一種區(qū)域選擇性互鎖裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于開關(guān)的區(qū)域選擇性互鎖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，配電系統(tǒng)中借助開關(guān)機(jī)構(gòu)中的開關(guān)(Circuit breaker),特別是低壓斷路器將電流分配給各個(gè)設(shè)備支路或用電設(shè)備。這些開關(guān)分別針對一定的額定電流而設(shè)計(jì)且在發(fā)生故障(如短路)時(shí)將流過的電流斷開。其中，僅將受故障影響或距離故障最近的設(shè)備支路斷開。這種操作稱為選擇性斷路。
[0003]每個(gè)開關(guān)內(nèi)均設(shè)有一電流互感器和一脫扣單元。電流互感器檢測流過該開關(guān)設(shè)備的電流，脫扣單元檢查是否符合規(guī)定的條件(如電流條件)。
[0004]實(shí)施選擇性斷路時(shí)，這些開關(guān)相互通信。在因短路而出現(xiàn)符合規(guī)定的電流條件的情形下，就供電方向而言處于下游的開關(guān)通過一信號(例如閉鎖信號或延遲信號)將此情形通知其上游開關(guān)。在此情況下，同樣發(fā)現(xiàn)短路的這個(gè)上游開關(guān)自身暫時(shí)先不脫扣，而是等待某個(gè)延遲時(shí)間來觀察下游開關(guān)是否脫扣。如果該下游開關(guān)在延遲時(shí)間期滿后仍未脫扣，則該上游開關(guān)自身將電流斷開。這種選擇性斷路的方案通常被稱為區(qū)域選擇性互鎖(ZoneSelective Interlocking,縮寫為 ZSI )。
[0005]進(jìn)一步地，在一些配電系統(tǒng)中，供電方向可能會發(fā)生變化。例如，當(dāng)存在多個(gè)饋電電源時(shí)，斷開或接通一個(gè)電源開能會導(dǎo)致流經(jīng)某個(gè)或某些開關(guān)的電流的方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。這將導(dǎo)致ZSI系統(tǒng)中部分開關(guān)的上下游關(guān)系發(fā)生變化，此時(shí)，ZSI信號(閉鎖信號或延遲信號)的傳遞方向也需要做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以實(shí)現(xiàn)選擇性斷路。西門子公司提出了一種相應(yīng)的解決方案，它在開關(guān)之間實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上簡單的通信連接并且該通信連接能夠適應(yīng)供電方向的變化。為便于描述，本文將這種考慮供電方向變化的區(qū)域選擇性互鎖稱為方向性區(qū)域選擇性互鎖(即Direct1nal ZSI，縮寫為DZSI)。然而，目前的方向性區(qū)域選擇性互鎖方案并未考慮DZSI通信鏈路故障的檢查。而如果DZSI通信鏈路失效(即出現(xiàn)故障)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則可能會導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失。
[0006]更進(jìn)一步地，一個(gè)DZSI系統(tǒng)中可能包括不同種類的開關(guān)。圖1、圖2各自示出了一種典型的由3WL ACB DZSI子系統(tǒng)和SnG MCCB DZSI子系統(tǒng)組成的混合DZSI系統(tǒng)，3WL ACB和SnG MCCB是西門子公司的兩種典型開關(guān)，其中，3WL ACB是一種框架式斷路器，SnG MCCB是一種低壓塑殼斷路器。目前，市面上的SnG MCCB的ZSI裝置均不具有方向選擇功能，其ZSI信號的產(chǎn)生和傳遞遵循舊有的協(xié)議和接口定義，因此這種混合DZSI系統(tǒng)對開關(guān)間的通信的兼容性提出了更高的要求，如何讓SnG MCCB的ZSI裝置實(shí)現(xiàn)DZSI信號(DZSI系統(tǒng)中傳遞的ZSI信號可稱為DZSI信號)的可靠、有序地傳遞，并且實(shí)現(xiàn)不同類型的開關(guān)之間的DZSI通信鏈路故障的自動檢查，是當(dāng)前面臨的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)的開關(guān)之間的通信鏈路進(jìn)行自動檢查的解決方案。
[0008]本發(fā)明的目的之二是提供一種便于對已有的不具方向選擇功能的ZSI裝置進(jìn)行升級，使其能夠可靠、有效地傳遞DZSI信號，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)對開關(guān)之間通信鏈路的自動檢查的解決方案。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一種區(qū)域選擇性互鎖裝置，包括:第一端口、第二端口、輸入總線、輸出總線以及查詢信號接收支路，所述輸入總線和輸出總線的兩端分別連接第一端口和第二端口，所述第一端口和第二端口分別能在連接至輸入總線和連接至輸出總線這兩種狀態(tài)間進(jìn)行切換，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置能夠在第一模式下工作，在所述第一模式下，查詢信號接收支路接通，并在預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，允許鏈路故障查詢信號從一個(gè)端口輸入到所述查詢信號接收支路，并阻斷鏈路故障查詢信號從另一個(gè)端口輸入到所述查詢信號接收支路，其中所述端口是所述第一端口和所述第二端口中的一個(gè)；并根據(jù)所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)是否接收到鏈路故障查詢信號來判斷與相應(yīng)端口連接的通信鏈路是否出現(xiàn)故障。該區(qū)域選擇性互鎖裝置能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)的開關(guān)之間的通信鏈路進(jìn)行自動檢查。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，提供了一種區(qū)域選擇性互鎖裝置，包括:第一端口、第二端口、輸入總線、輸出總線(本發(fā)明中的總線也可以稱為母線)、查詢信號接收支路，接入所述輸出總線的通信信號發(fā)送支路，以及接入所述輸入總線的通信信號接收支路，所述輸入總線和輸出總線的兩端分別連接第一端口和第二端口，所述第一端口和第二端口分別能在連接至輸入總線和連接至輸出總線這兩種狀態(tài)間進(jìn)行切換，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置能夠在第一模式和第二模式間進(jìn)行切換，在所述第一模式下，通信信號接收支路和通信信號發(fā)送支路斷開，查詢信號接收支路接通，并在預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，允許鏈路故障查詢信號從一個(gè)端口輸入到所述查詢信號接收支路，并阻斷鏈路故障查詢信號從另一個(gè)端口輸入到所述查詢信號接收支路，所述端口是所述第一端口和所述第二端口中的一個(gè)；再根據(jù)所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)是否接收到鏈路故障查詢信號來判斷與相應(yīng)端口連接的通信鏈路是否出現(xiàn)故障；在所述第二模式下，通信信號接收支路和通信信號發(fā)送支路接通，所述查詢信號接收支路斷開，所述第一端口和第二端口中的一個(gè)被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)，同時(shí)另一個(gè)端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)。
[0011]一種實(shí)現(xiàn)方案中，所述第一模式下，所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙包括第一時(shí)隙和第二時(shí)隙，在所述第一時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)，并且所述第二端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)；在所述第二時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)，并且所述第二端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)。
[0012]另一種實(shí)現(xiàn)方案中，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置還包括設(shè)置在所述輸入總線上的第一開關(guān)單元，所述查詢信號接收支路的數(shù)目為兩個(gè)，兩個(gè)所述查詢信號接收支路分別從所述第一開關(guān)單元的兩側(cè)接入所述輸入總線；在所述第一模式下，所述第一開關(guān)單元斷開，在所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)，以允許鏈路故障查詢信號從第一端口輸入到一個(gè)所述查詢信號接收支路，所述第二端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)，以允許鏈路故障查詢信號從第二端口輸入到另一個(gè)所述查詢信號接收支路；在所述第二模式下，所述第一開關(guān)單元接通。
[0013]上述區(qū)域選擇性互鎖裝置可用于非查詢開關(guān)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)開關(guān)之間的信號傳遞(例如區(qū)域選擇性互鎖信號的傳遞，即ZSI信號的傳遞)。并且，非查詢開關(guān)與查詢開關(guān)連接后，可自動檢查二者之間通信鏈路的故障并確定故障位置。特別地，上述區(qū)域選擇性互鎖裝置的通用性強(qiáng)，可兼容不同類型的開關(guān)，特別適用于混合DZSI系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌愋烷_關(guān)之間的DZSI通信鏈路進(jìn)行自動檢查，并且在不同類型開關(guān)之間的DZSI通信鏈路傳遞DZSI信號。其中，查詢開關(guān)是在故障檢查時(shí)發(fā)送鏈路故障查詢信號的開關(guān)，非查詢開關(guān)是在故障檢查時(shí)接收鏈路故障查詢信號的開關(guān)。并且，上述實(shí)施方案中，通信信號發(fā)送支路和通信信號接收支路可以直接采用已有的不具方向選擇功能的ZSI裝置的通信協(xié)議、接口定義等來實(shí)現(xiàn)選擇性互鎖信號的生成和傳遞，因此十分便于通過升級原有的不具方向選擇功能的ZSI裝置來實(shí)現(xiàn)DZSI信號收發(fā)。
[0014]在前述實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置還可以包括接入所述輸出總線的查詢信號發(fā)送支路，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置被設(shè)置為第一配置或第二配置，當(dāng)被設(shè)置為第一配置時(shí)，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置在所述第一模式和所述第二模式間進(jìn)行切換，其中，在所述第二模式下所述查詢信號發(fā)送支路斷開；當(dāng)被設(shè)置為第二配置時(shí)，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置在第二模式和所述第三模式間進(jìn)行切換，其中，在所述第二模式所述查詢信號發(fā)送支路斷開；在所述第三模式下，所述通信信號接收支路和通信信號發(fā)送支路斷開，同時(shí)查詢信號發(fā)送支路接通，并且在預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，允許鏈路故障查詢信號從所述查詢信號發(fā)送支路輸出到一個(gè)端口，并阻斷鏈路故障查詢信號從所述查詢信號發(fā)送支路輸出到另一個(gè)端口，所述端口是所述第一端口和所述第二端口中的一個(gè)；再根據(jù)在所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)是否發(fā)送出鏈路故障查詢信號來判斷與相應(yīng)端口連接的通信鏈路是否出現(xiàn)故障。
[0015]一種實(shí)現(xiàn)方案中，所述第三模式下，所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙包括第一時(shí)隙和第二時(shí)隙，在所述第一時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)，并且所述第二端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)；在所述第二時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸入總線的狀態(tài)，并且所述第二端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)。
[0016]另一種實(shí)現(xiàn)方案中，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置還包括設(shè)置在所述輸出總線上的第二開關(guān)單元，兩個(gè)所述查詢信號發(fā)送支路分別從所述第二開關(guān)單元的兩側(cè)接入所述輸出總線；所述第三模式下，所述第二開關(guān)單元斷開，所述預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，所述第一端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)，以允許鏈路故障查詢信號從一個(gè)所述查詢信號發(fā)送支路輸出到所述第一端口，所述第二端口被設(shè)置為連接至輸出總線的狀態(tài)，以允許鏈路故障查詢信號從另一個(gè)所述查詢信號發(fā)送支路輸出到所述第二端口 ；在所述第二模式下，所述第二開關(guān)單元接通。
[0017]上述實(shí)施方案的區(qū)域選擇性互鎖裝置既可以用于非查詢開關(guān)，也可以用于查詢開關(guān)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)開關(guān)之間的信號傳遞，并且，可自動檢查二者之間通信鏈路的故障并確定故障位置。特別地，上述區(qū)域選擇性互鎖裝置的通用性強(qiáng)，可兼容不同類型的開關(guān)，特別適用于混合DZSI系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌愋烷_關(guān)之間的DZSI通信鏈路進(jìn)行自動檢查，并且在不同類型開關(guān)之間的DZSI通信鏈路傳遞DZSI信號。需說明的是，本發(fā)明中，不一定需要具備獨(dú)立的通信信號發(fā)送支路和通信信號接收支路，通過重新定義通信協(xié)議和接口，也可以由查詢信號發(fā)送支路和查詢信號接收支路實(shí)現(xiàn)DZSI信號收發(fā)，但此時(shí)難以通過對已有的不具方向選擇功能的ZSI裝置的升級來實(shí)現(xiàn)DZSI信號收發(fā)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案，還提供了一種區(qū)域選擇性互鎖裝置區(qū)域選擇性互鎖裝置，包括:第一端口、第二端口、輸入總線、輸出總線、查詢信號發(fā)送支路，接入所述輸出總線的通信信號發(fā)送支路，以及接入所述輸入總線的通信信號接收支路，所述輸入總線和輸出總線的兩端分別連接第一端口和第二端口，所述第一端口和第二端口分別能在連接至輸入總線和連接至輸出總線兩種狀態(tài)間進(jìn)行切換，所述第二端口也能在連接至輸入總線和連接至輸出總線這兩種狀態(tài)間進(jìn)行切換，所述區(qū)域選擇性互鎖裝置能夠在第三模式和第二模式間進(jìn)行切換，在所述第三模式下，所述通信信號接收支路和通信信號發(fā)送支路斷開，查詢信號發(fā)送支路接通，并在預(yù)設(shè)的時(shí)隙內(nèi)，允許鏈路故障查詢信號從所述