CN208094174U - 一种新型智能断路器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能断路器装置，包括断路器本体和前端采集装置，所述断路器本体上还安装有电子式互感器和用于为前端采集装置供电的取电装置，所述电子式互感器与前端采集装置电连接；本实用新型所述智能断路器装置通过电子式互感器采集电流和电压信号，传输至前端采集装置，前端采集装置经过信号滤波、测量后，通过其内部的通信模块将信号传至系统后台，能够及时的对各种线路故障进行告警和隔离。

Description

一种新型智能断路器装置

技术领域

本实用新型涉及一种断路器，尤其涉及一种新型智能断路器装置。

背景技术

在现有配电网中，使用的馈线断路器设备主要以普通型真空断路器为主，实施馈线的信息和自动化时，需要加装电源单元(主要以电压互感器和太阳能为主)、电流互感器、智能化数据接口以及馈线自动化终端FTU等设备，其缺点是不能采集三相相电压，涉及的设备数量较多，组织协调复杂，现场安装工程量大。

除此之外，在配网自动化系统的建设中，馈线自动化终端FTU的电源问题一直是配网线路升级改造的一大瓶颈，有的利用高压电压互感器取电，有的利用高压电流互感器取电，还有的利用太阳能发电装置取电，在实施和应用中要么投资大，要么接线复杂且不可靠，还有可能受运行环境、气候变化及线路负荷等外界因素的影响，从而限制了配网自动化的发展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种新型智能断路器装置，将断路器本体、电子式互感器、取电装置和前端采集装置进行一体化设计，结构合理，体积小、重量轻，能够及时准确地对各种线路的故障进行告警和隔离。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种新型智能断路器装置，包括断路器本体和前端采集装置，所述断路器本体上还安装有电子式互感器和用于为前端采集装置供电的取电装置，所述电子式互感器与前端采集装置电连接,所述取电装置通过电缆与前端采集装置连接。

进一步地，所述电子式互感器固定安装在断路器本体的中部，所述电子式互感器包括三相电流互感器和三相电压互感器，用于实时采集三相电流和三相电压信号。

进一步地，所述取电装置固定安装在断路器本体底座沿一端的延伸段上，所述取电装置通过电缆与前端采集装置连接。

进一步地，所述取电装置采用电容式电压互感器。

进一步地，所述电容式电压互感器采用金属化聚丙烯膜电容器。

进一步地，所述前端采集装置采用馈线自动化终端，用于将电子式互感器采集的三相电流、三相电压信号通过馈线自动化终端内部的通信模块传输至系统后台，且能够对线路故障进行告警和隔离。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型将断路器本体、电子式互感器、电容式电压互感器和前端采集装置进行一体化设计，该设备通过电子式互感器采集电流和电压信号，传输至馈线自动化终端FTU，FTU经过处理后将信号传至系统后台，能够及时的对各种线路故障进行告警并发送信息至自动化主站，并按照预定策略控制断路器跳闸，隔离故障，同时能够接收系统后台控制指令对断路器进行分合闸操作。

附图说明

图1为本实施例提供的智能断路器连接框图；

图2为本实施例提供的智能断路器结构示意图；

图3为本实施例提供的电子式互感器电路图；

图4为本实施例提供的电子式互感器原理图；

图5为本实施例提供的电子式互感器分压原理图；

图6为本实施例提供的电容式电压互感器的电路图；

图7为本实施例提供的前端采集装置方向保护示意图。

图8为本实施例提供的智能断路器原理图。

图中：1-断路器本体、2-电子式互感器、3-前端采集装置、4-取电装置。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

参考图1至图2，一种新型智能断路器装置，包括断路器本体1和前端采集装置3，所述断路器本体1上还安装有电子式互感器2和用于为前端采集装置供电的取电装置4，所述电子式互感器2与前端采集装置3电连接。

需要说明的是，本实施例所述断路器本体1采用型号为ZW32E-12/T630-20-GD的断路器，能够由前端采集装置3控制，进行分、合闸及保护调整操作。

参考图1，进一步地，所述电子式互感器2固定安装在断路器本体1的中部，所述电子式互感器2包括三相电流互感器和三相电压互感器，所述三相电流互感器和三相电压互感器集成为一体，具有体积小，重量轻，组装方便的特点，能够实时测量三相电流和三相电压，不仅可以进行常规的幅值保护，同时也可以进行故障方向判断(短路方向和零序方向)。

需要说明的是，图3a为本实施例电子式互感器的电压传感器电路图，图3b为本实施例电子式互感器的电流传感器电路图；参考图3至图5，电子式互感器在一次额定电流和电压运行条件下，二次输出的电流和电压信号为4V，能够彻底避免电流互感器二次开路的问题，保证安装操作人员的安全；传统断路器的电流互感器变比一般为200/5、400/5、600/5，随着线路改造及峰谷电流的波动，需要不定期调节电流互感器的变比；本实施例所述电子式互感器测量和保护共用一个线圈，在10倍额定电流下，能够无饱和的高精度测量短路电流，在实际运行时不需要调节互感器的变比。

参考图3至图5，本实施例所述电子式互感器是通过电磁感应原理，电流信号：是通过断路器本体上一次电流感应大小感应线圈，不同变比匝数而实现给二次控制设备；电压信号：系统高压电直接连接到断路器本体开关上，断路器本体与电子式互感器高压电阻直接连接，通过高压电阻分压原理来分二次小信号给控制设备。

进一步地，参考图1，所述取电装置4固定安装在断路器本体1底座沿一端的延伸段上，所述取电装置4通过电缆与前端采集装置3连接，用于给前端采集装置3各用电单元提供电源。

进一步地，所述取电装置4采用电容式电压互感器(电容式PT)，具体电路如图6所述示，本实施例所述电容式电压互感器具有体积小、重量轻，免维护，彻底杜绝铁磁谐振的特点。

进一步地，所述电容式电压互感器采用金属化聚丙烯膜电容器。

进一步地，参考图1至图2，所述前端采集装置3采用馈线自动化终端FTU，包括采样单元、主控单元、通信模块和蓄电池，能够实时检测线路三相电流、三相电压、断路器状态以及单相接地故障、相间短路故障等信息，进行短路和接地故障的有效告警和隔离，并可以通过内部的GPRS通信模块接收系统后台指令，远程进行断路器的分合闸，完成断路器本体保护定值的远程整定，为设备运行维护提供了极大的便利，将线路运检人员从定值现场调整的工作中解放出来。

需要说明的是，本实施例所述FTU为现有技术中FTU的一种，在本申请中FTU通过航空插头YS16和双绞屏蔽线组合的连接体与电子式互感器电连接。

参考图7，图7a为双端电源供电的辐射网络，图7b为单端电源供电的辐射网络，对于两端电源供电的辐射网络或单电源供电的环网，为了切除故障元件，应在线路两端装设断路器和继电保护装置。具体的，当图7中K1发生短路时，只要3、4两套保护动作断开断路器3和4；而K2发生短路时，只要求1、2两套保护动作断开断路器1和2。针对上述电网，需要在过电流保护基础上增加方向元件，如零序互感器，通常规定短路功率方向由母线指向线路为短路功率的正方向，方向元件动作，反之由线路指向母线为反方向，方向元件不动作。

参考图8，本实施例所述智能断路器通过电子式互感器采集电流和电压信号，输入馈线自动化终端FTU，FTU经过信号滤波、测量后，通过其内部的GPRS通信模块将信号传至系统后台，能够及时的对各种线路故障进行告警并发送信息至系统后台自动化主站，并按照预定策略控制断路器跳闸，隔离故障，同时能够接收系统后台控制指令对断路器进行分合闸操作。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型智能断路器装置，包括断路器本体和前端采集装置，其特征在于：所述断路器本体上还安装有电子式互感器和用于为前端采集装置供电的取电装置，所述电子式互感器与前端采集装置电连接,所述取电装置通过电缆与前端采集装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能断路器装置，其特征在于：所述电子式互感器固定安装在断路器本体的中部，所述电子式互感器包括三相电流互感器和三相电压互感器，用于实时采集三相电流和三相电压信号。

3.根据权利要求1所述的一种新型智能断路器装置，其特征在于：所述取电装置固定安装在断路器本体底座沿一端的延伸段上。

4.根据权利要求1或3所述的一种新型智能断路器装置，其特征在于：所述取电装置采用电容式电压互感器。

5.根据权利要求4所述的一种新型智能断路器装置，其特征在于：所述电容式电压互感器采用金属化聚丙烯膜电容器。

6.根据权利要求1所述的一种新型智能断路器装置，其特征在于：所述前端采集装置采用馈线自动化终端，用于将电子式互感器采集的三相电流、三相电压信号通过馈线自动化终端内部的通信模块传输至系统后台，且能够对线路故障进行告警和隔离。