CN204905675U - 具有配电故障处理功能的户外开关箱 - Google Patents

Abstract

一种具有配电故障处理功能的户外开关箱，包括安装在地面的箱体，以及设置于箱体内的高压开关柜，高压开关柜内设置有继电保护装置和故障电流开断装置；继电保护装置内各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，设有开路电压为500V的测试仪器。各带电的导电电路依靠箱体外壳或外露的非带电金属零件接地处理。本实用新型具有以下改进：实现故障就地快速处理、迅速隔离、自动恢复供电，避免故障扩大到上一级电网；大范围保护，能够迅速、安全、可靠的分断故障电流；智能精确，能检测出各种不正常电流并从中分辨出故障电流；可持续使用，出现故障后，只需修复故障线路部分再重新闭合断路器即可。

Description

具有配电故障处理功能的户外开关箱

技术领域

本实用新型涉及一种具有配电故障处理功能的户外开关箱，具体来讲是中压户外输配电中使用的具有配电故障处理功能的户外开关箱。

背景技术

现有中压输配电户外设备中，户外开关箱通常使用负荷开关型环网柜配上满足防护等级要求的箱体外壳。负荷开关在电力配送设计上是一个妥协性的方案，该方案没有短路电流开断能力，对短路电流这种大故障电流无能为力。当出现短路电流这种大故障电流时只能通过上一级断路器跳闸来解决。而负荷开关检测小故障电流靠的是熔断器，对故障电流判断不精确，对一些瞬时峰值电流会出现误响应。同时，出现故障电流作出反应后，必须更换熔断器，没有可恢复性。在此背景下，本实用新型提供了一种继电保护配合实现简单可靠的配电故障处理能力的户外开关箱，在保证开关箱与负荷开关型开关箱一样小型的前提下，能就地开断故障电流，特别是短路故障电流等大故障电流。因此，有必要做进一步改进。

实用新型内容

本实用新型内容的目的是提供一种满足电力输配送设计、高效、智能、安全、可靠的具有配电故障处理功能的户外开关箱，为配网自动化和未来智能电网的建设提供了物质基础。

按此目的设计的一种具有配电故障处理功能的户外开关箱，包括安装在地面的箱体，以及设置于箱体内的高压开关柜，其特征在于：高压开关柜内设置有继电保护装置和故障电流开断装置；继电保护装置内各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，设有开路电压为500V的测试仪器。各带电的导电电路依靠箱体外壳或外露的非带电金属零件接地处理。

继电保护装置设置有具自动恢复功能的独立的DC/DC变换器。

继电保护装置提供RS-485和/或RS-232通信接口，以及以太网接口。

继电保护装置设置有满足不同二次额定电流要求的零序电流互感器。

继电保护装置设置有起保护作用的配电变压器。

继电保护装置表面采用液晶显示屏显示数据信息；液晶显示屏下方一字型并列设置有断路器合闸位置指示灯、跳闸位置指示灯、运行指示灯、动作信号灯、告警信号灯和电压切换指示灯；各指示灯下方若干控制键。

继电保护装置内有以时间顺序记录方式记录的事件记录系统，事件记录系统包括记录正常运行的操作信息，以及故障录波。

事件记录系统的记录时间分辨率不大于1ms，记录容量应大于等于300条，事件记录掉电不丢失。

本实用新型的有益效果：

1)可靠性高，实现故障就地快速处理、迅速隔离、自动恢复供电，保证用户故障不出门，避免故障扩大到上一级电网；

2)大范围保护，能够迅速、安全、可靠的分断故障电流，包括负荷开关无法开断的短路故障电流等大故障电流；

3)智能精确，能检测出各种不正常电流并从中分辨出故障电流；

4)可持续使用，出现各种故障电流导致线路断开后，只需修复故障线路部分再重新闭合断路器即可，无需更换设备中的零部件；

5)小型化，能最大程度的节省宝贵的土地资源，减少建设投资。

附图说明：

图1为本实用新型一实施例的主视图。

图2为本实用新型一实施例的侧视图。

图3为本实用新型一实施例中继电保护装置的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行进一步的具体说明：

如图1-图2所示，一种具有配电故障处理功能的户外开关箱，包括安装在地面的矩形箱体1，以及设置在箱体1内的高压配电柜，高压开关柜内的继电保护装置2和故障电流开断装置3。继电保护装置2内各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，设有开路电压为500V的测试仪器。各带电的导电电路依靠箱体1外壳或外露的非带电金属零件接地处理。

具体地讲，为保证箱体1强度与刚度，外壳厚度≥2.0mm；此外，外壳喷有静电喷涂而成的保护层，涂层均匀一致，厚度≥150μm；箱体1颜色至少15年不褪色，防护等级达到IP3X。箱门1.1开启角度大于120°，并设有定位防风装置；箱门1.1闭合面有密封措施，并装有把手、暗闩和能防雨、防堵、防锈的外挂锁孔，铰链采用内铰链。箱体1下部周围设有自然通风口和隔热措施，减少箱内凝露的产生，而且所有电器设备的温升不超过相关标准要求。箱体1顶盖的倾斜度不应小于3°,并装设防雨檐。

绝缘电阻：继电保护装置2的各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，用测试仪器测定其绝缘电阻值，正常大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。

介质强度：继电保护装置2的各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，在正常大气条件下，继电保护装置2能承受2kV、50Hz(额定绝缘电压＞63V时)，0.5kV、50Hz(额定绝缘电压≤63V时)的交流试验电压，历时1Min，而无击穿闪络或闪络现象。任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。

冲击电压：继电保护装置2的各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，在正常大气条件下，继电保护装置2能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压，小于63V时电压为1kV，大于63V时电压为5kV。

耐湿热性能：继电保护装置2在最高温度+40℃，按交变湿热程序和方法，两周期(48小时)后，用测试仪器测定各规定部位的绝缘电阻不小于1.5MΩ，并能承受介质强度试验电压的75％，而无击穿或闪络现象。

继电保护装置设置有具自动恢复功能的独立的DC/DC变换器，当直流电源电压突然消失然后恢复正常时，DC/DC变换器自动恢复。

继电保护装置提供RS-485和/或RS-232通信接口，以及以太网接口。

继电保护装置设置有满足不同二次额定电流要求的零序电流互感器，不需用户设置相关参数。

继电保护装置设置有起保护作用的配电变压器，其配置了过电流保护、加速保护、单相接地保护、三相一次重合闸、非电量保护、低电压保护、过负荷告警、TV断线告警、故障录波功能。

过电流保护：a)设三段过电流保护，过电流I段方向可经控制字投退；b)带方向的过电流保护在PT断线时，自动退出方向。过电流保护动作行为不受PT断线影响；c)过流Ⅲ段可以经控制字选择是定时限还是反时限，反时限过电流保护的动作时限与被保护线路故障电流的大小有关，故障电流越大，动作时限越短，反之，故障电流越小，动作时限越长。反时限特性沿用国际电工委员会(IEC255-4)的规定。

加速保护：设置一段过流加速保护实现充电手合加速及保护加速两种功能。

过负荷告警：设置一段独立的过负荷告警，动作于信号。

单相接地保护：单相接地保护反应系统单相接地故障。对中性点非直接接地系统，根据系统接地方式及运行要求，可选择动作于跳闸或信号。

非电量保护：设置两个非电量保护，由工程设计的要求来配置告警或分闸。

低电压保护：设两段低电压保护，一段告警，一段动作跳闸。

TV断线告警：继电保护装置2能检测TV回路单相断线、两相断线或三相失压故障，在投入TV断线检测控制字并且满足下面条件时，启动10s延时，当延时到时，继电保护装置2装置报告“TV断线”，并驱动LED指示灯。

零序后加速保护：设置一段零序后加速保护，零序后加速保护在断路器合闸后，合闸信号延时展宽3s。

录波功能：记录继电保护装置2的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

参见图3，继电保护装置2表面采用液晶显示屏显示数据信息，采用全部汉字菜单，便于操作；继电保护装置2在正常运行时液晶显示屏显示必要的参数、运行及异常信息，默认状态下，相关的数值显示为二次值；装置应能分类显示保护动作报告。

液晶显示屏下方一字型并列设置有断路器合闸位置指示灯、跳闸位置指示灯、运行指示灯、动作信号灯、告警信号灯和电压切换指示灯；各指示灯下方若干控制键。

继电保护装置2内有以时间顺序记录方式记录的事件记录系统，事件记录系统包括记录正常运行的操作信息，以及故障录波。正常运行的操作信息包括保护动作元件、开关变位、开入量输入变位、压板切换、定值修改、定值区切换、装置复位、装置告警、装置异常等；故障录波记录继电保护装置2的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

事件记录系统的记录时间分辨率不大于1ms，记录容量应大于等于300条，事件记录掉电不丢失。

继电保护装置具备过流、速断、接地保护的功能，能迅速发出分断指令；对故障电流，当线路中某一段出现故障，继电保护装置装置将会发出断开线路指令给故障隔离装置，使故障就地隔离，并不影响上一级线路。同时，断开故障同时，失电信号将会发送到环网母线分断处，使环网母线分断开关闭合，保证出故障线路段外的其他线路部分供电正常，提高供电可靠性。

故障电流开断装置，即配备大范围断路器的小型开关柜。采用大范围断路器，能大范围实现故障就地快速处理、隔离。断路器拥有开断短路电流的能力，短路电流比额定电流大得多，通常达到额定电流的几十倍，一般的负荷开关(熔断器组合电器)是无法对其进行开断的。同时，当故障修复，只须向开关柜发出合闸指令就能重新接通回路，无需更换任何零件，可持续使用。

Claims (8)

1.一种具有配电故障处理功能的户外开关箱，包括安装在地面的箱体(1)，以及设置于箱体(1)内的高压开关柜，其特征在于：高压开关柜内设置有继电保护装置(2)和故障电流开断装置(3)；继电保护装置(2)内各带电的导电电路对地之间，以及电气上无联系的各带电的导电电路之间，设有开路电压为500V的测试仪器；各带电的导电电路依靠箱体(1)外壳或外露的非带电金属零件接地。

2.根据权利要求1所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)设置有具自动恢复功能的独立的DC/DC变换器。

3.根据权利要求2所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)提供RS-485和/或RS-232通信接口，以及以太网接口。

4.根据权利要求3所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)设置有满足不同二次额定电流要求的零序电流互感器。

5.根据权利要求4所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)设置有起保护作用的配电变压器。

6.根据权利要求1-5任一项所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)表面采用液晶显示屏显示数据信息；液晶显示屏下方一字型并列设置有断路器合闸位置指示灯、跳闸位置指示灯、运行指示灯、动作信号灯、告警信号灯和电压切换指示灯；各指示灯下方若干控制键。

7.根据权利要求6所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：继电保护装置(2)内有以时间顺序记录方式记录的事件记录系统，事件记录系统包括记录正常运行的操作信息，以及故障录波。

8.根据权利要求7所述具有配电故障处理功能的户外开关箱，其特征在于：事件记录系统的记录时间分辨率不大于1ms，记录容量应大于等于300条，事件记录掉电不丢失。