CN101969227A - 自供电自动切换合闸的高压控制系统 - Google Patents

Abstract

一种自供电自动切换合闸的高压控制系统，包括主供电源、备用电源和高压柜控制电路，该主供电源及备用电源之间设有自供电装置，该自供电装置又包括主、备直流供电支路；该主、备直流供电支路分别包括并接于主、备电源进线端的主、备电压互感器，该主、备电压互感器的输出端分别连接主、备中间隔离变压器，该主中间隔离变压器的输出端同时并接有主整流电桥及直流切换继电器的线圈，该备中间隔离变压器的输出端连接备整流电桥，该主、备整流电桥输出端经直流切换继电器的触点与高压柜控制电路和自动切换合闸装置的电源输入端连接。本发明不仅能为高压柜控制电路提供不间断电源，还能实现主、备两路供电电源的自动切换。

Description

自供电自动切换合闸的高压控制系统

技术领域

本发明涉及一种高压控制系统，特别是一种自供电自动切换合闸的高压控制系统。

背景技术

在电力系统中，对于供电可靠性要求较高的重要用户或变电站，必须具备两个或多个供电电源，但是为了减小短路容量、合理分布潮流和避免电磁环网，一般采取由一个供电电源作为工作电源，其余电源作为备用的运行方式。同时加装备用电源自动切换合闸系统，在工作电源因某种原因故障跳闸时，由备用电源自动切换合闸系统快速地切换到备用电源上，使用户或变电站重新获得电源。但备用电源自动切换合闸功能的前提条件是必须有可靠的操作电源，因此急需一种解决自身供电的装置。

如图1典型的主备两路电源高压一次系统方案所示，主备两路电源高压系统包括10KV主供电源1和备用电源2分别经主进线断路器VS1-1、备进线断路器VS1-2与后续的出线断路器3、变压器4与低压柜5连接。其中该主进线断路器VS1-1和备进线断路器VS1-2是高压入户开关，在高压系统运行过程中，二者始终交替运行，绝对保证外电10kV高压不会同时进入。

但是，现今越来越多采用主备两路10kV高压供电入户的单位，特别是用电为一级负荷单位的用户，因其原高压控制系统的不合理，给用户带来诸多不便，违背了“不间断、高质量、既经济、又安全”的供电方针要求。目前常用控制系统运行状态如下：1、不间断电源向高压控制系统供电，高压控制系统的所有功能才能运行；回路中一路断电，而另一路合闸还得由人工操作完成；高压控制柜所有控制开关都有一段距离，人工最快完成切换合闸操作程序需6-7分钟时间，这个时间长度很大程度造成不必要的经济损失。2、高压控制系统采用的直流220电源是通过采用交流220V加装UPS电源，并另加装电桥整流电路，为该系统提供的，但UPS电源由于使用时间短，且蓄电池要经常更换、维护等原因，此方法不能保证真空断路器及继电保护长期正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种既能自供电又能自动切换合闸的高压控制系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种自供电自动切换合闸的高压控制系统，包括主供电源、备用电源和高压柜控制电路，该主供电源经主进线断路器、出线断路器、变压器与低压柜连接，该备用电源经备进线断路器、出线断路器、变压器与低压柜连接，其特征在于，

该主供电源及备用电源之间设有自供电装置，该自供电装置又包括主、备直流供电支路；该主直流供电支路包括并接于主供电源进线端的主电压互感器，该主电压互感器的输出端连接主中间隔离变压器，该主中间隔离变压器的输出端同时并接有主整流电桥及直流切换继电器的线圈，该主整流电桥的输出端经直流切换继电器的常开触点与高压柜控制电路和自动切换合闸装置的电源输入端连接；该备直流供电支路包括并接于备用电源进线端的备电压互感器，该备电压互感器的输出端连接备中间隔离变压器，该备中间隔离变压器的输出端连接备整流电桥，该备整流电桥输出端经直流切换继电器的两常闭触点与高压柜控制电路和自动切换合闸装置的电源输入端连接。

本发明的一较佳实施例中，所述备中间隔离变压器的输出端同时并接有自动切换继电器的线圈，所述自动切换合闸装置包括主进线断路器合闸单元及备进线断路器合闸单元，该主进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器的两常闭触点，该两常闭触点通过串接的备进线断路器的常闭点、主进线断路器的常闭点及主进线断路器合闸继电器连接成回路，该主进线断路器合闸继电器的常开触点并连至主进线断路器手动合闸开关两端；该备进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器的两常开触点，该两常开触点通过串接的主进线断路器的常闭点、备进线断路器的常闭点及备进线断路器合闸继电器连接成回路，该备进线断路器合闸继电器的常开触点并连至备进线断路器手动合闸开关两端。

本发明的一较佳实施例中，所述自动切换合闸装置的输入端设有第一手动/自动切换开关，该自动切换继电器的线圈回路中设有第二手动/自动切换开关，该自动切换继电器的一常开触点经第三手动/自动切换开关并接至备进线断路器手动分闸开关两端。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：1、本发明高压控制系统电路简单，元器件少，费用低，不需高精密电路，节省了成本，同时减少了运行维护人员的操作程序，更好地发挥双电源供电的优越性，保证双电源供电的可靠性，及时安全地进行电源切换。2、本发明采用元器件为标准型号，通用性好，易于采购，大大缩短了生产周期。3、该自供电自动切换合闸功能的控制系统还可以应用于有两路电源进线的交流400V场合实现自动切换，应用广泛。

附图说明

图1为典型主备两路电源高压一次系统方案图。

图2为本发明自供电装置电路结构图。

图3为本发明带自供电装置及自动切换合闸装置的电路结构图。

具体实施方式

如图2、图3所示，本发明包括主供电源1、备用电源2及高压柜控制电路，该主供电源1和备用电源2分别经主进线断路器VS1-1、备进线断路器VS1-2与后续的出线断路器3、变压器4与低压柜5连接。该主供电源1及备用电源2之间设有如图2所示的自供电装置6，该自供电装置6包括主、备直流供电支路。该主直流供电支路包括并接于主供电源1进线端的主电压互感器PT1，该主电压互感器PT1的输出端连接主中间隔离变压器T1，该主中间隔离变压器T1的输出端同时并接有主整流电桥D1及直流切换继电器J1的线圈，该主整流电桥D1的输出端经直流切换继电器J1的两常开触点J1K1、J1K2与高压柜控制电路和自动切换合闸装置7的电源输入端连接。该备直流供电支路包括并接于备用电源2进线端的备电压互感器PT2，该备电压互感器PT2的输出端连接备中间隔离变压器T2，该备中间隔离变压器T2的输出端同时并接有备整流电桥D2及自动切换继电器J2的线圈，该备整流电桥D2输出端经直流切换继电器J1的两常闭触点J1K3、J1K4与高压柜控制电路和自动切换合闸装置7的电源输入端连接。该并接自动切换继电器J2的线圈回路上还设有第二手动/自动切换开关K2，为安全起见，该自动切换继电器J2的常开触点J2K5、J2K6分别并联至主、备进线继电器VS1-1、VS1-2的手动分闸开关两端。

当自供电装置运行时，将高压10kV直接降为低压供电用户使用的微型变压器，常见的有110V，220V交流输出。该电路的工作原理：由于主、备电压互感器PT1、PT2初级分别并接至10kV主、备电源进线端，这样主、备电压互感器PT1、PT2不受任何开关控制，在外线来电时主、备电压互感器PT1、PT2就直接处于供电状态，输出110V交流电，主、备中间隔离变压器T1、T2将主、备电压互感器PT1、PT2输出的110V交流电升为220V，该220V电压经主、备整流电桥D1、D2整流输出直流220V，不需加电容滤波，向高压柜控制电路和自动切换合闸装置供电。直流切换继电器J1为220V中间继电器，其型号为JZ7-44，触点为双断点、桥式结构，分上、下两层排列，每层各有四对触头。工作运行时，当外线主、备用电源都来电时，直流切换继电器J1便会得电吸合，直流切换继电器J1的常开触点J1K1、J1K2便会自动闭合，常闭触点J1K3、J1K4便会自动断开，直流220V会由主电压互感器PT1电路提供，备电压互感器PT2提供的直流220V便会切断。如果外线主供电源10kV断电，备电压互感器PT2继续供电，直流切换继电器J1便会失电，常闭触点J1K3、J1K4闭合，常开触点J1K1、J1K2将断开。直流切换继电器J1主要切换由电压互感器PT1和PT2提供的两组直流电源，以此向高压柜继电保护及真空断路器提供不间断用电，实现控制电路不断电的功能。

如图3所示，本发明还包括一自动切换合闸装置。该自动切换合闸装置7由上述自供电装置6提供220V电源，且该自动切换合闸装置7包括主进线断路器合闸单元及备进线断路器合闸单元。该主进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器J2的两常闭触点J2K1、J2K2，该两常闭触点J2K1、J2K2通过串接的备进线断路器VS1-2的常闭点DL1、主进线断路器VS1-1的常闭点DL2及主进线断路器合闸继电器J3连接成回路，该主进线断路器合闸继电器J3的常开触点J3K并连至主进线断路器手动合闸开关两端。该备进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器J2的两常开触点J2K3、J2K4，该两常开触点J2K3、J2K4通过串接的主进线断路器VS1-1的常闭点DL4、备进线断路器VS1-2的常闭点DL3及备进线断路器合闸继电器J4连接成回路，该备进线断路器合闸继电器J4的常开触点J4K并连至备进线断路器手动合闸开关两端。该自动切换合闸装置的输入端还设有第一手动/自动切换开关K1，该备进线断路器VS1-2自动分闸回路中还设有第二手动/自动切换开关K3。

该自动切换合闸装置工作过程如下：当外线10KV主、备电源1、2都供电时，主、备整流电桥D1、D2就会输出直流220V电源，在直流切换继电器J1的控制下，主整流电桥D1输出的直流220V电源向高压柜控制电路和自动切换电路供电，当主供电源1出现故障跳闸时，将第一、二、三手动/自动转换开关K1、K2、K3都闭合(第一、二、三手动/自动转换开关K1、K2、K3在自动时同时闭合，且第一、二、三手动/自动转换开关K1、K2、K3使用一只CFL5-16万能转换开关，断开时可进行高压柜人工手动合闸操作)，自动切换继电器J2得电吸合，该自动切换继电器J2所有触点J2K1、J2K2、J2K3、J2K4、J2K5、J2K6都动作，其中J2K1、J2K2、J2K6将断开，而J2K3、J2K4、J2K5闭合。J2K5闭合就向主进线断路器VS1-1发出分闸指令(J2K5并接至VS1-1手动分闸开关两端)，主进线断路器VS1-1便会立刻断开，VS1-1断开后其常闭点DL4就会闭合，同时J2K3、J2K4闭合，电源经J2K3、J2K4、DL4、DL3向J4供电，使J4吸合。同时J4K也闭合，J4K闭合后向VS1-2发出合闸指令(JK4并接至VS1-2手动合闸KK开关两端)，VS1-2真空断路器合闸(由于J2K5先闭合向VS1-1发出分闸指令，故VS1-1先分闸，VS1-2后合闸)。

VS1-1和VS1-2任何一个断路器要合闸的先决条件必须是另一个断路器处于分闸状态，这是由于VS1-1和VS 1-2在原设计时将其互锁的，即VS1-1和VS1-2不可能同时合闸。如果VS1-1和VS1-2能同时合闸将造成外线两路10KV高压相碰，可能出现重大用电责任事故，是极其危险的，本发明已充分考虑了VS1-1和VS1-2交替运行问题，可以避免主、备电源互通现象的发生。

同样如果外线10KV备用电源2断电，自动切换继电器J2断电，自动切换继电器J2的常闭触点J2K1、J2K2、J2K6将闭合，J2K6闭合备进线断路器VS1-2将先获得分闸指令，VS1-2分闸断开，VS1-2分闸后DL1闭合，主进线断路器合闸继电器J3电路连通，J3吸合，J3K触点闭合，VS1-1获得合闸指令，VS1-1合闸。

另外图3电路中DL2、DL3分别为VS 1-1、VS1-2的常闭点，作用是在VS1-1、VS1-2合闸后，将J3、J4电源断开，这样做的目的是在VS1-1、VS1-2合闸后，J3、J4不用长期工作在带电状态下(因为VS1-1、VS1-2合闸控制开关为触发式开关)。DL1、DL4也起到对VS1-1、VS1-2连锁控制的作用。在图中J2K6触点电路中串接了K2开关，而在J2K5触点电路中没有串接开关，是因为在电路进入手动状态后，继电器触点J2K5是断开的，而J2K6是闭合的，所以VS1-2始终接受分闸指令状态，为此必须串接K2，在手动状态时将电路断开。

图中自动切换继电器J2与直流切换继电器J1的型号相同。主进线断路器合闸继电器J3与备进线断路器合闸继电器J4采用两只型号为JZX-22F的220V交流中间继电器。如果J3继电器吸合，J3K头闭合，又由于J3K两端并接至VS1-1手动合闸开关两端，故VS1-1真空断路器便得到合闸指令，VS1-1真空断路器便会自动合闸，外线10kV主供电源1就会向变压器出线供电。在VS1-1自动合闸之前VS1-2先分闸，这是因为原设计VS1-1和VS1-2真空断路器是互锁的。所以VS1-1合闸后，VS1-2就不可能合闸，故主、备两路高压就永远不可能同时向变压器供电。

Claims (3)

1.一种自供电自动切换合闸的高压控制系统，包括主供电源、备用电源和高压柜控制电路，该主供电源和备用电源分别经主进线断路器、备进线断路器与后续的出线断路器、变压器与低压柜连接，其特征在于，

该主供电源及备用电源之间设有自供电装置，该自供电装置又包括主、备直流供电支路；该主直流供电支路包括并接于主供电源进线端的主电压互感器，该主电压互感器的输出端连接主中间隔离变压器，该主中间隔离变压器的输出端同时并接有主整流电桥及直流切换继电器的线圈，该主整流电桥的输出端经直流切换继电器的常开触点与高压柜控制电路和自动切换合闸装置的电源输入端连接；该备直流供电支路包括并接于备用电源进线端的备电压互感器，该备电压互感器的输出端连接备中间隔离变压器，该备中间隔离变压器的输出端连接备整流电桥，该备整流电桥输出端经直流切换继电器的两常闭触点与高压柜控制电路和自动切换合闸装置的电源输入端连接。

2.根据权利要求1所述的自供电自动切换合闸的高压控制系统，其特征在于，所述备中间隔离变压器的输出端同时并接有自动切换继电器的线圈，所述自动切换合闸装置包括主进线断路器合闸单元及备进线断路器合闸单元，该主进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器的两常闭触点，该两常闭触点通过串接的备进线断路器的常闭点、主进线断路器的常闭点及主进线断路器合闸继电器连接成回路，该主进线断路器合闸继电器的常开触点并连至主进线断路器手动合闸开关两端；该备进线断路器合闸单元包括与自供电装置输出端连接的自动切换继电器的两常开触点，该两常开触点通过串接的主进线断路器的常闭点、备进线断路器的常闭点及备进线断路器合闸继电器连接成回路，该备进线断路器合闸继电器的常开触点并连至备进线断路器手动合闸开关两端。

3.根据权利要求1所述的自供电自动切换合闸的高压控制系统，其特征在于，所述自动切换合闸装置的输入端设有第一手动/自动切换开关，该自动切换继电器的线圈回路中设有第二手动/自动切换开关，该自动切换继电器的一常开触点经第三手动/自动切换开关并接至备进线断路器手动分闸开关两端。

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