專利名稱：區(qū)域選擇性連鎖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓配電系統(tǒng)中，供電單元保護無故障電氣線路不受有故障電氣線路侵擾的裝置。
背景技術(shù)：
低壓配電網(wǎng)絡(luò)通常由多個供電單元組成，每個供電單元中的主要設(shè)備是承載電流大小不等的斷路器，并分別與電氣線路、負載連接。變壓器下端是承載電流2000A-6300A的框架式斷路器，以下是16A-800A塑殼式斷路器和16A-63A微型斷路器。在一個供電單元范圍內(nèi)是這三種斷路器按承載電流大小依次遞減的順序把多臺斷路器連接成串，構(gòu)成了上級斷路器的輸出端與下級斷路器的輸入端相連接的串行結(jié)構(gòu)，每臺斷路器的輸出端是一條供電支路，多臺斷路器連接就形成了多條供電支路，每條供電支路最上級斷路器的輸入端都匯集到框架式斷路器輸出端與其連接，其中框架式斷路器輸入端接供電電源。這臺斷路器也控制本單元的所供電能量其輸出端接塑殼斷路器。最末端接微型斷路器并且連接用戶負載。
在一個供電單元范圍內(nèi)，其中的某一條供電支路發(fā)生電氣故障，所產(chǎn)生的故障電流大于等于故障源以上斷路器的整定值時，該斷路器自動分斷，將故障源與電氣線路分離。當故障源引起足夠大的故障電流，已達到上級框架式斷路器整定值時，就會引起框架式斷路器分斷，將故障源與供電電源分離。當框架式斷路器發(fā)生自動分斷的同時也把供電電源與供電單元分離，使得連接在本供電單元的無故障用戶負載停止供電，從而加大了事故范圍。其直接現(xiàn)象是一條供電支路發(fā)生電氣故障，其他沒有電氣故障的所有供支路都停止供電，這就是當前由多個供電單元組成低壓配電網(wǎng)絡(luò)無選擇性保護帶來的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種區(qū)域選擇性連鎖裝置，在上下級斷路器間進行通訊，克服了傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的不足，從根本上解決了因一條供電支路發(fā)生電氣故障導(dǎo)致所有供支路都停止供電的問題，能在最短的時間，最小的范圍內(nèi)切除短路故障點的斷路器的運行，從而最大限度的保證了供電持續(xù)性。
按照本發(fā)明所提供的設(shè)計方案，變壓器的輸出與框架式斷路器的輸入連接、框架式斷路器的輸出與塑殼式斷路器的輸入連接，塑殼式斷路器的輸出與微型斷路器的輸入連接，其特征是塑殼式斷路器的輸出再與區(qū)域性選擇連鎖裝置的輸入連接，區(qū)域性選擇連鎖裝置的輸出與框架式斷路器的輸入連接，當塑殼斷路器以下的任何一條供電支路發(fā)生電氣故障時，區(qū)域性連鎖ZSI裝置向上級框架式斷路器發(fā)送邏輯等待指令，封鎖其脫扣功能，與此同時，故障電流使塑殼式斷路器的瞬時脫扣器動作，將電氣故障的故障源分離，若塑殼斷路器未能在指定時間內(nèi)有效切斷故障電流，則解除對上級框架式斷路器的邏輯封鎖，由上級框架式斷路器切斷故障電流。
在區(qū)域性選擇連鎖裝置與框架式斷路器之間連接用于控制框架式斷路器的分斷、接收，并處理塑殼斷路器所傳信息的智能控制器。在塑殼斷路器的內(nèi)部嵌入傳感器，該傳感器用于檢測供電單元的電流，發(fā)現(xiàn)故障立即向框架式斷路器發(fā)送邏輯等待指令，框架式斷路器接收區(qū)域性連鎖裝置發(fā)送來的邏輯等待指令后，響應(yīng)等待。
本發(fā)明公開了一種裝置其特征是保護無故障供電單元支路，為低壓電力系統(tǒng)的供電安全提供了新的手段。本裝置能在上下級斷路器間進行通訊，克服了傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)絡(luò)的不足，從根本上解決了因一條供電支路發(fā)生電氣故障導(dǎo)致所有供支路都停止供電的問題，能在最短的時間，最小的范圍內(nèi)切除短路故障點的斷路器的運行，從而最大限度的保證了供電持續(xù)性。


附圖1是本發(fā)明的原理框圖。
附圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。
附圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)流程圖。
附圖4是本發(fā)明實施例中電路原理圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖對一個供電單元作具體的描述附圖1中的1為變壓器，2是框架式斷路器、3是塑殼式斷路器、4是區(qū)域性選擇連鎖(ZSI)裝置、5是微型斷路器、N是多臺斷路器連接的并聯(lián)支路。當塑殼斷路器3以下的任何一條供電支路發(fā)生電氣故障，區(qū)域性連鎖ZSI裝置4向上級框架式斷路器2發(fā)送邏輯等待指令，封鎖其脫扣功能。與此同時，故障電流使塑殼式斷路器3的瞬時脫扣器動作，將電氣故障的故障源分離。若塑殼斷路器3未能在指定時間內(nèi)有效切斷故障電流，則解除對上級框架式斷路器2的邏輯封鎖，由上級框架式斷路器2切斷故障電流。絕大多數(shù)情況下處理短路的時間僅為斷路器的全分斷時間，小于50ms，從而大大縮短故障處理時間，把停電區(qū)域限制到最小范圍，減少了災(zāi)難性事故的發(fā)生幾率。
本發(fā)明完成的區(qū)域性連鎖ZSI裝置是以如下的方式實現(xiàn)的。
圖2中的實施例框架式斷路器2的上端與電源變壓器1連接，下端與塑殼斷路器3連接，智能控制器6控制框架式斷路器2的分斷、接收，并處理塑殼斷路器3傳送的信息。傳感器7被嵌入在塑殼斷路器3的內(nèi)部，其作用是檢測供電單元的電流，發(fā)現(xiàn)故障立即向框架式斷路器2發(fā)送邏輯等待指令，框架式斷路器2接收區(qū)域性連鎖ZSI裝置4發(fā)送來的邏輯等待指令后，響應(yīng)等待。
圖3是本發(fā)明的控制系統(tǒng)流程圖，是由圖2中的4、7組成。其中4是區(qū)域選擇性連鎖(ZSI)信號處理單元、7是傳感器。這里以流程圖的方式針對圖3中的各個組成部分作如下說明。
圖3中的傳感器7套接在塑殼斷路器3內(nèi)的母排上，當母排上有電流通過，傳感器7受到電流感應(yīng)交流電信號，并且將信號傳給的連接于傳感器7輸出端的整流橋8，整流橋8把交流電信號變成直流電信號送到連接于整流橋8輸出端的直流信號放大器9，直流信號放大器9再將放大直流信號傳送給連接于直流信號放大器9輸出端的電壓比較器11中，電壓比較器11的功能是比較兩路直流電壓的大小，工作過程如下電壓比較器11對直流信號放大器9送來的被放大的傳感器信號直流電壓與基準電壓裝置10送來的另一路直流基準電壓進行比較，將比較后得出的結(jié)果傳送到連接于電壓比較器11輸出端的緩沖器12，經(jīng)過緩沖后的電壓驅(qū)動連接于緩沖器12輸出端的激勵單元13，激勵單元13向上級發(fā)出等待信號，實現(xiàn)閉鎖功能。
圖3所示的流程圖完成了附圖1中4和7的全部作業(yè)過程。
圖4是本發(fā)明實施例中電路原理圖，參照附圖4對本發(fā)明實施例的構(gòu)成原理加以說明其中的L1、L2、L3用空心不飽和聚酯管上用漆包線纏繞800圈形成，即圖2中的傳感器7，分別套接在電力線A、B、C三相母排上。圖4中的二極管D1～12、電阻R1、R4、R7、電容C1、C2、C3構(gòu)成的整流橋即附圖3中的整流橋8。圖4中的集成電路LM324和電阻R2、R3、R5、R6、R8、R9是直流信號放大器，即附圖3中的9。圖4中的集成電路CM3320、電阻R19A、R10B、R10C、集成電路LN324D4、調(diào)節(jié)電位器DW組成的電壓比較器即圖3中的11。圖4中的三極管Q1、Q2、Q3、電阻R21、R22、R23、集成電路U1A、U2B、U3C組成的緩沖器就是圖3中的12。附圖4中集成電路U4是P521光電藕合器、Q4是IRF740大功率管、電阻R24、R25組成激勵部件等效于圖3中的13，其作用是向上級發(fā)送等待信號按照圖4的介紹下面對本發(fā)明實施例作業(yè)過程作進一步的描述當供電單元電力線圖發(fā)生短路圖2中的A點所示，母排上有電流通過，套接在母排上的傳感器L1或L3受到電流感應(yīng)產(chǎn)生交流電信號，交流電信號經(jīng)過圖3的8中二極管D1～12、電阻R1、R4、R7、電容C1、C2、C3整流橋變成較弱的直流電信號。較弱的直流電信號經(jīng)過圖4中集成電路LM324和電阻R2、R3、R5、R6、R8、R9放大后送到圖4中的集成電路CM3320、電阻R19A、R10B、R10C、集成電路LN324D4DW比較器電路，由該電路將比較出來的結(jié)果，傳輸?shù)綀D4中的三極管Q1、Q2、Q3、電阻R21、R22、R23、集成電路U1A、U2B、U3緩沖器中去，緩沖器輸出標準電平驅(qū)動圖4中集成電路U4，P521光電藕合器、Q4IRF740大功率管、電阻R24、R25組成的組成激勵部。激勵部件通過連線向上級圖2、6智能控、制器發(fā)出等待信號，就在發(fā)出等待信號的同時，圖2中的塑殼式斷路器3自動斷開，則切斷附圖2中的A點供電單元電力線圖發(fā)生短路故障。保證了圖2中框架式斷路器2不分斷，減小了事故的范圍，保證其它無故障支路正常運行。
權(quán)利要求
1.一種區(qū)域選擇性連鎖裝置，變壓器(1)的輸出與框架式斷路器(2)的輸入連接、框架式斷路器(2)的輸出與塑殼式斷路器(3)的輸入連接，塑殼式斷路器(3)的輸出與微型斷路器(5)的輸入連接，其特征是塑殼式斷路器(3)的輸出再與區(qū)域性選擇連鎖裝置(4)的輸入連接，區(qū)域性選擇連鎖裝置(4)的輸出與框架式斷路器(2)的輸入連接，當塑殼斷路器(3)以下的任何一條供電支路發(fā)生電氣故障時，區(qū)域性連鎖ZSI裝置(4)向上級框架式斷路器(2)發(fā)送邏輯等待指令，封鎖其脫扣功能，與此同時，故障電流使塑殼式斷路器(3)的瞬時脫扣器動作，將電氣故障的故障源分離，若塑殼斷路器(3)未能在指定時間內(nèi)有效切斷故障電流，則解除對上級框架式斷路器(2)的邏輯封鎖，由上級框架式斷路器(2)切斷故障電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域選擇性連鎖裝置，其特征是在區(qū)域性選擇連鎖裝置(4)與框架式斷路器(2)之間連接用于控制框架式斷路器(2)的分斷、接收，并處理塑殼斷路器(3)所傳信息的智能控制器(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域選擇性連鎖裝置，其特征是在塑殼斷路器(3)的內(nèi)部嵌入傳感器(7)，該傳感器(7)用于檢測供電單元的電流，發(fā)現(xiàn)故障立即向框架式斷路器(2)發(fā)送邏輯等待指令，框架式斷路器(2)接收區(qū)域性連鎖裝置(4)發(fā)送來的邏輯等待指令后，響應(yīng)等待。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的區(qū)域選擇性連鎖裝置，其特征是傳感器(7)套接在塑殼斷路器(3)內(nèi)的母排上，當母排上有電流通過，傳感器(7)受到電流感應(yīng)交流電信號，并且將信號傳給的連接于傳感器(7)輸出端的整流橋(8)，整流橋(8)把交流電信號變成直流電信號送到連接于整流橋(8)輸出端的直流信號放大器(9)，直流信號放大器(9)再將放大直流信號傳送給連接于直流信號放大器(9)輸出端的電壓比較器(11)中，電壓比較器(11)對直流信號放大器(9)送來的被放大的傳感器信號直流電壓與基準電壓裝置(10)送來的另一路直流基準電壓進行比較，將比較后得出的結(jié)果傳送到連接于電壓比較器(11)輸出端的緩沖器(12)，經(jīng)過緩沖后的電壓驅(qū)動連接于緩沖器(12)輸出端的激勵單元(13)，激勵單元(13)向上級發(fā)出等待信號，實現(xiàn)閉鎖功能。
全文摘要
區(qū)域選擇性連鎖裝置，涉及低壓配電系統(tǒng)中，供電單元保護無故障電氣線路不受有故障電氣線路侵擾的裝置。按照本發(fā)明所提供的設(shè)計方案，變壓器的輸出與框架式斷路器的輸入連接、框架式斷路器的輸出與塑殼式斷路器的輸入連接，塑殼式斷路器的輸出與微型斷路器的輸入連接，其特征是塑殼式斷路器的輸出再與區(qū)域性選擇連鎖裝置的輸入連接，區(qū)域性選擇連鎖裝置的輸出與框架式斷路器的輸入連接，當塑殼斷路器以下的任何一條供電支路發(fā)生電氣故障時，區(qū)域性連鎖ZSI裝置向上級框架式斷路器發(fā)送邏輯等待指令，封鎖其脫扣功能，與此同時，故障電流使塑殼式斷路器的瞬時脫扣器動作，將電氣故障的故障源分離。
文檔編號H02H7/26GK1805235SQ20051012293
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者王茂華, 張鳳亞, 易軍, 孔軍, 王振宇 申請人:Tcl低壓電器(無錫)有限公司