CN105244845A - 一种变压器智能过载联切装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种变压器智能过载联切装置，包括主处理模块，所述主处理模块的输入端连接有交流输入变换模块和测温模块，主处理模块的输出端与输出模块相连，人机对话模块通过CAN通信模块与主处理模块相连，所述测温模块与变压器相连，用于测量变压器油温，交流输入变换模块的输入端与变压器高压侧及负荷线电流互感器的二次侧相连，用于测量变压器高压侧及负荷线的电流。本发明所述的变压器智能过载联切装置除采用变压器高压侧过电流分轮切负荷外，还采用变压器顶层油温和热点温度判别变压器的过负荷状况，从而分轮选择负荷切除以消除变压器的过负荷状态，以提高电力系统的安全稳定运行水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器智能过载联切装置，属于电力网安全技术领域。
背景技术
随着经济的发展，电力负荷越来越大，很多变压器负载很大甚至过载运行，降低了安全稳定运行水平，必要时需要切除一部分负荷；而另一方面，在很多情况下，由于经济的原因或为避免网络崩溃时，变压器的过载运行又是必要的。因此尽量利用变压器的过负荷能力同时在过负荷情况下采取切除部分负荷应该是变压器过负荷控制的最佳选择。
常规变压器过载切负荷装置一般用高压侧电流作为切负荷的依据，这种切负荷方式比较简单，但并没有充分反映变压器的过负荷能力，决定变压器过负荷能力的是变压器的温度特别是热点温度。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种变压器智能过载联切装置，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种变压器智能过载联切装置，该装置除采用变压器高压侧过电流分轮切负荷外，还采用变压器顶层油温和热点温度判别变压器的过负荷状况，从而分轮选择负荷切除以消除变压器的过负荷状态，以提高电力系统的安全稳定运行水平。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种变压器智能过载联切装置，包括主处理模块，所述主处理模块的输入端连接有交流输入变换模块和测温模块，主处理模块的输出端与输出模块相连，人机对话模块通过CAN通信模块与主处理模块相连，所述测温模块与变压器相连，用于测量变压器油温，交流输入变换模块的输入端与变压器高压侧及负荷线电流互感器的二次侧相连，用于测量变压器高压侧及负荷线的电流。
作为优选，所述主处理模块包括主处理器，状态量输入接口，状态量输出接口，以及与主处理器相连的A/D转换单元、辅助处理器和存储单元，所述状态量输入接口通过输入端光耦隔离单元与A/D转换单元相连，状态量输出接口通过输出端光耦隔离单元与主处理器相连。
作为优选，所述主处理模块存储单元包括RAM、ROM、FLASH和EEPROM。
作为优选，所述人机对话模块包括微处理器，以及与微处理器相连的状态量输入接口、状态量输出接口、存储单元、通信控制单元、显示器、键盘和信号指示灯。
作为优选，所述人机对话模块存储单元包括ROM、RAM、FLASH和EEPROM。
作为优选，所述交流输入变换模块装有3个电流变换器和3个电压变换器，将提供给主处理模块的电压及电流变换成A/D转换单元能够接受的电平。
作为优选，所述输出模块包括二个以上设有闭锁重合闸回路的出口继电器，当变压器过载时，通过出口继电器切除最合适的负荷线路以消除过负荷状态。
作为优选，所述变压器智能过载联切装置进一步包括与主处理模块和输出模块相连的输入及信号模块，输入及信号模块主要用于实时检测判断负荷是否需要切除，切除后给出相应的信号以提醒运行维护及管理人员。
上述变压器智能过载联切装置工作原理：交流输入变换模块和测温模块将相关的数据信息通过状态量输入接口发送给主处理模块，主处理模块用于测量并计算变压器高压侧、负荷线电流及油温（包括变压器顶层油温和热点温度），判别变压器是否过载，并通过主处理器内置的优化算法确定需要切除的负荷线路，最终通过输出模块执行相关动作，以消除变压器的过负荷状态同时给其它负荷线路正常供电。人机对话模块用于实现相关指令的输入与输出，更好的完成主处理模块的操作。
与现有技术相比，本发明所述的变压器智能过载联切装置不仅采用变压器高压侧过电流分轮切负荷外，还采用变压器顶层油温和热点温度判别变压器的过负荷状况，从而分轮选择负荷切除以消除变压器的过负荷状态，在保证电力系统的安全稳定运行的情况下，充分利用变压器的过负荷能力，通过人机对话模块实现对智能过载联切装置的控制，智能化程度更高，其经济、社会效益明显。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的变压器智能过载联切装置模块框图；
图2为本实施例的主处理模块框图；
图3为本实施例的人机对话模块框图。
具体实施方式
如图1所示，一种变压器智能过载联切装置，包括主处理模块1，所述主处理模块1通过CAN通信模块2与人机对话模块3相连，主处理模块1的输入端连接有交流输入变换模块4和测温模块5，主处理模块1的输出端与输出模块6相连，所述变压器智能过载联切装置进一步包括与主处理模块1和输出模块6相连的输入及信号模块7。所述主处理模块1、CAN通信模块2、人机对话模块3、交流输入变换模块4、测温模块5、输出模块6和输入及信号模块7均与电源模块相连，所述电源模块根据各个模块的供电需求输出一路5V，一路12V，一路-12V，两路24V电压。
如图2所示，所述主处理模块1包括主处理器11，状态量输入接口12，状态量输出接口13，以及与主处理器11相连的由A/D转换单元14、辅助处理器15、256K的RAM随机存储器16、256K的ROM只读存储器17、1M的FLASH闪存18、EEPROM电可擦可编程只读存储器19，状态量输入接口12输入端与交流输入变换模块4、测温模块5、输入及信号模块7相连，输出端通过输入端光耦隔离单元20与A/D转换单元14相连，状态量输出接口13通过输出端光耦隔离单元21与主处理器11相连，状态量输出接口13输出端与输出模块6相连，状态量输入接口12、状态量输出接口13皆经光耦隔离可以保证主处理模块11安全可靠运行，在实施例中，所述主处理器11采用32位的微处理器。当主处理器（32位微处理器CPU）工作异常时，辅助处理器15用于替代其执行相关动作，双处理器相互监视，确保了变压器智能过载联切装置工作的可靠性。
如图3所示，所述人机对话模块3包括32位微处理器31，以及与微处理器31相连的状态量输入接口32、状态量输出接口33、512K的ROM34、1M的RAM42、1M的FLASH35、1M的EEPROM36、通信控制单元37、大屏幕液晶显示器38、全屏幕操作键盘39、信号指示灯40和时钟电路41等。人机对话模块3主要用于人机界面管理，主要功能为：键盘操作；管理液晶显示；打印；信号灯指示；与调试计算机、变电站监控系统或远方安全自动化装置通信；GPS对时（分/秒脉冲自适应对时）以及与主处理器11交换信息，与各CPU的通信采用CAN网，速率为100Kbps，突破了装置内部通信的瓶颈，提高装置内部信息传送的速度。通过人机对话模块3可以更好地实现对智能过载联切装置的控制。
所述交流输入变换模块4装有3个电流变换器和3个电压变换器，将提供给主处理模块1的电压及电流变换成A/D转换单元14能够接受的电平。可接至经压互、流互变换后的母线线路电压及联络线电流。交流输入回路设有限幅回路，防止过压、过流或大的干扰对交流输入回路的不良影响。交流输入回路还设有低通滤波回路，可以滤掉至少5次以上的谐波成分。
所述测温模块5与变压器内部热敏电阻的输出端相连，以测量变压器的油温，计算变压器的热点温度，判断变压器是否过负荷。
所述输出模块6包括二个以上设有闭锁重合闸回路的出口继电器，主要用于过负荷情况下切除主处理模块优化计算得到的负荷线路，同时闭锁重合闸回路，避免切除后又自动重合。该模块根据变压器所带负荷线路数量需要由1～3个输出模件组成。每个模件提供6组，每组2对接点输出，一对可送至操作箱出口回路，另一对可送至出口继电器的闭锁重合闸回路。为提高可靠性，出口继电器均设闭锁回路，只在出口继电器动作后，才解除闭锁，允许出口，避免变压器在正常运行情况下误动切除负荷线路。当主处理模块1有器件出现异常，主处理器1驱动出口继电器，切断状态量输出光耦输出侧的工作电源，出口继电器需掉电方能复归。
输入及信号模块7主要用于实时检测判断负荷是否需要切除，切除后给出相应的信号以提醒运行维护及管理人员。输入及信号模块7有现场提供的多路开关量输入，接收变压器智能过载联切装置控制对象的运行状态信号，并接收主处理模块1提供的装置内部动作状态信号，对外输出显示、告警信号；输入及信号模块7还提供3路输出接点可送至报警、信号或控制回路。在本实施例中，输入及信号模块有两种，一种如上述可提供16条线路的位置信号，以利于判别线路是否投运或投运于哪一段母线用；另一种可提供独立的TV断线信号接点（装置告警与TV断线告警分开），同时还可提供装置动作、装置告警等信号的瞬动接点，可用来起动故障录波等装置。
本发明不仅采用变压器高压侧过电流分轮切负荷外，还采用变压器顶层油温和热点温度判别变压器的过负荷状况，从而分轮选择负荷切除以消除变压器的过负荷状态，在保证电力系统的安全稳定运行的情况下，充分利用变压器的过负荷能力。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (8)
1.一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：包括主处理模块，所述主处理模块的输入端连接有交流输入变换模块和测温模块，主处理模块的输出端与输出模块相连，人机对话模块通过CAN通信模块与主处理模块相连，所述测温模块与变压器相连，用于测量变压器油温，交流输入变换模块的输入端与变压器高压侧及负荷线电流互感器的二次侧相连，用于测量变压器高压侧及负荷线的电流。
2.如权利要求1所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述主处理模块包括主处理器，状态量输入接口，状态量输出接口，以及与主处理器相连的A/D转换单元、辅助处理器和存储单元，所述状态量输入接口通过输入端光耦隔离单元与A/D转换单元相连，状态量输出接口通过输出端光耦隔离单元与主处理器相连。
3.如权利要求2所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述主处理模块存储单元包括RAM、ROM、FLASH和EEPROM。
4.如权利要求1所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述人机对话模块包括微处理器，以及与微处理器相连的状态量输入接口、状态量输出接口、存储单元、通信控制单元、显示器、键盘和信号指示灯。
5.如权利要求4所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述人机对话模块存储单元包括ROM、RAM、FLASH和EEPROM。
6.如权利要求1所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述交流输入变换模块装有3个电流变换器和3个电压变换器，将提供给主处理模块的电压及电流变换成A/D转换单元能够接受的电平。
7.如权利要求1所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述输出模块包括二个以上设有闭锁重合闸回路的出口继电器，当变压器过载时，通过出口继电器切除最合适的负荷线路以消除过负荷状态。
8.如权利要求1所述的一种变压器智能过载联切装置，其特征在于：所述变压器智能过载联切装置进一步包括与主处理模块和输出模块相连的输入及信号模块。
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