CN102623969B - 微机型保护控制的遥控投退重合闸系统 - Google Patents

Abstract

一种微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，通过一个微机保护装置和一个开关动作机构上相应端口及其他外围器件的电路连接，形成为一个设置有第四压板的重合闸控制模块，和一个设置有第六压板的重合闸投退就地/远方控制模块；所述第六压板合上时系统为远方遥控状态，第六压板断开时系统为就地工作状态；而第四压板是重合闸功能投退控制的压板，也是本发明所述系统中重合闸功能的总压板。本发明能够实现远程对微机型保护装置重合闸进行投退的控制，提高电网系统安全性。

Description

微机型保护控制的遥控投退重合闸系统

技术领域

本发明涉及电网控制领域，具体涉及一种微机型保护控制的遥控投退重合闸系统。

背景技术

为适应电网的运行方式的变化及线路工作时的安全规定，配电线路的运行方式经常需要根据需要进行改变。因此，线路重合闸也需要经常随之变换状态，进行投入或退出。目前，上海浦东地区变电站基本为无人值班站，线路重合闸功能的投退均由运行操作人员完成。由于浦东地区地域广阔，变电站分布各处，手动重合闸投退占用了大量的人员及车辆资源。因此，如何有效减少重合闸投退操作时的工作量，减轻运行操作人员的工作负担，成为运行管理工作中亟待解决的问题。

目前，重合闸投退工作主要通过人工手动投退重合闸功能压板实现。当线路的重合闸功能需要投入或退出时，运行人员就要到现场操作保护装置的压板，耗费大量人力物力，完成时间也相对较长。

现有的在遥控投退方面的研究主要针对电磁型保护回路，采用双位置继电器与远动RTU配合对线路重合闸进行闭锁和解锁，但对作为主流应用的微机型保护装置的研究甚少，对于重合闸出口回路的状态的监测手段也不尽完善。与此同时，由于遥控投退重合闸功能的实现涉及运行维护和调度自动化等多个部门，其运行操作中的相关组织措施研究也是一项急需填补的空白。

目前，对于微机型10千伏出线保护，最具有代表性的是SEL 351系列的微机保护装置。如图1所示，SEL 35151型保护装置重合闸逻辑启动方式是：由保护元件动作来启动重合闸元件，同时结合断路器位置条件进行判断，在断路器处于分位时，继电器触电闭合。即，保护元件提供重合闸启动逻辑信号79RI1至重合闸元件79IO1，重合闸元件79IO1的输出连接至与门COLSE；断路器通过保护装置的一个电平量输入端子IN102输入断路器位置逻辑量52A，该逻辑量52A取反输出至所述与门COLSE；该与门COLSE的输出连接至一个第四压板LP4，进而通过第四压板LP4实现重合闸功能的投退。

请进一步配合参见图2的控制回路所示，正电源+KM经SEL35151微机型保护装置K500的出口触点OUT107连接第四压板LP4，再通过所述第四压板LP4启动断路器合闸机构NXACT，实现重合闸功能。当需要改变重合闸功能的状态时，则在该回路中通过改变投切重合闸功能的第四压板LP4或改变保护装置K500的内部重合闸元件（即图1中标号79IO1所示部分）的开闭状态，从而实现重合闸功能的投退。该回路中例如：若干遥控切换开关YK、控制开关KK、若干其他压板LP1、LP2、LP3及LP5、指示灯LD及HD、电压小开关1ZKK和2ZKK，等等器件的连接关系见图2。

其中，对上述装置内部模块功能的修改需要继电保护人员完成，并且同样需要以断开重合闸压板作为明显断开点，所涉及的过程相对繁琐。同时，按相关规定，对整定修改后的微机型保护装置必须需进行停电试验，因此，会对供电可靠性指标造成影响。综合考虑以上原因，在实际运行过程中，通常由操作班成员到现场进行重合闸压板的投入或退出。当重合闸转为停用时，断开压板连片后，还需在断口处加停用标示牌，表明设备状态。上述过程均需要人员到现场进行操作。

可见，现有技术下重合闸投退技术有如下的缺点：

1、重合闸投退工作效率不佳：由于继电保护和自动装置的回路仍采用硬压板（即连接片LP）的方式进行投退，未能实现遥控操作，当方式调整、线路带电作业或通道异常时，均需派人到无人值班变电站现场执行投退硬压板的操作，这些简单而频繁的操作任务，不仅使维护操作队员疲于奔波，而且因路途、交通的影响造成完成操作任务的时间相对较长，增加了系统不安全因素；

2、缺少重合闸投退状态远程监控手段：目前，对于浦东地区35千伏及以下线路保护重合闸功能投退状态，综合自动化系统未对其进行该信号量采集，因此无论是调度主站端还是综合自动化后台机均无法对其进行监控，仅依靠现场重合闸投退压板作为显著标志，不利于查询的及时；

3、不利于资源的合理配置：鉴于上海地区的气候特性，6月至9月为台风雷击的集中期的同时，又恰逢用电高峰，是每年电网负荷最重，抢修力量相对最为薄弱的季节。而在此期间，重合闸投退工作分散了大量原来已相对紧张的抢修操作力量，对电网的安全稳定造成隐患；

4、增加安全生产不确定因素：因各种不可抗力造成的额外工作量可能引发的疲劳操作，大大提高了操作人员的工作风险，另外，由于重合闸投退工作多集中于雷雨天气，期间路面交通情况大多比较紧张，操作人员频繁奔波于多个变电站之间，也使发生行车安全事故的可能性大幅增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，通过对重合闸启动逻辑和保护系统外回路进行相应改动：增设重合投退遥控端口与重合闸投退的就地/远方功能，实现远程对微机型保护装置重合闸进行投退的控制，提高电网系统安全性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，包含一个微机保护装置和一个开关动作机构；在所述微机保护装置的重合闸输出端口，与所述开关动作机构的第三引脚之间，通过电路连接一个第四压板形成为一个重合闸控制模块；

所述系统还包含一个重合闸投退就地/远方控制模块，该模块中串联一个第五遥控切换开关和一个第六压板后，使所述第六压板电路连接至所述微机保护装置的第二输入端子；

所述第六压板合上时系统为远方遥控状态，所述第六压板断开时系统为就地工作状态。

所述系统还包含一个就地合闸控制模块和一个遥控合闸控制模块；

所述就地合闸控制模块中，串联一个第一遥控切换开关和一个第一控制开关后，使所述第一控制开关电路连接至所述开关动作机构的第三引脚；

所述遥控合闸控制模块中，将一个第二遥控切换开关和所述微机保护装置的遥控合闸输出端子串联，再使所述微机保护装置的遥控合闸输出端子，也电路连接至所述开关动作机构的第三引脚。

所述系统还包含一个就地分闸控制模块和一个遥控分闸控制模块；

所述就地分闸控制模块中，串联一个第三遥控切换开关和一个第二控制开关后，使所述第二控制开关电路连接至所述开关动作机构的第三十三引脚；

所述遥控分闸控制模块中，将一个第四遥控切换开关与所述微机保护装置的遥控分闸输出端子串联，再使所述微机保护装置的遥控分闸输出端子，也电路连接至所述开关动作机构的第三十三引脚。

所述系统还包含以下若干控制模块：

将一个第一压板的一端，与微机保护装置的前加速过流零流输出端子串联的前加速过流-零流跳闸控制模块；

将一个第二压板的一端，与微机保护装置的反时限过流输出端子串联的反时限过流跳闸控制模块；

将一个第三压板的一端，与微机保护装置的零流跳闸输出端子串联的零流跳闸控制模块；

将一个第五压板的一端，与微机保护装置的低周减载输出端子串联的低周减载保护跳闸模块；

在所述第一、第二、第三、第五压板的另一端，电路连接至所述开关动作机构的第三十三引脚。

所述开关动作机构内部设置的一个开关副节点，电路连接至所述微机保护装置的第一输入端子，形成为系统的断路器合位控制模块；

所述开关动作机构内部设置的另一个开关副节点，电路连接至所述微机保护装置的第三输入端子，形成为系统的断路器分位控制模块。

所述开关动作机构的第三十九引脚通过一个常闭触点电路连接有一个指示灯；所述开关动作机构的第三十三引脚电路连接有另一个指示灯。

与现有技术相比，本发明所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其优点在于：本发明中通过对重合闸启动逻辑和保护系统外回路进行相应改动，具有远方和就地重合闸控制功能，实现可直接在远方对遥控重合闸进行投退控制，减少操作任务的时间，能及时监控重合闸的工作状态，提高了系统的安全性，遥控重合闸投退，可节省人员工作量，确保在用电故障频发的时节分担操作人员工作，确认工作人员可及时进行更紧急的电网故障排除，提高电网系统的稳定性，同时也减少了操作人员疲劳工作的可能性，避免操作人员引疲劳而造成安全事故，提高操作人员的工作安全性。

附图说明

图1是现有技术中微机型保护装置的重合闸启动逻辑图；

图2是现有技术中10千伏断路器控制回路原理图；

图3是本发明所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统的重合闸启动逻辑图；

图4是本发明所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统的控制回路原理图。

具体实施方式

以下结合附图3和4说明本发明所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统的具体实施方式，该系统中对重合闸启动逻辑和保护系统外回路进行了相应的改动。

如图3所示，本发明中保护元件、重合闸元件79IO1、断路器及第一与门COLSE的连接关系与图1中的相应器件基本一致。见图3虚线部分所示，保护元件提供重合闸启动逻辑信号79RI1至重合闸元件79IO1，重合闸元件79IO1的输出连接至第一与门COLSE；断路器通过微机保护装置的第一输入端子IN102输入断路器位置逻辑量52A，该逻辑量52A取反输出至所述第一与门COLSE；该第一与门COLSE的输出连接至一个第二与门，由第一与门COLSE的输出信号来表示重合闸是否处在启动状态。

同时，遥控脉冲输入端RB1通过第三、第四与门，分别连接至RS触发器的置位端S端及复位端R端，RS触发器的输出端Q端一路直接连接至第四与门的输入端，另一路取反连接至第三与门的输入端；并且，RS触发器的输出端Q端还与微机保护装置的一个第二输入端子IN206，一起连接至一个第五与门；所述第二输入端子IN206的输出经过一个反向门后，与所述第五与门的输出连接至同一个或门，该或门的输出信号LT1用以表示装置的重合闸投入退出状态，该信号LT1也连接至上述的第二与门。

所述第二与门的输出通过连接第四压板LP4，由第四压板LP4给出第一输出信号，在该信号输出为高电平时实现重合闸动作。从所述第二与门的输出端还另外输出一路第二输出信号LT6。

根据本发明在图3中虚线以外的增加部分，能够得到如表1所示的输入输出逻辑量表，简述如下：

状态类型	IN206	RB1	LT1	状态
					I	0	0	1	就地
II	0	1	1	就地
					III	1	0	0	远方退出
IV	1	1	1	远方投入

表1  输入输出逻辑量表

对于图3中虚线部分来说，当线路正常运行时，保护元件不动作，重合闸启动逻辑信号79RI1置低电平，重合闸元件79IO1不启动并输出0至第一与门CLOSE；设定断路器为合位时输出为高电平，则断路器位置逻辑量52A置1，再取反输出至第一与门CLOSE后，由第一与门CLOSE输出低电平，此时无遥控投退脉冲输出。

而当线路发生短路故障时，保护元件动作，使其开关跳闸，重合闸启动逻辑信号79RI1置高电平，重合闸元件79IO1启动并输出1至第一与门CLOSE；保护元件动作，且断路器为分位，断路器位置逻辑量52A置0，取反连接至第一与门CLOSE后，第一与门CLOSE输出高电平。

以第二输入端子IN206的输入信号进行重合闸投退操作的远方、就地选择：如表1的状态I、II所示，若在该端子IN206处置0，系统为就地投退，第二输入端子IN206输入的逻辑量经反向门，使或门的输出信号LT1常置1，此时不会对重合闸回路构成影响。重合闸功能的投退仍然通过第四压板LP4实现。

如表1的状态III、IV所示，若第二输入端子IN206处置1时，系统为远方投退，此时，参见表1的状态IV所示，若遥控脉冲输入端RB1输入高电平1，经第三、第四与门，使RS触发器的置位端S端置1，复位端R端置0，RS触发器的输出端Q端置1，则重合闸遥控投入，第二输入端子IN206与Q端的输出经第五与门输出高电平，再经或门输出LT1为1，重合闸功能投入，第一与门CLOSE有高电平输出即可发出合闸脉冲，启动合闸回路使开关合闸。

参见表1的状态III所示，若遥控脉冲输入端RB1输入低电平0，RS触发器的置位端S端置0，输出端Q端输出0，则此时重合闸遥控退出，或门的输出信号LT1置0，重合闸启动回路闭锁。

请进一步配合参见图4所示，本发明所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统的控制回路中，主要包含有一个微机保护装置K500（例如是SEL35151型），一个开关动作机构NXACT（相当于图3中的断路器部分），以及通过第四压板LP4与两者分别连接的一个重合闸控制模块。为了方便说明各个控制模块之间的连线关系，在图4中将所述微机保护装置K500分为5个部分，将开关动作机构NXACT分为2个部分。另外，与图2所示的现有技术相比，本发明的特点是在控制回路中增加了一个重合闸投退就地远方控制模块，其主要通过设置一个第六压板LP6来连接所述微机保护装置K500。

具体的，图4中的+KM和-KM表示直流母线；微机保护装置K500的电源输出端子OUT212通过引脚Z25、Z26，设置在连接了一对电压小开关2ZKK的直流母线+KM和-KM之间；微机保护装置K500还通过引脚Z27接地。以下各路控制器件则分别设置在连接了另一对电压小开关1ZKK的直流母线+KM和-KM之间。所述电压小开关1ZKK和2ZKK都是空气开关。

本发明所述系统中，分别通过以下三路连接到开关动作机构NXACT的输入引脚3：第一路作为就地合闸控制模块，串联有第一遥控切换开关YK1和第一控制开关KK1；第二路作为遥控合闸控制模块，串联有第二遥控切换开关YK2和微机保护装置K500的输出端子OUT211；第三路作为重合闸控制模块，串联有微机保护装置K500的输出端子OUT107和第四压板LP4。

一个绿色的指示灯LD通过常闭触点S1连接至开关动作机构NXACT的输入引脚39。

本发明所述系统中，还分别通过以下七路连接到开关动作机构NXACT的输入引脚33：第一路为一个红色的指示灯HD；第二路作为就地分闸控制模块，串联有第三遥控切换开关YK3和第二控制开关KK2；第三路作为遥控分闸控制模块，串联有第四遥控切换开关YK4和微机保护装置K500的输出端子OUT212；第四路作为前加速过流-零流跳闸控制模块，串联有微机保护装置K500的输出端子OUT101和第一压板LP1；第五路作为反时限过流跳闸控制模块，串联有微机保护装置K500的输出端子OUT102和第二压板LP2；第六路作为零流跳闸控制模块，串联有微机保护装置K500的输出端子OUT103和第三压板LP3；第七路作为低周减载保护跳闸模块，串联有微机保护装置K500的输出端子OUT106和第五压板LP5。

开关动作机构NXACT内部的两个开关副节点S1’，分别连接至微机保护装置K500的第一输入端子IN102和第三输入端子IN101，这两路分别是断路器合位控制模块及断路器分位控制模块。一个第五遥控切换开关YK’ 串联第六压板LP6后，连接至微机保护装置K500的第二输入端子IN206，这一路作为重合闸投退就地/远方控制模块，是本发明相对于图2所示原有控制系统新增的部分。

配合上文中对图3的说明可知，所述第六压板LP6合上时，本发明所述系统为远方遥控状态，断开时系统为就地工作状态；为减少对保护屏的盘面影响，将第六压板LP6设计在保护屏内的接线端子排上。遥控投退脉冲来自综合自动化系统，而第四压板LP4是原来已经设置的保护屏重合闸功能投退控制的压板，也是本发明所述系统中重合闸功能的总压板。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，包含一个微机保护装置（K500）和一个开关动作机构（NXACT）；所述开关动作机构是NXACT型的模块式真空断路器；在所述微机保护装置（K500）的重合闸输出端口（OUT107），与所述开关动作机构（NXACT）的第三引脚（3）之间，通过电路连接一个第四压板（LP4）形成为一个重合闸控制模块；其特征在于，

所述系统还包含一个重合闸投退就地/远方控制模块，该重合闸投退就地/远方控制模块中串联一个第五遥控切换开关（YK’）和一个第六压板（LP6）后，使所述第六压板（LP6）电路连接至所述微机保护装置（K500）的第二输入端子（IN206）；

所述第六压板（LP6）合上时系统为远方遥控状态，所述第六压板（LP6）断开时系统为就地工作状态。

2.如权利要求1所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其特征在于，

所述系统还包含一个就地合闸控制模块和一个遥控合闸控制模块；

所述就地合闸控制模块中，串联一个第一遥控切换开关（YK1）和一个第一控制开关（KK1）后，使所述第一控制开关（KK1）电路连接至所述开关动作机构（NXACT）的第三引脚（3）；

所述遥控合闸控制模块中，将一个第二遥控切换开关（YK2）和所述微机保护装置（K500）的遥控合闸输出端子（OUT211）串联，再使所述微机保护装置（K500）的遥控合闸输出端子（OUT211），也电路连接至所述开关动作机构（NXACT）的第三引脚（3）。

3.如权利要求2所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其特征在于，

所述系统还包含一个就地分闸控制模块和一个遥控分闸控制模块；

所述就地分闸控制模块中，串联一个第三遥控切换开关（YK3）和一个第二控制开关（KK2）后，使所述第二控制开关（KK2）电路连接至所述开关动作机构（NXACT）的第三十三引脚（33）；

所述遥控分闸控制模块中，将一个第四遥控切换开关（YK4）与所述微机保护装置（K500）的遥控分闸输出端子（OUT212）串联，再使所述微机保护装置（K500）的遥控分闸输出端子（OUT212），也电路连接至所述开关动作机构（NXACT）的第三十三引脚（33）。

4.如权利要求3所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其特征在于，

所述系统还包含以下若干控制模块：

将一个第一压板（LP1）的一端，与微机保护装置（K500）的前加速过流零流输出端子（OUT101）串联的前加速过流-零流跳闸控制模块；

将一个第二压板（LP2）的一端，与微机保护装置（K500）的反时限过流输出端子（OUT102）串联的反时限过流跳闸控制模块；

将一个第三压板（LP3）的一端，与微机保护装置（K500）的零流跳闸输出端子（OUT103）串联的零流跳闸控制模块；

将一个第五压板（LP5）的一端，与微机保护装置（K500）的低周减载输出端子（OUT106）串联的低周减载保护跳闸模块；

在所述第一、第二、第三、第五压板（LP1、LP2、LP3、LP5）的另一端，电路连接至所述开关动作机构（NXACT）的第三十三引脚（33）。

5.如权利要求4所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其特征在于，

所述开关动作机构（NXACT）内部设置的一个开关副节点（S1’），电路连接至所述微机保护装置（K500）的第一输入端子（IN102），形成为系统的断路器合位控制模块；

所述开关动作机构（NXACT）内部设置的另一个开关副节点（S1’），电路连接至所述微机保护装置（K500）的第三输入端子（IN101），形成为系统的断路器分位控制模块。

6.如权利要求5所述微机型保护控制的遥控投退重合闸系统，其特征在于，

所述开关动作机构（NXACT）的第三十九引脚（39）通过一个常闭触点（S1）电路连接有一个指示灯（LD）；所述开关动作机构（NXACT）的第三十三引脚（33）电路连接有另一个指示灯（HD）。