CN102195357A - 一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置 - Google Patents

Abstract

一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其中：包括光纤通信单元、信号变换判断单元、高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元，其中，光纤通信单元包括光纤电缆、光端机，光端机包括光接收电路、光发射电路：光接收电路的光信号输入端连接光纤电缆的下发信号输出端，光接收电路的信号输出端连接信号变换判断单元的信号输入端；信号变换判断单元的各操作控制信号输出端连接相应操作控制单元的控制信号输入端，各操作控制单元的状态信号输出端分别连接光发射电路相应状态信号输入端。

Description

一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置

技术领域：

本发明涉及一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置。

背景技术：

目前，电力系统全面开展智能电网建设，对全电网实行智能控制、智能管理、智能分析。电网智能化仅仅刚开始起步，由于各种原因一直未能全面得到普及应用，对于220kV变电站三绕组主变压器远方操作技术研究，也是电力系统智能化的普及应用中的一部分，主要针对220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制。

220kV变电站三绕组主变压器远方操作技术研究建设，将对电力系统设备安全经济运行起到极大推动，目前在运行的220kV变电站三绕组主变压器，由于不能进行远方操作，对电力系统供电设备安全经济运行影响大，供电质量低，设备损坏率高，如能全面推广应用220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制技术，操作人员不需要到设备现场，减少误操作因素，也减少操作人员的交通不安全因素，缩短操作设备时间，减少不应有的损失，提高供电可靠性，同时，也将对电力系统智能化技术发展起到至关重要的作用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，以适应目前电力系统的智能化远方操作控制发展需求。

一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其中：包括光纤通信单元、信号变换判断单元、高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元，其中，光纤通信单元包括光纤电缆、光端机，光端机包括光接收电路、光发射电路：光接收电路的光信号输入端连接光纤电缆的下发信号输出端，光接收电路的信号输出端连接信号变换判断单元的信号输入端；

信号变换判断单元的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端；

光发射电路的高压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的高压侧断路器状态信号输入端连接高压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧断路器状态信号输入端连接中压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的低压侧断路器状态信号输入端连接低压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的光信号输出端连接光纤电缆的上传信号输入端，光纤电缆的下发信号输入端、上传信号输出端用于连接变电站集控中心。

所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其中：所述的信号变换判断单元包括A/D变换电路、计算判断电路、执行信号驱动电路，A/D变换电路的信号输入端连接光接收电路的信号输出端，A/D变换电路的信号输出端连接计算判断电路的信号输入端，计算判断电路的信号输出端连接执行信号驱动电路的信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端。

所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其中：所述的执行信号驱动电路包括高压侧中性点隔离开关操作控制继电器、中压侧中性点隔离开关操作控制继电器、高压侧断路器操作控制继电器、中压侧断路器操作控制继电器、低压侧断路器操作控制继电器，高压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制高压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，中压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制中压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，高压侧断路器操作控制继电器控制高压侧断路器操作控制单元的投切动作，中压侧断路器操作控制继电器控制中压侧断路器操作控制单元的投切动作，低压侧断路器操作控制继电器控制低压侧断路器操作控制单元的投切动作。

所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其中：所述的高压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第一继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点，第一继电器KGZ的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的中压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第二继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点，第二继电器的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的高压侧断路器操作控制单元包括第三继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第一动合触点，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点与低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第一动合触点构成并联电路，该并联电路与第三继电器的线圈相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的低压侧断路器操作控制单元包括第四继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点以及中压侧断路器操作控制单元中第五继电器的动合触点、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器的动合触点，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点与中压侧断路器操作控制单元中第五继电器的动合触点相并联，该并联电路与第四继电器的线圈、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器的动合触点相串联的串联电路连接在电源上；

所述的中压侧断路器操作控制单元包括由第五继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制继电器动合触点以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第二动合触点构成的串联电路，该串联电路连接在电源上。

本发明采用上述技术方案后将达到如下的技术效果：

本发明的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，光接收电路通过光纤电缆接收来自变电站集控中心的操作控制信号，之后光接收电路将收到的操作控制信号通过信号变换判断单元处理后相应送至高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元，相应操作控制单元执行相应动作；相应操作控制单元的状态信号输送至光发射电路，通过光纤电缆传送到变电站集控中心，使操作人员可实时掌握当前状态，一旦发生异常，以便及时维护，操作人员不需要到设备现场，减少误操作因素，也减少操作人员的交通不安全因素，缩短操作设备时间，减少不应有的损失，提高供电可靠性。

附图说明：

图1为本发明的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置的结构框图；

图2为图1所示光纤通信单元中的光发射电路、光接收电路与光纤电缆的连接图；

图3为图1中信号变换判断单元的结构框图；

图4为图1中的高压侧中性点隔离开关操作控制单元的电路图；

图5为图1中的中压侧中性点隔离开关操作控制单元的电路图；

图6为图1中的高压侧断路器操作控制单元的电路图；

图7为图1中的低压侧断路器操作控制单元的电路图；

图8为图1中的中压侧断路器操作控制单元的电路图。

具体实施方式：

本发明的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，如图1所示，包括光纤通信单元、信号变换判断单元、高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元，其中，光纤通信单元包括光纤电缆、光端机，如图2，光端机包括光接收电路、光发射电路：光接收电路的光信号输入端连接光纤电缆的下发信号输出端，光接收电路的信号输出端连接信号变换判断单元的信号输入端；

信号变换判断单元的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端；

光发射电路的高压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的高压侧断路器状态信号输入端连接高压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧断路器状态信号输入端连接中压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的低压侧断路器状态信号输入端连接低压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的光信号输出端连接光纤电缆的上传信号输入端，光纤电缆的下发信号输入端、上传信号输出端用于连接变电站集控中心。

光接收电路接收来自变电站集控中心下发的操作控制信号后送至信号变换判断单元进行处理，信号变换判断单元处理后的相应信号驱动高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元执行相应动作；高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元的当前相应状态信号输送至光发射电路，上传到变电站集控中心，使变电站集控中心的操作人员可实时掌握当前状态，一旦发生异常，以便及时响应和维护。

如此可见，当被控主变压器设备需要投入或者退出操作时，操作人员可在变电站集控中心进行远方遥控操作，电工不需要到设备现场。被控主变压器设备状态发生变化后，立即传递到光发射电路，通过光纤电缆将相应状态信号传送到变电站集控中心。

如图3，所述的信号变换判断单元包括A/D变换电路、计算判断电路、执行信号驱动电路，A/D变换电路的信号输入端连接光接收电路的信号输出端，A/D变换电路的信号输出端连接计算判断电路的信号输入端，计算判断电路的信号输出端连接执行信号驱动电路的信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端。

所述的执行信号驱动电路包括高压侧中性点隔离开关操作控制继电器、中压侧中性点隔离开关操作控制继电器、高压侧断路器操作控制继电器、中压侧断路器操作控制继电器、低压侧断路器操作控制继电器，高压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制高压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，中压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制中压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，高压侧断路器操作控制继电器控制高压侧断路器操作控制单元的投切动作，中压侧断路器操作控制继电器控制中压侧断路器操作控制单元的投切动作，低压侧断路器操作控制继电器控制低压侧断路器操作控制单元的投切动作。

A/D变换电路将接收到的信号进行A/D转换后，送入计算判断电路进行判断，判断结果信号输送至执行信号驱动电路，以驱动相应操作控制单元控制变压器投切操作。

如图4，所述的高压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第一继电器KGZ、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点K1，第一继电器KGZ的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点K1相串联构成的串联电路连接在电源上；

信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动作后，高压侧中性点隔离开关进行自动分、合闸操作，高压侧中性点隔离开关分、合闸操作后的状态信号通过光发射电路、光纤电缆传送给变电站集控中心。

如图5，所述的中压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第二继电器KZZ、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点K2，第二继电器KZZ的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点K2相串联构成的串联电路连接在电源上；

当所述的高、中压侧中性点隔离开关操作控制单元获得分、合闸控制信号后，高、中压侧中性点隔离开关分别进行自动分、合闸操作，之后，高、中压侧中性点隔离开关的分、合闸状态信号经光发射电路传送给变电站集控中心。

如图6，所述的高压侧断路器操作控制单元包括第三继电器KG、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点K3以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器KD的第一动合触点KD1，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点K3与低压侧断路器操作控制单元中第四继电器KD的第一动合触点KD1构成并联电路，该并联电路与第三继电器KG的线圈相串联构成的串联电路连接在电源上；

当所述的高压侧断路器操作控制单元获得分、合闸控制信号后，高压侧断路器进行自动分、合闸操作，之后，高压侧断路器的分、合闸状态信号经光发射电路传送给变电站集控中心。

如图7，所述的低压侧断路器操作控制单元包括第四继电器KD、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点K4以及中压侧断路器操作控制单元中第五继电器KZ的动合触点KZ1、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器KG的动合触点KG1，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点K4与中压侧断路器操作控制单元中第五继电器KZ的动合触点KZ1相并联，该并联电路与第四继电器KD的线圈、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器KG的动合触点KG1相串联的串联电路连接在电源上；

当所述的低压侧断路器操作控制单元获得分、合闸控制信号后，低压侧断路器进行自动分、合闸操作，之后，低压侧断路器的分、合闸状态信号经光发射电路传送给变电站集控中心。

如图8，所述的中压侧断路器操作控制单元包括由第五继电器KZ、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制继电器动合触点K5以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器KD的第二动合触点KD2构成的串联电路，该串联电路连接在电源上。

当所述的中压侧断路器操作控制单元获得分、合闸控制信号后，中压侧断路器进行自动分、合闸操作，之后，中压侧断路器的分、合闸状态信号经光发射电路传送给变电站集控中心。

变压器送电操作程序，先驱动高、中压侧中性点隔离开关合上，再合高压侧断路器、之后合低压侧断路器，最后再合中压侧断路器，高、低、中压侧断路器合上后断开高、中压侧中性点隔离开关，高压侧断路器不合，低、中压侧断路器合不上，高、中、低压侧断路器有互锁功能。

变压器停电操作程序，先驱动高、中压侧中性点隔离开关合上，再停中压侧断路器和低压侧断路器，之后再停高压侧断路器，最后断开高、中压侧中性点隔离开关，中、低压侧断路器不停，高压侧断路器停不下，高、中、低压侧断路器有互锁功能。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属技术领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明的技术方案精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围内。

Claims (4)

1.一种220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其特征在于：包括光纤通信单元、信号变换判断单元、高压侧中性点隔离开关操作控制单元、中压侧中性点隔离开关操作控制单元、高压侧断路器操作控制单元、中压侧断路器操作控制单元、低压侧断路器操作控制单元，其中，光纤通信单元包括光纤电缆、光端机，光端机包括光接收电路、光发射电路：光接收电路的光信号输入端连接光纤电缆的下发信号输出端，光接收电路的信号输出端连接信号变换判断单元的信号输入端；

信号变换判断单元的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，信号变换判断单元的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端；

光发射电路的高压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧中性点隔离开关状态信号输入端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的高压侧断路器状态信号输入端连接高压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的中压侧断路器状态信号输入端连接中压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的低压侧断路器状态信号输入端连接低压侧断路器操作控制单元的状态信号输出端，光发射电路的光信号输出端连接光纤电缆的上传信号输入端，光纤电缆的下发信号输入端、上传信号输出端用于连接变电站集控中心。

2.如权利要求1所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其特征在于：所述的信号变换判断单元包括A/D变换电路、计算判断电路、执行信号驱动电路，A/D变换电路的信号输入端连接光接收电路的信号输出端，A/D变换电路的信号输出端连接计算判断电路的信号输入端，计算判断电路的信号输出端连接执行信号驱动电路的信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接高压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制信号输出端连接中压侧中性点隔离开关操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制信号输出端连接高压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制信号输出端连接中压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端，执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制信号输出端连接低压侧断路器操作控制单元的控制信号输入端。

3.如权利要求2所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其特征在于：所述的执行信号驱动电路包括高压侧中性点隔离开关操作控制继电器、中压侧中性点隔离开关操作控制继电器、高压侧断路器操作控制继电器、中压侧断路器操作控制继电器、低压侧断路器操作控制继电器，高压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制高压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，中压侧中性点隔离开关操作控制继电器控制中压侧中性点隔离开关操作控制单元的投切动作，高压侧断路器操作控制继电器控制高压侧断路器操作控制单元的投切动作，中压侧断路器操作控制继电器控制中压侧断路器操作控制单元的投切动作，低压侧断路器操作控制继电器控制低压侧断路器操作控制单元的投切动作。

4.如权利要求3所述的220kV变电站三绕组主变压器远方操作控制装置，其特征在于：所述的高压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第一继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点，第一继电器的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的中压侧中性点隔离开关操作控制单元包括第二继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点，第二继电器的线圈与信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧中性点隔离开关操作控制继电器动合触点相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的高压侧断路器操作控制单元包括第三继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第一动合触点，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的高压侧断路器操作控制继电器动合触点与低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第一动合触点构成并联电路，该并联电路与第三继电器的线圈相串联构成的串联电路连接在电源上；

所述的低压侧断路器操作控制单元包括第四继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点以及中压侧断路器操作控制单元中第五继电器的动合触点、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器的动合触点，信号变换判断电路中执行信号驱动电路的低压侧断路器操作控制继电器动合触点与中压侧断路器操作控制单元中第五继电器的动合触点相并联，该并联电路与第四继电器的线圈、高压侧断路器操作控制单元中第三继电器的动合触点相串联的串联电路连接在电源上；

所述的中压侧断路器操作控制单元包括由第五继电器、信号变换判断电路中执行信号驱动电路的中压侧断路器操作控制继电器动合触点以及低压侧断路器操作控制单元中第四继电器的第二动合触点构成的串联电路，该串联电路连接在电源上。

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