号电流的放大、检测及再前的电流整定，实现闭锁。

续流分压也可采用电阻或电感元件，电阻可选1MΩ/1000W，当开关关断并有短路点时，电阻上会有≤1000W的功率。电感可选感抗为1MΩ，功率为100VA，电感的损耗≤10％。

检修时可以利用续流电容器进行试通电，但操作时必须并联分压电阻(或短路)至36V以下。

Claims (1)

1.一种柱上故障检测控制装置，包括柱上真空开关、电源变压器和故障检测控制器，其特征在于，所述柱上真空开关包括串接在主网上的真空灭弧室、隔离断口和电流互感器，以及并接在真空灭弧室和隔离断口两端的续流电容器，用作主网上的分段开关且具有自动隔离故障区间和恢复非故障区域供电功能的故障检测控制器包括依次连接的信号采集模块、UI矢量运算整定处理器、FDR模块和合分控制模块，所述信号采集模块与所述电流互感器连接，所述合分控制模块与柱上真空开关中的电动操作机构连接，所述UI矢量运算整定处理器还连接输出输入接口。

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