專利名稱：一種數(shù)字化消弧線圈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及配電網(wǎng)中性點接地系統(tǒng)中的消弧線圈，具體涉及一種符合 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)數(shù)字化功能的消弧線圈裝置。
技術(shù)背景
數(shù)字化變電站技術(shù)對于傳統(tǒng)的變電站是一次革命性的創(chuàng)新，隨著各項技術(shù) 的成熟和發(fā)展，數(shù)字化變電站技術(shù)將成為未來變電站自動化技術(shù)發(fā)展的方向。 IEC 61850《變電站網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議》標(biāo)準(zhǔn)(以下簡稱IEC 61850)是數(shù)字化變電 站技術(shù)的核心支撐。數(shù)字化變電站由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備構(gòu)成， 其中，符合正C 61850標(biāo)準(zhǔn)的智能化一次設(shè)備是實現(xiàn)數(shù)字化變電站的重要基礎(chǔ)。
消弧線圈用于配電網(wǎng)中性點接地系統(tǒng)，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時可迅 速熄滅接地電弧，抑制接地弧光過電壓和鐵磁諧振過電壓，使電網(wǎng)可帶故障運 行2小時，大大減少了停電次數(shù)，提高了供電可靠性。消弧線圈是變電站中的 重要設(shè)備，因此在數(shù)字化變電站中，數(shù)字化消弧線圈屬于智能化一次設(shè)備的范 疇。
目前傳統(tǒng)的消弧線圈系統(tǒng)一般由一次設(shè)備、二次設(shè)備兩部分構(gòu)成， 一次部 分包括消弧線圈及其電感調(diào)諧裝置、電壓互感器(PT)、電流互感器(CT)等， 二次部分主要是微機(jī)自動調(diào)諧控制器。 一次設(shè)備和二次設(shè)備之間通過大量的電 纜連接，傳輸電壓、電流、控制信號等。
按照數(shù)字化變電站的設(shè)計要求，消弧線圈一次設(shè)備必須實現(xiàn)智能化，采用 光纖化傳輸， 一次設(shè)備和二次設(shè)備之間基于以太網(wǎng)絡(luò)通信，遵守IEC61850通 信規(guī)范。智能化一次設(shè)備可以在工廠完全調(diào)試完畢，到現(xiàn)場后的工作僅僅是連 接光纜，實現(xiàn)"最大化工廠工作，最小化現(xiàn)場工作"，現(xiàn)場工作簡單且質(zhì)量更高， 運行維護(hù)也更簡單。數(shù)字化變電站已進(jìn)入到工程建設(shè)階段，而目前尚未有符合 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化消弧線圈的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。實用新型內(nèi)容
本實用新型針對現(xiàn)有消弧線圈的智能通信不符合IEC61850通信規(guī)范的問 題，而提供一種數(shù)字化的消弧線圈裝置，其信息傳輸實現(xiàn)數(shù)字化，采用光纖代 替所有的信號與控制電纜，所有的電氣量經(jīng)過內(nèi)部采集和處理后，轉(zhuǎn)為IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)格式輸出，滿足當(dāng)前數(shù)字化變電站建設(shè)的需要。 為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案 一種數(shù)字化消弧線圈裝置，該裝置包括消弧線圈、調(diào)諧裝置、電壓互感器、 電流互感器，所述裝置還包括智能轉(zhuǎn)換模塊、光接口模塊，所述智能轉(zhuǎn)換模塊 包括接收信息并將接收信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的信號輸入模塊，對輸入信號進(jìn)行 處理以實現(xiàn)裝置保護(hù)、測控以及事件通知功能的信號處理模塊，以及將輸出信 息格式封裝成符合標(biāo)準(zhǔn)通信格式的信息輸出模塊，所述信號輸入模塊和信息輸 出模塊分別與信號處理模塊通信連接；所述電壓互感器的第一輸入端連接消弧 線圈的上端，第二輸入端接地；所述電流互感器與消弧線圈的下端串接并接地; 所述電壓互感器的二次側(cè)輸出端、電流互感器的二次側(cè)輸出端、調(diào)諧裝置的輸 出端均與智能轉(zhuǎn)換模塊中的信號輸入模塊相接；所述智能轉(zhuǎn)換模塊的信息輸出 模塊連接光接口模塊的輸入端。
所述光接口模塊的輸出端為光纖接口。
所述調(diào)諧裝置和智能轉(zhuǎn)換模塊安裝于消弧線圈本體上。
根據(jù)上述技術(shù)方案得到本實用新型具有以下特點
(1) 采用靠近一次設(shè)備本體上實現(xiàn)數(shù)字化的方案，具備了數(shù)字信號輸出 的能力，且滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的要求；
(2) 采用光纖作為信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)，支持以太網(wǎng)信息格式，支持IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足數(shù)字化變電站的建設(shè)要求；
(3) 采用一體化設(shè)計，將一次設(shè)備與二次電路緊密結(jié)合，可同時做型式 試驗，保證了性能指標(biāo)及可靠性，實現(xiàn)了真正意義上的智能化一次設(shè)備。
(4) 采用光纖傳輸數(shù)字信息，取代了傳統(tǒng)的電纜連接和模擬信號傳輸； 本實用新型采用相應(yīng)模塊控制的虛擬觸點的方式，取代傳統(tǒng)的硬接點遙信方 式。
(5) 采用的是全球統(tǒng)一的IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約定義，在數(shù)字化變電站中，即插即用，不存在規(guī)約不一致的情況。
同時本實用新型支持網(wǎng)絡(luò)功能，支持輸出多種標(biāo)準(zhǔn)信息格式
a、 符合IEC 61850-9-1《特定通信服務(wù)映射(SCSM)通過單向多路點對點串 行通信鏈路的采樣值》標(biāo)準(zhǔn)定義的信息格式。
b、 符合IEC61850-9-2《特定通信服務(wù)映射(SCSM)通過ISO/IEC 8802-3的 采樣值》標(biāo)準(zhǔn)定義的信息格式。
c、 符合IEC 60044-7《電子式電壓互感器》及IEC 60044-8《電子式電流 互感器》標(biāo)準(zhǔn)定義的信息格式。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進(jìn)一步說明本實用新型。 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為智能轉(zhuǎn)換模塊的邏輯示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白 了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實用新型。
參見如圖1，本實用新型所提供的數(shù)字化消弧線圈裝置為了能夠符合
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)通信格式，其主要由消弧線圈l、調(diào)諧裝置2、電壓互感器3、 電流互感器4、智能轉(zhuǎn)換模塊5、光接口模塊6組成。
本實用新型中的消弧線圈l，其作用與一般的消弧線圈相同。當(dāng)電力系統(tǒng) 發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈可迅速熄滅接地電弧，抑制接地弧光過電壓和 鐵磁諧振過電壓，減少停電次數(shù)，提高供電可靠性。
調(diào)諧裝置2用于調(diào)節(jié)消弧線圈1的電感值。
電壓互感器3用于測量消弧線圈1兩端的電壓值。
電流互感器4用于測量通過消弧線圈1的電流值。
智能轉(zhuǎn)換模塊5其可將輸入的信號進(jìn)行數(shù)字化處理，封裝為符合IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的信息格式再輸出。
光接口模塊6主要是將標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出，通過光纖介質(zhì)傳輸。
5整個裝置連接結(jié)構(gòu)如圖1所示，電壓互感器3的一個輸入端連接消弧線圈
l的上端，電壓互感器3的另一個輸入端接地；電流互感器4串聯(lián)安裝于消弧 線圈1的下端與接地點之間；調(diào)諧裝置2安裝于消弧線圈l本體；電壓互感器 3的二次側(cè)輸出端、電流互感器4的二次側(cè)輸出端、調(diào)諧裝置2的輸出端均連 接入智能轉(zhuǎn)換模塊5的測控輸入端，智能轉(zhuǎn)換模塊5安裝于消弧線圈1本體； 光接口模塊6的輸入端連接于智能轉(zhuǎn)換模塊5的輸出端。
為了實現(xiàn)利用光纖進(jìn)行通信，光接口模塊6的輸出端為光纖接口。
本實用新型將智能轉(zhuǎn)換模塊5和調(diào)諧裝置2安置在消弧線圈1本體上，能 夠?qū)崿F(xiàn)裝置的一體化設(shè)計，將一次設(shè)備與二次電路緊密結(jié)合，可同時做型式試 驗，保證了性能指標(biāo)及可靠性，實現(xiàn)了真正意義上的智能化一次設(shè)備。
同時智能轉(zhuǎn)換模塊5為整個裝置的核心，用于對整個裝置中的信號處理， 以實現(xiàn)裝置的保護(hù)、測控、以及事件通知等功能。其結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由 信號輸入模塊501、信息輸出模塊502、信號處理模塊503組成。信號輸入模 塊501和信息輸出模塊502分別與信號處理模塊503通信連接，實現(xiàn)對信號的 接收、處理、發(fā)送的一個處理過程。
其中信號輸入模塊501為智能轉(zhuǎn)換模塊5的測控輸入端，主要是將處理電 壓互感器3、電流互感器4、調(diào)諧裝置2的輸入信號，將其轉(zhuǎn)化為中央處理單 元可以識別并處理的數(shù)字信號。
信號處理模塊503接收信號輸入模塊501處理好的數(shù)字信號，根據(jù)具體信 號進(jìn)行處理，并對相應(yīng)的部件發(fā)送控制信息，實現(xiàn)裝置的保護(hù)、測控以及事件 通知功能，這些控制信息送至信息輸出模塊502，由其進(jìn)行處理后再發(fā)送出去。
信息輸出模塊502為智能轉(zhuǎn)換模塊5的輸出端，其主要是將處理好的數(shù)據(jù) 封裝為符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)格式，然后通過光接口模塊6將數(shù)據(jù)發(fā)出。
根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本實用新型具體運行時，消弧線圈1安裝并運行 于電力系統(tǒng)中性點，消弧線圈1的兩端存在一定的電壓U，流過消弧線圈1有 一定的電流I，調(diào)諧裝置2控制消弧線圈1的電抗值在某一位置L1;
智能轉(zhuǎn)換模塊5通過電壓互感器3獲得電壓U的測量信號，智能轉(zhuǎn)換模塊 5通過電流互感器4獲得電流I的測量信號，智能轉(zhuǎn)換模塊5通過調(diào)諧裝置2 獲得消弧線圈1的電抗值L1。智能轉(zhuǎn)換模塊5將上述信號經(jīng)過處理后，封裝為符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的信 息，通過光接口模塊由光纖輸出到數(shù)字化變電站的過程層網(wǎng)絡(luò)，由間隔層設(shè)備 接收。根據(jù)智能轉(zhuǎn)換模塊5上傳的信息，變電站間隔層設(shè)備會通過過程層網(wǎng)絡(luò) 對數(shù)字化消弧線圈系統(tǒng)下達(dá)控制指令，智能轉(zhuǎn)換模塊5接收到指令后，經(jīng)過相 應(yīng)的處理后，發(fā)送至調(diào)諧裝置2，調(diào)諧裝置2根據(jù)相應(yīng)的指令進(jìn)行執(zhí)行。
本實用新型實現(xiàn)消弧線圈的網(wǎng)絡(luò)化及智能化，且符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，滿 足數(shù)字化變電站的要求。本實用新型可滿足日益開展的數(shù)字化變電站工程建設(shè) 中，對消弧線圈設(shè)備的智能化需要，具有良好的實用和推廣價值。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)
點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實
施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神
和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入
要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求1、一種數(shù)字化消弧線圈裝置，該裝置包括消弧線圈、調(diào)諧裝置、電壓互感器、電流互感器，其特征在于，所述裝置還包括智能轉(zhuǎn)換模塊、光接口模塊，所述智能轉(zhuǎn)換模塊包括接收信息并將接收信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的信號輸入模塊，對輸入信號進(jìn)行處理以實現(xiàn)裝置保護(hù)、測控以及事件通知功能的信號處理模塊，以及將輸出信息格式封裝成符合標(biāo)準(zhǔn)通信格式的信息輸出模塊，所述信號輸入模塊和信息輸出模塊分別與信號處理模塊通信連接；所述電壓互感器的第一輸入端連接消弧線圈的上端，第二輸入端接地；所述電流互感器與消弧線圈的下端串接并接地；所述電壓互感器的二次側(cè)輸出端、電流互感器的二次側(cè)輸出端、調(diào)諧裝置的輸出端均與智能轉(zhuǎn)換模塊中的信號輸入模塊相接；所述智能轉(zhuǎn)換模塊的信息輸出模塊連接光接口模塊的輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要去1所述的一種數(shù)字化消弧線圈裝置，其特征在于，所述 光接口模塊的輸出端為光纖接口。
3、 根據(jù)權(quán)利要去1所述的一種數(shù)字化消弧線圈裝置，其特征在于，所述 調(diào)諧裝置和智能轉(zhuǎn)換模塊安裝于消弧線圈本體上。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字化消弧線圈裝置，該裝置中的電壓互感器的第一輸入端連接消弧線圈的上端，第二輸入端接地；而電流互感器與消弧線圈的下端串接并接地；電壓互感器的二次側(cè)輸出端、電流互感器的二次側(cè)輸出端、調(diào)諧裝置的輸出端均與智能轉(zhuǎn)換模塊中的信號輸入模塊相接；智能轉(zhuǎn)換模塊的信息輸出模塊連接光接口模塊的輸入端。本實用新型實現(xiàn)消弧線圈的網(wǎng)絡(luò)化及智能化，且符合IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，滿足數(shù)字化變電站的要求。本實用新型可滿足日益開展的數(shù)字化變電站工程建設(shè)中，對消弧線圈設(shè)備的智能化需要，具有良好的實用和推廣價值。
文檔編號H02H9/08GK201435602SQ200920077949
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者吳寶明, 朱長明, 剛 李, 魏立新 申請人:思源電氣股份有限公司