[發明專利]一種配電網智能開關裝置

在審

• 申請號: 202210504024.5
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN115001134A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李振華;賈思琦;黃悅華;李振興;薛田良;張磊;程江洲;張文婷;邾玢鑫;徐艷春;楊楠
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J9/06;G01R31/08;G01R15/18;G01R15/24;G01R19/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種配電網智能開關裝置，該裝置包括電子式互感器測量單元、保護控制單元、斷路器、智能終端；所述電子式互感器測量單元連接保護控制單元，保護控制單元連接斷路器，保護控制單元與智能終端無線通信連接。該裝置還包括在線取能單元，所述在線取能單元分別連接電子式互感器測量單元、保護控制單元，在線取能單元用于從配電線路上取能。本發明一種配電網智能開關裝置，可以有效減少設備體積與重量，提升開關智能化水平，簡化操作流程；實現配電網狀態的實時準確監測及故障判斷。

技術領域

本發明涉及配電網運行維護技術領域，具體涉及一種配電網智能開關裝置。

背景技術

配電網中的智能化最主要的問題是開關設備的智能化，現有技術中研究主要聚焦于開關柜的智能化，對斷路器的智能化還鮮有報道。中國專利公開號為“CN103367059A”公開的一種智能高壓斷路器，也只是通過優化斷路器的結構著重解決了“防跳躍”問題，另外添加的智能控制單元，僅僅使得斷路器具有智能化的一些附屬功能。同時，市面上現有的普通斷路器僅具備電磁開合功能，無法滿足智能電網對斷路器需具有高精度測量、一體化、可靠快速動作及在線監控等多項功能。

綜上所述，當前智能開關技術主要存在以下不足：

（1）：配電網開關存在體積大、功耗高、功能單一、智能化程度低等問題，造成現場安裝維護復雜、故障判別準確度不高、線路越級跳閘次數多。

（2）：智能開關中電子式互感器性能差。溫度影響測量線圈的內阻、線匝截面積，振動導致線圈中心偏移，電磁干擾在線匝回路產生感應電動勢等，導致電子式互感器長期運行時準確度低、穩定性差。

（3）：配網保護整定困難，可靠性低。配電線路短、阻抗小，就地化保護失配，出線延時長；縱聯保護通信量大，帶寬要求高；配網節點多，集中信息的故障決策處理能力、處理時間均對保護提出更高要求。

發明內容

為解決現有開關裝置體積大、功耗高、安裝維護復雜、集成化與智能化水平低；以及智能開關中電子式互感器準確度低、穩定性差、配網保護整定困難、越級跳閘頻發等技術問題。本發明提供一種配電網智能開關裝置，可以有效減少設備體積與重量，提升開關智能化水平，簡化操作流程；實現配電網狀態的實時準確監測及故障判斷。

本發明采取的技術方案為：

一種配電網智能開關裝置，該裝置包括：

電子式互感器測量單元、保護控制單元、斷路器、智能終端；所述電子式互感器測量單元連接保護控制單元，保護控制單元連接斷路器，保護控制單元與智能終端無線通信連接。

該裝置還包括在線取能單元，所述在線取能單元分別連接電子式互感器測量單元、保護控制單元，在線取能單元用于從配電線路上取能。

所述電子式互感器測量單元包括基于PCB型Rogowski雙線圈的電流互感器，采用光學電場傳感器陣列構建而成的光學電壓互感器。

所述電流互感器包括第一Rogowski線圈、第二Rogowski線圈，第一、第二Rogowski線圈中心有導線穿出，第一、第二Rogowski線圈的輸出端連接信號濾波模塊，信號濾波模塊連接信號放大模塊，信號放大模塊連接模數轉換模塊，模數轉換模塊連接保護控制單元。

所述光學電壓互感器采用3~5個光學電場傳感器陣列構建而成，光學電場傳感器陣列均勻分布于電子式電壓互感器柱體內部，用于實現電壓的運算與測量；

光學電場傳感器連接光學信號處理模塊，光學信號處理模塊連接保護控制單元。光學電場傳感器的信號經過光學信號處理模塊，再通過光纖傳輸給保護控制單元處理，將數字信號變換為實際監測的電壓幅值和相位。

所述保護控制單元用于將數字信號變換為實際監測的電流幅值和相位，并通過第一、第二Rogowski線圈的輸出相互對比，判斷電子式互感器測量單元工作狀態是否正常。