CN218648573U - 一种配电网智能开关系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种配电网智能开关系统,包括箱体、设置在箱体上的入户线电流接头和母线电压接头、设置在箱体内的功能模块和故障切换开关;所述功能模块包括电流互感器、电压互感器、电信号放大模块、单片机、通信模块;该系统在入户线与负荷开关之间设有包含主备线路的故障切换开关,当电流互感器和电压互感器检测到异常电信号时,通过故障切换开关切换至设有限流电阻的备用线路,使得负荷开关可以在接入限流电阻后的安全电流的情形下进行跳闸操作,在有效隔离故障的同时保证非故障用户不受故障影响而停电,并通过通讯模块发送故障用户信息,使得配电网线路运维人员能够快速对用户故障设备进行处理。
Description
技术领域
本实用新型属于配电网技术领域,具体涉及一种配电网智能开关系统。
背景技术
随着近年来新能源的快速发展,越来越多的分布式电源接入配电网,对配电网的运行特性产生了巨大的影响。配电网潮流由单向转变为双向,分布式能源出力波动带来电压与支路潮流的变化,容易引起局部电压越限、设备重过载等问题,使得配电网的保护控制难度增大,给网络安全带来威胁。一旦配电网发生故障,传统的保护控制装置可能会发生连锁反应导致范围内停电事故,影响居民用电质量。随着近年来配电物联网概念的提出,配电网通信技术、智能量测技术、终端与控制技术的成熟使得配电网由被动运行向主动控制转变。负荷开关是一种具有一定切断负荷电流能力的开关电器,能切断负荷电流和较小的故障电流,但不具备切断故障大电流的能力,因此当配电网某一用户点发生故障时。在此背景下,目前的一些保护控制装置或依靠故障点上游的分段开关动作跳闸来切除故障;或通过识别异常电信号对负荷开关发出跳闸指令,使负荷开关跳闸切除故障。但以上两种方法,前者将导致分段开关下游所有用户均停电,后者可以保证非故障用户不停电但只适用于切除较小故障电流的情况。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种配电网智能开关系统。
本实用新型的技术方案如下:
一种配电网智能开关系统,包括箱体、设置在箱体上的入户线电流接头和母线电压接头、设置在箱体内的功能模块和故障切换开关;所述功能模块包括电流互感器、电压互感器、电信号放大模块、单片机、通信模块;
所述入户线电流接头和母线电压接头的输入端分别对应与入户线和母线连接;所述入户线电流接头和母线电压接头的输出端分别对应与电流互感器和电压互感器的信号输入端连接;所述电流互感器和电压互感器的信号输出端分别经电信号放大模块与单片机的输入端连接;所述单片机的输出端分两路,一路与故障切换开关连接,另一路经通信模块分别与负荷开关以及配电网主站连接;
所述故障切换开关包括主线路、备用线路、弹簧、跳闸接点连杆、电磁铁、电感线圈和限流电阻;主线路和备用线路分别连接在入户线与负荷开关之间;其中,主线路上设有主线路跳闸接点,备用线路上设有备用线路跳闸接点和限流电阻;所述跳闸接点连杆的一端与弹簧的自由端相连,另一端连接电磁铁,且所述跳闸接点连杆可移动地设置在主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间;所述弹簧的固定端连接在箱体内壁上;所述箱体内壁对应电磁铁位置还设有电感线圈;所述电感线圈与所述单片机的输出端相连。
进一步地,所述主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间设有限位槽,所述跳闸接点连杆可移动地设置在该限位槽内。
进一步地,所述负荷开关配设有负荷开关线圈,所述单片机与所述负荷开关的负荷开关线圈连接。
进一步地,还包括设置在箱体外侧的显示模块,所述显示模块与所述通信模块相连。
进一步地,所述通信模块采用无线通信模块。
进一步地,所述电流互感器的型号为AKH-0.66/I。
进一步地,所述电压互感器的型号为JDG4-0.5。
进一步地,所述单片机和通信模块分别配设直流电源模块。
相比于现有技术本实用新型具有如下有益效果:
本实用新型提供一种配电网智能开关系统,该系统在入户线与负荷开关之间设有包含主备线路的故障切换开关,当电流互感器和电压互感器检测到异常电信号时,通过故障切换开关切换至设有限流电阻的备用线路,将故障电流限制为安全电流,使得负荷开关可以在接入限流电阻后的安全电流的情形下进行跳闸操作,使其在小电流情况下切除故障,在有效隔离故障的同时保证非故障用户不受故障影响而停电,并通过通讯模块发送故障用户信息,使得配电网线路运维人员能够快速对用户故障设备进行处理。
本实用新型的配电网智能开关系统中故障切换开关通过电感线圈吸引连接在跳闸接点连杆电磁铁,从而带动跳闸接点连杆接至第二线路跳闸节点,从而接通备用线路,该故障切换开关结构简单,切换方式简单方便,成本较低,同时本实用新型的配电网智能开关系统中单片机与通信模块可采用独立直流电源供电,不受配电网故障停电的影响,可靠性高。
本实用新型的配电网智能开关系统中单片机还经通信模块与配电网主站连接,可以将检测到的异常电信号及时发送至配电网主站,使得运维人员准确定位故障线路位置,使得运维人员可以及时异常线路进行检修,提高了检修工作的效率。
附图说明
图1为配电网智能开关系统结构图;
图2为配电网智能开关系统安装位置示意图;
其中:1-箱体;2-入户线火线;3-入户线零线;4-火线主线路;5-限流电阻;6-电磁铁;7-电感线圈;8-弹簧;9-跳闸接点连杆;10-火线备用线路;11-电流互感器CT;12-电压互感器PT;13-通信模块;14-单片机;15-信号线;16-负荷开关线圈;17-电信号放大模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例一:
本实施例的一种配电网智能开关系统,设置在入户线与负荷开关之间,如图1所示,包括箱体1、设置在箱体1上的入户线电流接头和母线电压接头、设置在箱体1内的功能模块和故障切换开关;功能模块包括电流互感器CT11、电压互感器PT12、电信号放大模块17、单片机14、通信模块13;其中,电流互感器的型号为AKH-0.66/I,电压互感器的型号为JDG4-0.5。
入户线电流接头和母线电压接头的输入端分别对应与入户线和公用配电房母线连接;入户线电流接头和母线电压接头的输出端分别对应与电流互感器CT11和电压互感器PT12的信号输入端连接;电流互感器CT11和电压互感器PT12的信号输出端分别经电信号放大模块17与单片机14的输入端连接;单片机14的输出端分两路,一路与故障切换开关连接,另一路经通信模块13通过信号线15分别与负荷开关的负荷开关线圈16以及配电网主站连接;
如图1所示,入户线分为入户线火线2和入户线零线3,故障切换开关包括火线主线路4、火线备用线路10、零线主线路、零线备用线路、弹簧8、跳闸接点连杆9、电磁铁6、电感线圈7和限流电阻5;下面以入户线火线为例对故障切换开关的具体结构进行说明。
火线主线路4和火线备用线路10分别连接在入户线火线2与负荷开关之间;其中,火线主线路4上设有主线路跳闸接点,火线备用线路10上设有备用线路跳闸接点和限流电阻5;跳闸接点连杆9的一端与弹簧8的自由端相连,另一端连接电磁铁6,且跳闸接点连杆9可移动地设置在主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间;当跳闸接点连杆9连接在主线路跳闸接点时,主线路接通,当跳闸接点连杆9连接在备用线路跳闸接点时,备用线路接通;弹簧8的固定端连接在箱体1内壁上;箱体1内壁对应电磁铁6位置还设有电感线圈7;电感线圈7与单片机14的输出端相连。同时主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间设有限位槽,跳闸接点连杆9可移动地设置在该限位槽内,该设计使得跳闸接点连杆9不容易滑出主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间,加强了配电网智能开关系统的可靠性。
如图1~图2所示,变电站10kv母线依次经隔离开关1QS1、断路器QF、隔离开关2QS2接入配电房,配电房母线分别经熔断器FUa、熔断器FUb和熔断器FUc对应接入用户线a、用户线b和用户线c,本实用新型的配电网智能开关系统设置在各个入户线与负荷开关之间。其中,电流互感器CT11和电压互感器PT12分别检测入户线电流和母线电压。在无故障情况下,电流互感器CT11和电压互感器PT12检测到的电信号经电信号放大模块17输入至单片机14,单片机14判断此时无故障,故障切换开关中电磁铁6电感线圈7未充磁,弹簧8控制跳闸接点连杆9使其接至主线路跳闸接点,主线路接通。在某用户发生短路故障情况下,接入该用户的入户线电流信号异常,则对应该用户线的配电网智能开关系统中电流互感器CT11检测到短路电流信号,该电流值大于预设电流上限,电流检测模块向单片机14发送信号。单片机14向故障切换开关发送信号,电磁铁6充磁将跳闸接点连杆9拉下,切换到带有限流电阻5的备用线路,避免短路电流过大引发危险。之后,单片机14通过通讯模块向负荷开关线圈16发出跳闸指令,负荷开关跳闸,使得负荷开关在小电流情况下切除负荷,同时单片机14通过通讯模块向主站发出信号,使得运维人员准确定位故障线路位置,使得运维人员可以及时异常线路进行检修,提高了检修工作的效率。
当线路故障检修完成后,负荷开关跳闸后,电流互感器CT11检测到线路上电流为0,单片机向故障切换开关发送信号,电磁铁6失磁,此时弹簧8控制跳闸接点连杆9使其接至主线路跳闸接点,故障切换开关完成复位。
实施例二:
本实施例在实施例一的基础上进行进一步设计,通信模块选用无线通信模块。配电网智能开关系统还包括设置在箱体外侧的显示模块,显示模块与通信模块相连接,当电流互感器和电压互感器检测到异常电信号时,单片机通过通信模块使得显示模块对故障进行显示,方便运维人员识别辨认故障线路。单片机和通信模块分别配设直流电源模块,不受配电网故障停电的影响,可靠性高。
Claims (8)
1.一种配电网智能开关系统,其特征在于:包括箱体、设置在箱体上的入户线电流接头和母线电压接头、设置在箱体内的功能模块和故障切换开关;所述功能模块包括电流互感器、电压互感器、电信号放大模块、单片机、通信模块;
所述入户线电流接头和母线电压接头的输入端分别对应与入户线和母线连接;所述入户线电流接头和母线电压接头的输出端分别对应与电流互感器和电压互感器的信号输入端连接;所述电流互感器和电压互感器的信号输出端分别经电信号放大模块与单片机的输入端连接;所述单片机的输出端分两路,一路与故障切换开关连接,另一路经通信模块分别与负荷开关以及配电网主站连接;
所述故障切换开关包括主线路、备用线路、弹簧、跳闸接点连杆、电磁铁、电感线圈和限流电阻;主线路和备用线路分别连接在入户线与负荷开关之间;其中,主线路上设有主线路跳闸接点,备用线路上设有备用线路跳闸接点和限流电阻;所述跳闸接点连杆的一端与弹簧的自由端相连,另一端连接电磁铁,且所述跳闸接点连杆可移动地设置在主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间;所述弹簧的固定端连接在箱体内壁上;所述箱体内壁对应电磁铁位置还设有电感线圈;所述电感线圈与所述单片机的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述主线路跳闸接点和备用线路跳闸接点之间设有限位槽,所述跳闸接点连杆可移动地设置在该限位槽内。
3.根据权利要求1所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述负荷开关配设有负荷开关线圈,所述单片机与所述负荷开关的负荷开关线圈连接。
4.根据权利要求1~3任一所述的配电网智能开关系统,其特征在于:还包括设置在箱体外侧的显示模块,所述显示模块与所述通信模块相连。
5.根据权利要求4所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述通信模块采用无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述电流互感器的型号为AKH-0.66/I。
7.根据权利要求1所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述电压互感器的型号为JDG4-0.5。
8.根据权利要求1所述的配电网智能开关系统,其特征在于:所述单片机和通信模块分别配设直流电源模块。
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