CN102946092B - 一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，包括采集跳合闸电流的电流测量检测单元、采集断路器的位置及变压器非电量信号的开关量采集模块、继电器、与温度传感器连接的测温回路、单片机、主控单元、开出模块、断路器和前面板，电流测量检测单元、开关量采集模块、测温回路与单片机连接；单片机与主控单元连接，主控单元控制继电器；主控单元通过开出模块控制断路器，前面板与主控单元连接。本装置集合了板载操作回路跳合闸电流测量与监测功能，既保持继电器的并联电阻值提供参考，又能反映开关跳合闸线圈的阻值状态，为开关检修提供依据。两路测温回路能适用于多种类型的传感器接入且能分别满足进线柜及变压器出线柜的保护要求。

Description

一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置。

背景技术

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，继电保护装置能反应电力系统中电气元件的故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。

目前国内开关跳合闸线圈都是电流型的，开关的操作电流视开关线圈本身的电阻不同而不同，这就要求操作回路的保持回路与该操作电流相匹配。

此外，由于开关柜柜体的密闭性，使柜内导电母排接头、断路器动静触头、隔离开关、电缆终端头接线桩等设备具有裸露高压、位置封闭、空间狭小等特点．无法在带电状态下进行人工巡查测温．因此无法及时发现长期运行过程中常出现的电气接头表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动、触点和母线排连接处老化等问题。因此，对开关柜内部进行测温对运行维护是必要的。

微机保护在我国得到大量应用，已成为继电保护装置的主要型式。不同的被保护对象，其电气量会有所不同，根据电气量而制定的保护方式也就不同，因此，微机保护一般根据其保护的对象分类为线路保护、变压器保护、电动机保护、电容器保护、发电机保护及母线保护等。保护装置种类的多样性使得保护装置对各种设备的保护更贴切、全面，但也增加了运行维护的难度，在一些10kV低压系统的应用场合中，当设备对保护功能要求较简单的情况下，各保护装置几乎具有了通用性，装置的多样性所具有的优点反而得不到体现。在实践过程中，10kV系统的几种典型应用里，进线柜及变压器出线柜均要求装设过流延时、速断延时及零序延时保护功能，此外，出线柜还要求装设变压器温度或瓦斯保护。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置。该保护装置配有两路测温信号接口，能适用于多种类型传感器接入，既能为保持继电器的并联电阻值提供参考，又能反映开关跳合闸线圈的阻值状态，为开关检修提供依据。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，包括电流测量检测单元、开关量采集模块、继电器、测温回路、单片机、主控单元、开出模块、断路器和前面板，

所述电流测量检测单元采集操作回路跳合闸的电流，电流测量检测单元通过母板总线与单片机连接；所述开关量采集模块采集断路器的位置及变压器非电量信号，开关量采集模块通过光电隔离与单片机连接；所述测温回路与温度传感器连接，测温回路与单片机连接；所述单片机的信号输出端与主控单元的信号输入端连接，主控单元控制继电器；所述主控单元通过开出模块控制断路器，所述前面板与主控单元连接。

所述电流测量检测单元为隔离型霍尔直流互感器。

所述测温回路包括两路。

所述保护装置还包括主站，前面板通过以太网、GPRS或串口与主站通信。

所述保护装置还包括10kV线路保护或10kV配电变保护。

本发明集合了板载操作回路跳合闸电流测量与监测功能，一方面为保持继电器的并联电阻值提供参考，另一方面则能反映开关跳合闸线圈的阻值状态，为开关检修提供依据。本保护装置配有两路测温信号接口，能适用于多种类型的传感器接入且能分别满足进线柜及变压器出线柜的保护要求。

附图说明

图1为本发明的逻辑结构示意图；

图2为本发明的板内集成的跳合闸回路电流测量监视功能原理图；

图3为本发明的测温控制功能实现图。

具体实施方式

本发明的一种带跳合闸电流测量功能的线路变压器保护装置，其工作原理为：隔离型霍尔直流互感器采集操作回路断路器8跳合闸的电流，并通过开关量采集模块2采样，获得本次断路器8跳合闸操作的同步跳合闸回路电流值，形成录波数据，并计算各次跳合闸电流的历史最大值，为设备检修提供依据；

两路测温回路中每路测温回路接入操作回路内的开关本体箱体，传输温度传感器传入的数字温度信号至单片机6，继而传输至主控单元6的用于视断路器8的运行，并根据该温度信号发出相应的控制命令控制继电器3的分合，主控单元6将获取的温度信号由10/100M以太网传上传至主站10；

保护装置还配有前面板9，前面板9带操作系统，实时获取及更新主控单元6运行的数据，包括电流测量值、跳合闸电流等，并能下发配置数据，如互感器的额定值、各保护功能的定值等，也能设定通信规约的类型，通过以太网、GPRS或串口与主站通信。

本发明提供一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1所示，本发明的一个实施例提供一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，包括电流测量检测单元1、开关量采集模块2、继电器3、测温回路4、单片机5、主控单元6、开出模块7、断路器8和前面板9，

所述电流测量检测单元1采集操作回路断路器8的跳合闸电流，电流测量检测单元1通过母板总线与单片机5连接；所述开关量采集模块2采集断路器8的位置及变压器非电量信号，开关量采集模块2通过光电隔离与单片机5连接；所述测温回路4与温度传感器连接，测温回路4与单片机5连接；所述单片机5的信号输出端与主控单元6的信号输入端连接，主控单元6控制继电器3；所述主控单元6通过开出模块7控制断路器8，所述前面板9与主控单元6连接。在本实施例中，电流测量检测单元为隔离型霍尔直流互感器，

操作回路的正电源端接入隔离型霍尔直流互感器，经直流电流转换为一定幅值范围的直流电压，通过母板总线连接到单片机5插件，经过一级滤波调理电路后接入主控单元6的AD采样芯片，采集断路器8的跳合闸电流，原理如图2；

如图3所示，两路测温回路4与外部温度传感器连接，传输温度传感器采集的数字信号，通过独特的一线接口接入单片机5插件的外部端子(14-16号)，经过光耦隔离电路后接入主控单元6的I/O口，每路一线接口最多能接入64路温度信号。保护装置内设各路温度信号的定值及时间，采集到该路温度信号后，与定值起行比较，当超过设定值后，延时发出控制信号，通过继电器3输出控制。

接入Ua、Ub、Uc三路相电压信号，一路抽取电压Ux用于线路保护同期检定(当用作配电变保护时，则不接入)，三相保护电流Ia、Ib、Ic，零序电流I0及两相测量电流Iam、Icm，以上10路模拟量通过母板总线连接到单片机插件，经过前置低通滤波回路后接入16位8通道AD采样芯片进行两批采样；

10路220V强电直流遥信开入直接接入单片机5插件的外部端子(01－10号)，各路外部输入均经光电隔离后接入主控单元6的I/O口。当用作线路保护时，有六路遥信为备用开入，当用作配电变保护时，该六路遥信中的五路分别用作重瓦斯跳闸开入、轻瓦斯告警开入、超温跳闸开入、高温告警开入及备用非电量信号开入，实现变压器的瓦斯或油温保护。

Claims (3)

1.一种带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，其特征在于包括电流测量检测单元（1）、开关量采集模块（2）、继电器（3）、测温回路（4）、单片机（5）、主控单元（6）、开出模块（7）、断路器（8）和前面板（9），

所述电流测量检测单元（1）采集操作回路断路器（8）的跳合闸电流，电流测量检测单元（1）通过母板总线与单片机（5）连接；所述开关量采集模块（2）采集断路器（8）的位置及变压器非电量信号，开关量采集模块（2）通过光电隔离与单片机（5）连接；所述测温回路（4）与温度传感器连接，测温回路（4）与单片机（5）连接；所述单片机（5）的信号输出端与主控单元（6）的信号输入端连接，主控单元（6）控制继电器（3）；所述主控单元（6）通过开出模块（7）控制断路器（8），所述前面板（9）与主控单元（6）连接；

所述电流测量检测单元（1）为隔离型霍尔直流互感器；所述测温回路（4）包括两路；

所述隔离型霍尔直流互感器采集操作回路断路器跳合闸的电流，并通过开关量采集模块采样，获得本次断路器跳合闸操作的同步跳合闸回路电流值，形成录波数据，并计算各次跳合闸电流的历史最大值，为设备检修提供依据；

两路测温回路中每路测温回路接入操作回路内的开关本体箱体，传输温度传感器传入的数字温度信号至单片机，继而传输至主控单元的用于监控断路器的运行，并根据该温度信号发出相应的控制命令控制继电器的分合。

2.根据权利要求1所述带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，其特征在于还包括主站（10），所述前面板通过以太网、GPRS或串口与主站通信。

3.根据权利要求1 所述带跳合闸电流测量的线路变压器保护装置，其特征在于还包括10kV线路保护或10kV配电变保护。