CN215601018U - 一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，包括快速断路器、高精度选线控制器、检测控制系统，电流互感器、隔离开关、过电压保护器、电压互感器、高压熔断器，隔离开关一端同时并联有高压熔断器和快速断路器，高压熔断器串联有并联后的过电压保护器和电压互感器且进行接地保护，快速断路器输出端连接有电流互感器并接地保护。有益效果：本装置采用独特的双涡流驱动原理，稳定性强、使用寿命长，驱动速度更快，根据故障信号特征自动对每种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选项方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补，极大的提高了选线的准确率。
Description
技术领域
本实用新型属于电路消弧选线装置技术领域，具体涉及一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置。
背景技术
随着中压配网规模的不断扩大，固体绝缘的交联聚乙烯电缆用量越来越大。这对于减少占地和降低故障率起到了积极的作用，但也带来了固体化绝缘单相接地故障检测与治理的难题。
当电缆线路取代了架空线路后，稳态电容电流会增加25～50倍，高频电流幅值提高十几倍甚至几十倍。电缆线路一旦发生单相弧光接地，电弧对故障点释放的热量要比架空电网提高数千倍以上，持续时间少则数秒钟，多则十几分钟，相间绝缘会遭到严重破坏。非故障相的弧光接地过电压高达相电压的4～7倍，很快在非故障相的绝缘薄弱点形成接地，导致更严重的两相接地短路事故。
目前处理上述问题的主流方案是采用消弧线圈解决弧光接地故障，但由于消弧线圈不能补偿高频电流，而且补偿工频电容电流后还将留有阻性分量，导致目前采用消弧线圈的方案对于电缆电网或者混合电网的补偿效果越来越不理想。同时，一般装置在快速切除接地故障相，抑制线路接地过电压危害后，装置还要必须具备故障线路检测功能，检测出具体的故障线路并给出提示信号，指导下级系统切除具体故障线路，从而保证系统其余线路正常工作。
目前业内，检测出具体故障相后，采用快速切除故障相的执行部件是真空接触器，真空断路器开断容量低，动作速度慢，分闸时间一般在60-100ms，动作速度慢，此时接地故障引起的弧光已经对高压线缆产生了不可逆的伤害。而且，市面上检测具体故障线路的控制部件是接地选线控制器，选线控制器市面宣传选线准确率在90％以上，通常只针对特定工况。在现场实际运行中，由于工况复杂，选线准确率会大打折扣，很难从根本上消除选线装置误判的问题。
国内目前接地选线控制器容易误判的具体原因总结如下：
1、选线算法单一，无法适应所有工况；
2、选线判据有缺陷，无法准确判断故障线路；
3、受硬件采样精度和采样实时性影响，导致算法误判；
4、CPU运算速度和运算精度影响运算结果的准确性。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种稳定性强、使用寿命长，驱动速度更快、分合闸速度快的基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，其特征在于，包括快速断路器、高精度选线控制器、检测控制系统，电流互感器、隔离开关、过电压保护器、电压互感器、高压熔断器，所述隔离开关一端同时并联有高压熔断器和快速断路器，所述高压熔断器串联有并联后的过电压保护器和电压互感器且进行接地保护，所述快速断路器输出端连接有电流互感器并接地保护，所述电压互感器和快速断路器之间设有与检测控制系统相连接的高精度选线控制器，所述电流互感器输出一端通过检测控制系统连接有高精度选线控制器。
进一步的，所述快速断路器为双涡流驱动式快速真空断路器，内部采用双涡流驱动机构，以高性能大电容为核心储能单元，故障发生时，储能电容会给驱动机构内部的线圈部件瞬间放电，线圈部件会在感应部件上产生强大的涡流斥力，从而带动固封极柱内部的动触头导杆快速运动，完成分闸。
进一步的，所述高精度选线控制器采用粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选项方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补，极大的提高了选线的准确率。
进一步的，所述检测控制系统采用DSP+FPGA架构，运用快速预判相控算法，可在2ms内完成故障检测并发出动作指令。
进一步的，所述的过电压保护器采用大能容无间隙的氧化锌阀片。
进一步的，所述的电压互感器采用抗饱和电压互感器，可实时检测系统电压，并向外部回路及时提供二次信号。
本实用新型的优点是：
1、本装置中采用的快速断路器，电压参数范围6KV-35KV，电流参数范围630A-8000A，其操动机构采用独特的双涡流驱动原理，稳定性强、使用寿命长，驱动速度更快、分合闸速度快、可实现分闸时间小于3.5ms、合闸时间小于10ms，大大优于目前业内普通的机械式断路器或者永磁式断路器。
2、本装置中选线控制器采用多种选线算法融合原理，包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、有功分量法、能量法、小波法、首半波法等，采用粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选项方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补，极大的提高了选线的准确率。
3、本装置中的检测控制系统软硬件的大幅度优化，对于电网常见的电压越限、系统断线、单相接地、铁磁谐振等故障问题都能实现快速检测、判断和排除，并实时监测系统运行各项数据指标。
4、装置在动作后可允许大容量的系统电容电流长期流过，保护性能不受电网规模和类型的影响，广泛应用于电缆电网、混合电网、架空电网等各种复杂电网结构中。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
附图标记：1-快速断路器；2-高精度选线控制器；3-检测控制系统；4-电流互感器；5-隔离开关；6-过电压保护器；7-电压互感器；8-高压熔断器。
具体实施方式
参见附图1，一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，包括快速断路器1、高精度选线控制器2、检测控制系统3，电流互感器4、隔离开关5、过电压保护器6、电压互感器7、高压熔断器8，所述隔离开关5一端同时并联有高压熔断器8和快速断路器1，所述高压熔断器8串联有并联后的过电压保护器6和电压互感器7且进行接地保护，所述快速断路器1输出端连接有电流互感器4并接地保护，所述电压互感器7和快速断路器1之间设有与检测控制系统3相连接的高精度选线控制器2，所述电流互感器4输出一端通过检测控制系统3连接有高精度选线控制器2。
本方案的具体实施例为，所述的快速断路器1为双涡流驱动式快速真空断路器，内部采用独特的新型双涡流驱动机构，稳定性强，使用寿命长，驱动速度更快，可实现断路器固有分闸时间3.5ms以内完成，合闸时间10ms以内完成。以高性能大电容为核心储能单元，故障发生时，储能电容会给驱动机构内部的线圈部件瞬间放电，线圈部件会在感应部件上产生强大的涡流斥力，从而带动固封极柱内部的动触头导杆快速运动，完成分闸。
本方案的具体实施例为，所述的高精度选线控制器2采用多种选线算法融合原理，包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、有功分量法、能量法、小波法、首半波法等，采用粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选项方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补，极大的提高了选线的准确率。
本方案的具体实施例为，所述的检测控制系统3采用DSP+FPGA架构，运用独有的快速预判相控算法，大大缩短了数据检测、采集、处理、传输的时间，可在2ms内完成故障检测并发出动作指令。
本方案的具体实施例为，所述的电流互感器4采用抗饱和度高，通流量大的高压电流互感器4，适应各种大电流系统，所述的隔离开关5主要为装置内部快速断路器在检修时，起到承受上端高压，进行电气隔离的作用。
本方案的具体实施例为，所述的过电压保护器6采用大能容无间隙的氧化锌阀片，可以把发生在相对地或者相间的过电压限制在较低水平，消灭过电压保护的死区，其2ms方波达2000A，通流量大，寿命长，所述的电压互感器7采用特殊设计的抗饱和电压互感器，可实时检测系统电压，并向外部回路及时提供二次信号。
本方案的具体实施例为，所述的高压熔断器8其作用主要是当电压互感器内部故障时，高压熔断器熔断，缩小故障范围，减小与系统造成的影响，防止事故扩大化。当电压互感器与电网连接发生短路时，高压熔断器熔断，将电压互感器与故障源隔离，保护设备安全
本方案的具体实施例为，系统正常运行时，装置面板显示装置运行状态与系统参数，当系统发生电压越线，装置立即发出报警信号并输出开关量接点，面板显示故障时间、类型和各相电压。
当系统发生单相接地故障时，装置检测控制系统迅速判断出，并给快速断路器发出合闸指令，整套装置可在15ms以内实现故障相的合闸接地，立即熄灭电弧，并将弧光接地过电压限制在线电压的水平，控制故障的发展；同时，高精度选线控制器采用多种选线方法进行综合选线，避免故障信号受到干扰而导致误选，快速准确地判断出下级具体的故障线路并给出故障提示信号
以上内容是结合具体实施例方式对本实用新型做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此。对于本实用新型所属技术领域来说，在本实用新型理念的框架下，还可以做出若干简单的演变，都应视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，其特征在于，包括快速断路器(1)、高精度选线控制器(2)、检测控制系统(3)，电流互感器(4)、隔离开关(5)、过电压保护器(6)、电压互感器(7)、高压熔断器(8)，所述隔离开关(5)一端同时并联有高压熔断器(8)和快速断路器(1)，所述高压熔断器(8)串联有并联后的过电压保护器(6)和电压互感器(7)且进行接地保护，所述快速断路器(1)输出端连接有电流互感器(4)并接地保护，所述电压互感器(7)和快速断路器(1)之间设有与检测控制系统(3)相连接的高精度选线控制器(2)，所述电流互感器(4)输出一端通过检测控制系统(3)连接有高精度选线控制器(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，其特征在于，所述快速断路器(1)为双涡流驱动式快速真空断路器，内部采用双涡流驱动机构，以高性能大电容为核心储能单元，故障发生时，储能电容会给驱动机构内部的线圈部件瞬间放电，线圈部件会在感应部件上产生强大的涡流斥力，从而带动固封极柱内部的动触头导杆快速运动，完成分闸。
3.根据权利要求1所述的一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，其特征在于，所述的过电压保护器(6)采用大能容无间隙的氧化锌阀片。
4.根据权利要求1所述的一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置，其特征在于，所述的电压互感器(7)采用抗饱和电压互感器，可实时检测系统电压，并向外部回路及时提供二次信号。
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| CN202120065317.9U CN215601018U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置 |
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Publications (1)
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| CN215601018U true CN215601018U (zh) | 2022-01-21 |
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Family Applications (1)
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| CN202120065317.9U Active CN215601018U (zh) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | 一种基于双涡流驱动式快速断路器的高精度消弧选线装置 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-01-11 CN CN202120065317.9U patent/CN215601018U/zh active Active
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