專利名稱：弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償智能開關(guān)柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的低壓開關(guān)柜。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的低壓開關(guān)柜，通常是由斷路器、空氣開關(guān)、電磁式互感器、指針式電流表、電壓表構(gòu)成，在一些要求高的場合采用傳統(tǒng)的電流、電壓型三段式保護(hù)，設(shè)定過流和過電壓、 欠電壓保護(hù)，以及熱繼電器方式的過流保護(hù)，故此保護(hù)級(jí)別低、精度差，尤其是較大工作電流的低壓開關(guān)柜，由于沒有弧光保護(hù)裝置，常因?yàn)殚_關(guān)觸頭的大電流及觸頭接觸的問題，引起弧光現(xiàn)象而引起弧光短路和弧光引起的開關(guān)柜火災(zāi)，同時(shí)，加之目前電氣負(fù)載的多樣性， 電網(wǎng)的功率因數(shù)波動(dòng)較大，引起電網(wǎng)及線路的供電質(zhì)量波動(dòng)，甚至引起系統(tǒng)振蕩，做為用電終端的低壓開關(guān)柜智能的無功補(bǔ)償功能是至關(guān)重要的，補(bǔ)償從終端做起是低壓開關(guān)柜必須具有直接補(bǔ)償?shù)脑瓌t，然而目前的低壓開關(guān)柜是采用柜外另行進(jìn)行測量補(bǔ)償。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是一種集弧光保護(hù)、雙層智能無功補(bǔ)償、數(shù)字式數(shù)顯反時(shí)限電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器于一體，本實(shí)用新型由開關(guān)柜殼體、斷路器、抽屜式分路開關(guān)、弧光保護(hù)裝置、雙層智能無功補(bǔ)償、數(shù)字式數(shù)顯智能電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器裝置構(gòu)成。其中雙層智能無功補(bǔ)償是由負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器、母線端無功補(bǔ)償控制器、母線端補(bǔ)償電容器、負(fù)載端補(bǔ)償電容器箱組成。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中由于斷路器觸頭在運(yùn)行中觸頭的接觸電阻以及負(fù)載大電流所引起的電弧光事故實(shí)施弧光保護(hù)；研發(fā)由霍爾環(huán)形傳感器采樣的數(shù)字式數(shù)顯智能電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器裝置，淘汰現(xiàn)有技術(shù)中電磁式互感器，電磁式互感器單一檢測、磁滯溫升引起高誤差，無運(yùn)算、無控制功能，運(yùn)用數(shù)字式數(shù)顯智能電流互感器、 數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器實(shí)現(xiàn)檢測、運(yùn)算、控制一體化；本實(shí)用新型還針對(duì)開關(guān)柜的母線端層面的負(fù)載和負(fù)載端層面的無功能量補(bǔ)償實(shí)施雙層的智能無功補(bǔ)償。本實(shí)用新型首先采用數(shù)字式數(shù)顯反時(shí)限電流互感器、數(shù)字式數(shù)顯智能電壓互感器，完成對(duì)開關(guān)柜控制電量的檢測，本實(shí)用新型的數(shù)字式數(shù)顯反時(shí)限電流互感器具有數(shù)據(jù)定值、反時(shí)限運(yùn)算、智能跳閘的負(fù)荷控制功能。這種數(shù)字式互感器無須外配測量儀表及保護(hù)系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)智能跳閘。在其內(nèi)部集檢測、運(yùn)算、顯示、跳閘、記憶五種功能于一體，使互感器具有一次檢測和二次智能保護(hù)功能，同時(shí)構(gòu)成數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化集群控制，完成對(duì)電量的檢測。本實(shí)用新型采用的弧光保護(hù)裝置，具有將電氣設(shè)備引起的電弧光運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換的方式經(jīng)控制電路對(duì)其實(shí)施開關(guān)跳閘控制。用霍爾傳感器和微處理器、靈敏繼電器構(gòu)成智能化電流監(jiān)控系統(tǒng)。具有多角度、多位置、大范圍的監(jiān)控功能。具有弧光強(qiáng)度選擇和微距離可調(diào)功能。具有過載電流點(diǎn)數(shù)字設(shè)定功能。具有電流數(shù)字顯示功能。具有微機(jī)保護(hù)的反時(shí)限動(dòng)作功能。具有弧光監(jiān)控與電流監(jiān)控相“與”功能。具有現(xiàn)場開環(huán)調(diào)試功能。具有跳閘電流數(shù)字記憶功能。本實(shí)用新型的雙層智能無功補(bǔ)償是指可以進(jìn)行母線端無功補(bǔ)償和負(fù)載端無功補(bǔ)償，而且做到電流過零投切。智能無功補(bǔ)償由相位檢測、控制端輸出、復(fù)合觸點(diǎn)電路、電容排構(gòu)成，其中相位檢測是由取樣電阻、變換電抗構(gòu)成。當(dāng)采樣信號(hào)的相位與相位比較電路的相位定值產(chǎn)生偏移Δ 后，程序智能選擇在電流過零時(shí)投切，發(fā)出指令啟動(dòng)復(fù)合接點(diǎn)將相應(yīng)的補(bǔ)償電容Δ C投入或切除負(fù)載端和母線端，完成對(duì)電網(wǎng)無功的調(diào)整。

圖1是本實(shí)用新型的外觀正視圖圖2是本實(shí)用新型側(cè)視圖和背視圖圖3是本實(shí)用新型的斷路器弧光保護(hù)系統(tǒng)圖圖4是分路開關(guān)數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限速斷保護(hù)系統(tǒng)圖圖5是負(fù)載端無功補(bǔ)償系統(tǒng)圖圖6是母線無功補(bǔ)償系統(tǒng)圖實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、 圖6、中1.斷路器手柄，2.指示燈，3.負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器，4.母線無功補(bǔ)償控制器， 5.數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器，6.分路開關(guān)手柄，7.抽屜手柄，8.電容器倉，9.開關(guān)柜殼體，10.斷路器出口端子，11.弧光保護(hù)裝置控制器，12.光纖，13.接地端子，14.母線， 15.斷路器，16.母線電流互感器，17.母線支架，18.數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器工作電源輸入端口，19.數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器跳閘指令輸出端口，20.抽屜式分路開關(guān)，21.分路開關(guān)跳閘線圈接線端口，22.母線端補(bǔ)償電容器，23.負(fù)載端補(bǔ)償電容器箱， 24.斷路器跳閘線圈接線端口，25. 26.弧光探頭，27.負(fù)載端電容器箱進(jìn)線端口，28.負(fù)載端電容器箱接零線端口，29.無功補(bǔ)償控制器互感器進(jìn)線端，30.弧光保護(hù)裝置的控制器互感器進(jìn)線端口，31.無功補(bǔ)償控制輸出端，32.弧光保護(hù)裝置的控制器光纖輸入端口，33.母線電容器箱進(jìn)線端口，34.母線無功補(bǔ)償控制器互感器進(jìn)線端，35.母線無功補(bǔ)償控制器的輸出端，36.負(fù)載端復(fù)合接點(diǎn)電路，37.負(fù)載端電容排38.負(fù)載端電容箱控制端口，39.負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器電源進(jìn)線端口，40.弧光保護(hù)裝置的控制器零線端口，41. 42. 43.為負(fù)載端分相互感器，44.母線無功補(bǔ)償控制器進(jìn)線端口，45.弧光保護(hù)裝置的控制器火線端口， 46.母線電容箱控制端口，47.母線電容復(fù)合接點(diǎn)電路，48.母線電容排，49.母線電容器箱， 50.51.52.母線分相電流互感器，53.弧光保護(hù)裝置的控制器跳閘指令輸出端口，圖3所示，弧光保護(hù)裝置控制器(11)的弧光探頭05) (26)安裝在斷路器(15)觸頭的上方，弧光探頭的光纖(1 一端與弧光探頭0 (26)連接，光纖(1 另一端與控制器光纖入口(3 連接，當(dāng)斷路器(1 觸頭發(fā)生弧光時(shí)弧光探頭0 (26)通過光感效應(yīng)將光信號(hào)經(jīng)光纖(1 進(jìn)入弧光保護(hù)裝置控制器(11)光纖入口(32)，轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)，該信號(hào)與來自斷路器(15)母線電流互感器(16)的電流進(jìn)入到弧光保護(hù)裝控制器(11)的互感器進(jìn)線端口(30)，進(jìn)行邏輯“與”比較，只有當(dāng)斷路器(15)觸頭產(chǎn)生弧光時(shí)母線電流互感器 (16)的電流也達(dá)到峰值則被確認(rèn)為電弧光形成，弧光保護(hù)裝置控制器(11)發(fā)出跳閘指令經(jīng)弧光保護(hù)裝置控制器(11)的跳閘指令輸出端口(53)，輸出至斷路器(15)的跳閘線圈接
4線端口 (24)使斷路器(15)跳閘。圖4所示，數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)的工作電源輸入端口(18)分別與抽屜式分路開關(guān)00)的上口 c相和零線N相連接，數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)的跳閘指令輸出端口(19)與抽屜式分路開關(guān)OO)的跳閘線圈接線端口相連接，抽屜式分路開關(guān)OO)上口 a、b、c的三相電源線穿過數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)的霍爾環(huán)形電流傳感器，霍爾環(huán)形電流傳感器的輸出端進(jìn)入處理器，經(jīng)過運(yùn)算輸出指令到執(zhí)行器實(shí)施反時(shí)限的動(dòng)作規(guī)律，就是說，負(fù)載過載的電流越大，跳閘時(shí)間越快，以數(shù)學(xué)反時(shí)限規(guī)律建模相一致，確保反時(shí)限的速斷功能。圖5所示，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)進(jìn)線端口(39)分別與抽屜式分路開關(guān)OO) 的上口 a、b、c三相電源及零線N相連接，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)的互感器進(jìn)線端09) 分別與分相電流互感器Gl、42、43)相連接，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)的輸出端(31)與負(fù)載端補(bǔ)償電容器箱的負(fù)載端電容箱控制端口(38)相連接，負(fù)載端電容器箱進(jìn)線端口 (XT)與抽屜式分路開關(guān)OO)下端口三相電源線a’、b’、c’依次連接，負(fù)載端補(bǔ)償電容器箱03)接零線端口 08)與零線N箱連接。當(dāng)負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)檢測出電壓與電流的相位與定值不符時(shí)，經(jīng)無功補(bǔ)償控制輸出端(31)發(fā)出控制指令，經(jīng)負(fù)載端補(bǔ)償電容箱控制端口(38)啟動(dòng)了負(fù)載端復(fù)合接點(diǎn)電路(36)，將電容排(37)相應(yīng)電容與抽屜式分路開關(guān)OO)下端口三相電源線a’、b’、c’分別連接，從而完成對(duì)負(fù)載端的容性無功補(bǔ)償。圖6所示，母線無功補(bǔ)償控制器(4)進(jìn)線端口 04)分別與斷路器(15)上口 A、B、 C三相電源及零線N相連接，母線無功補(bǔ)償控制器(4)的母線互感器進(jìn)線端(34)分別與母線分相電流互感器(50、51、52)相連接，母線無功補(bǔ)償控制器的輸出端(35)與母線電容器箱G9)的控制端口 06)相連接，母線電容器箱進(jìn)線端口(33)與分路開關(guān)OO)下端口三相電源A’、B’、C’依次連接。當(dāng)母線無功補(bǔ)償控制器⑷檢測出電壓與電流的相位與定值不符時(shí)，經(jīng)母線無功補(bǔ)償控制輸出端(3 發(fā)出控制指令，經(jīng)母線電容器箱G9)控制端口 G6)啟動(dòng)了母線電容復(fù)合接點(diǎn)電路(47)，將母線電容排08)相應(yīng)電容與抽屜式分路開關(guān)OO)下端口三相電源線A’、B’、C’分別連接，從而完成對(duì)母線的容性無功補(bǔ)償。
權(quán)利要求1.一種具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，由弧光保護(hù)裝置控制器(11)，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)、數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)、電容器倉(8)構(gòu)成，其特征在于開關(guān)柜正面裝有斷路器手柄(1)、負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)、數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)、分路開關(guān)手柄(6)、電容器倉(8)，開關(guān)柜內(nèi)裝有弧光保護(hù)裝置控制器(11)、 母線端補(bǔ)償電容器(22)、負(fù)載端補(bǔ)償電容器箱03)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是裝有雙探頭的弧光保護(hù)裝置控制器(11)，其雙探頭0 (26)分別進(jìn)入弧光保護(hù)裝置控制器(11) 的光纖輸入端(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是弧光保護(hù)裝置控制器(11)的控制器互感器進(jìn)線端口(30)與母線電流互感器(16)相連接，通過弧光保護(hù)裝置控制器(11)與弧光探頭05) (26)的光信號(hào)構(gòu)成邏輯與關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器(5)，集檢測、運(yùn)算、顯示、控制于一體，通過跳閘指令輸出端口 (19)與分路開關(guān)OO)的跳閘線圈連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是雙層智能無功補(bǔ)償?shù)呢?fù)載端無功補(bǔ)償控制器(3)，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器電源進(jìn)線端口(39)與分路開關(guān)OO)上口的三相交流a、b、c、N相連接，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器的互感器進(jìn)線端09) 與互感器01)、02)、03)相連接，負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器的控制輸出端(31)與負(fù)載端電容箱控制器端口(38)相連接，負(fù)載端電容器箱進(jìn)線端(XT)與分路開關(guān)OO)的下口 a’、 b’、c’相連接，負(fù)載端電容箱的接零線端口 08)與開關(guān)柜零線N相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償?shù)闹悄荛_關(guān)柜，其特征是雙層智能無功補(bǔ)償?shù)哪妇€端無功補(bǔ)償控制器G)，母線端無功補(bǔ)償控制器電源進(jìn)線端口 G4)與分路開關(guān)OO)上口的三相交流A、B、C、N相連接，母線端無功補(bǔ)償控制器的互感器進(jìn)線端(34) 與互感器(50)、(51)、(52)相連接，母線端無功補(bǔ)償控制器的控制輸出端(35)與母線端電容箱控制器端口 G6)相連接，母線端電容器箱進(jìn)線端(33)與分路開關(guān)OO)的下口 A’、B’、 C’相連接。
專利摘要一種具有弧光保護(hù)及雙層無功補(bǔ)償智能低壓開關(guān)柜，由智能型弧光保護(hù)裝置、數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器、母線無功補(bǔ)償控制器、母線電容器箱、負(fù)載無功補(bǔ)償控制器、負(fù)載端電容器箱構(gòu)成。開關(guān)柜正面裝有斷路器手柄、負(fù)載端無功補(bǔ)償控制器、母線無功補(bǔ)償控制器、數(shù)字型數(shù)顯式反時(shí)限電流互感器、分路開關(guān)手柄，開關(guān)柜下部為電容器倉，本實(shí)用新型運(yùn)用物理的弧光保護(hù)、智能無功補(bǔ)償和數(shù)字式互感器技術(shù)，取消了二次保護(hù)系統(tǒng)，使低壓開關(guān)柜實(shí)現(xiàn)了集中智能化，提高了運(yùn)行的安全性、精準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，實(shí)現(xiàn)了低壓開關(guān)柜深層的智能化。
文檔編號(hào)H02H7/22GK202217913SQ20112024759
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者魯潤澤 申請人:林瑾, 魯潤澤