CN106340961B - 智能变电站的3取2闭锁装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站的3取2闭锁装置和方法，该闭锁装置包括：第一、第二和第三总线，分别引入第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点的开关量；第一、第二和第三可控硅元件，各自串接至本开关合闸回路；以及第一、第二和第三与非门元件，其中，第一与非门元件的两输入端分别连接第二、第三总线、输出端连接第一可控硅元件的控制极，第二与非门元件的两输入端分别连接第一、第三总线、输出端连接第二可控硅元件的控制极，第三与非门元件的两输入端分别连接第一、第二总线、输出端连接第三可控硅元件的控制极。本发明通过简单改造各开关智能终端合闸回路并引入逻辑判断电路，满足了智能变电站建设的3取2闭锁要求。

Description

智能变电站的3取2闭锁装置和方法

技术领域

本发明涉及一种智能变电站的3取2闭锁装置和方法。

背景技术

目前，我们在10kV配网开闭所设计时，通常都会要求该开闭所的两路进线电源开关与母联开关之间最多只能合两个，即当这3个开关已经有两个开关处于合闸状态时，第3个开关就不允许合闸，即使合闸了也应该合不上，这就是我们通常所说的“3取2”闭锁。

平时我们都是在每个开关的合闸控制回路中引入另外两个开关的常闭辅助接点，并联后接入合闸控制回路，来实现“3取2”闭锁的功能。

现有的“3取2”闭锁方案是将如图1所示的变电站(或开闭所、开关站等)，在本开闭所内1#进线开关11’的合闸控制回路中另外引入2#进线开关13’和母联开关12’两个开关的常闭辅助接点，并将这两个辅助接点并联后接入本1#进线开关的合闸控制回路，起到闭锁合闸的作用。

现实工作中有时还会采用如图2所示的两个开闭所，各自使用一个独立的外部电源，两个开闭所之间进行电气连接，即俗称的“手拉手”方式。对于这种“手拉手”的供电方式，我们可以根据运行需要，既可以对本开闭所内的1#、2#进线开关11’、13’加母联开关12’进行“3取2”闭锁，也可以对两个独立外部电源加任一2#进线开关进行“3取2”闭锁。

现有的“3取2”闭锁方案已经能够实现相应的闭锁目的，且方法简单，成本较低，但这种方法需要将原控制回路的一部分断开后加入相应的辅助接点，需要对原控制回路进行改变，随着国网智能变电站建设的推进，这种通过改变原控制回路的结构的方法已经不可能再适用了，因为智能站已经把所有的二次回路全部都做进了各种装置中，在变电站中只需将各装置之间进行连接即可，装置内部的回路，包括控制回路都是无法改变的。

目前，各个装置的生产厂商都是按照自己的标准来生产的，未包含“3取2”闭锁方案，对于“3取2”闭锁要求，需要厂家商量临时增加硬件回路，如此，生产厂商需要为了某个工程临时改变其电路板的设计，这样不仅增加厂家的开发成本和还导致生产周期增大，因此有必要提供一种新的3取2闭锁方案，以适应智能变电站的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变电站的3取2闭锁装置，以在智能变电站的应用场合下实现“3取2”闭锁方式。

本发明的目的在于提供一种智能变电站的3取2闭锁方法，以在智能变电站的应用场合下实现“3取2”闭锁方式。

为此，本发明一方面提供了一种智能变电站的3取2闭锁装置，包括：第一总线、第二总线和第三总线，其中，第一总线引入第一进线开关的常开辅助接点的开关量，第二总线引入第二进线开关的常开辅助接点的开关量，第三总线引入母联开关的常开辅助接点的开关量；第一可控硅元件、第二可控硅元件和第三可控硅元件，其中，第一可控硅元件用于串接至第一进线开关合闸回路；第二可控硅元件用于串接至第二进线开关合闸回路，第三可控硅元件用于串接至母联开关合闸回路；以及第一与非门元件、第二与非门元件和第三与非门元件，其中，第一与非门元件的两输入端分别连接第二总线和第三总线、输出端连接第一可控硅元件的控制极，第二与非门元件的两输入端分别连接第一总线和第三总线、输出端连接第二可控硅元件的控制极，第三与非门元件的两输入端分别连接第一总线和第二总线、输出端连接第三可控硅元件的控制极。

进一步地，上述第一进线开关的常开辅助接点的开关信号由第一进线开关所属的智能终端经过模数转换后引入第一总线，第二进线开关的常开辅助接点的开关信号由第二进线开关所属的智能终端经过模数转换后引入第二总线，母联开关的常开辅助接点的开关信号由母联开关所属的智能终端经过数模转换后引入第三总线。

进一步地，上述智能变电站的3取2闭锁装置还包括：第四可控硅元件、第五可控硅元件和第六可控硅元件，其中，第四可控硅元件串接在第一总线和地位之间，第五可控硅元件串接在第二总线和地位之间，第六可控硅元件串接在第三总线和地位之间，其中，第四可控硅元件的控制极、第五可控硅元件的控制极和第六可控硅元件的控制极并联并与总取消电源选择性连接。

进一步地，上述智能变电站的3取2闭锁装置还包括PCB板，其中，第一总线、第二总线、第三总线、第一可控硅元件、第二可控硅元件、第三可控硅元件、第一与非门元件、第二与非门元件、第三与非门元件设置在PCB板上。

进一步地，上述3取2闭锁装置还包括PCB板，其中，第一总线、第二总线、第三总线、第一与非门元件、第二与非门元件、第三与非门元件设置在PCB板上，第一可控硅元件设置在第一进线开关合闸回路上，第二可控硅元件设置在第二进线开关合闸回路上，第三可控硅元件设置在母联开关合闸回路上。

根据本发明的另一方面，提供了一种智能变电站的3取2闭锁方法，包括以下步骤：将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点分别接入各自所属的智能终端，再由各智能终端取出各常开辅助接点的开关量至根据权利要求4的3取2闭锁装置的第一总线、第二总线和第三总线；将各智能终端的第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路断开以引入串口；以及将3取2闭锁装置的第一可控硅元件串接至第一进线开关合闸回路的串口，将第二可控硅元件串接至第二进线开关合闸回路的串口，将第三可控硅元件串接至第三进线开关合闸回路的串口。

本发明还提供了一种智能变电站的3取2闭锁方法，包括以下步骤：将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点分别接入各自所属的智能终端，再由各自的智能终端取出各常开辅助接点的开关量至根据权利要求5的3取2闭锁装置的第一总线、第二总线和第三总线；将各智能终端的第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路断开并串接第一可控硅元件、第二可控硅元件、第三可控硅元件；以及将3取2闭锁装置的第一与非门元件的输出端、第二与非门元件的输出端和第三与非门元件的输出端分别电连接第一可控硅元件的控制极、第二可控硅元件的控制极、以及第三可控硅元件的控制极。

本实用新型通过简单改造各职能终端的合闸回路，使之预留串接插口，解决了智能变电站构建中从硬件上实现3取2闭锁功能的难题，使得这种常见的3取2闭锁方式适应了国网智能变电站建设的要求，既满足了运行的要求又适用与智能站的需要，为智能站的进一步推广奠定了技术基础。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的应用3取2闭锁方案的一种变电站的示意图；

图2是现有技术的应用3取2闭锁方案的另一种变电站的示意图；

图3是根据本发明一实施例的智能变电站的3取2闭锁装置的整体结构示意图；

图4是根据本发明一实施例的智能变电站的第一进线开关智能终端的内部控制电路的电路图；

图5是根据本发明一实施例的智能变电站的3取2闭锁装置的内部结构示意图；

图6是根据本发明另一实施例的智能变电站的3取2闭锁装置的整体结构示意图；

图7是根据本发明另一实施例的智能变电站的的第一进线开关智能终端的内部控制电路的电路图；以及

图8是根据本发明另一实施例的智能变电站的3取2闭锁装置的内部结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图3至图8示出了根据本发明的一些实施例。

根据本发明一方面的智能变电站的3取2闭锁方法，包括以下步骤：

步骤一：如图3所示，将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点101、201、301分别接入各自所属的智能终端100、200、300，再由各智能终端取出各常开辅助接点的开关量至3取2闭锁装置10的第一总线11、第二总线12和第三总线13。其中，常开辅助接点101、201、301经过各自的智能终端100、200、300数模转换/光电隔离模块的数模转换、光电隔离后分别接入第一总线11、第二总线42和第三总线43；

步骤二：如图4所示，将各智能终端的第一进线开关合闸回路110、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路断开以引入串接插口111。其中，第二进线开关合闸回路和母联开关合闸回路未示出，但是其引入串接插口的方式与第一进线开关合闸回路110相同；以及

步骤三：如图5所示，将3取2闭锁装置10的第一可控硅元件14串接至第一进线开关合闸回路的串接插口111，将第二可控硅元件15串接至第二进线开关合闸回路的串接插口，将第三可控硅元件16串接至第三进线开关合闸回路的串接插口。其中，第一、第二、第三可控硅元件引出插头10a、10b、10c与串接插口111配合即可插接配合，如此连接方便。

其中，上述智能变电站的3取2闭锁装置包括：第一总线11、第二总线12和第三总线13，第一可控硅元件14、第二可控硅元件15和第三可控硅元件16，以及第一与非门元件17、第二与非门元件18和第三与非门元件19。

其中，第一总线11引入第一进线开关的常开辅助接点101的开关量，第二总线12引入第二进线开关的常开辅助接点201的开关量，第三总线13引入母联开关的常开辅助接点301的开关量；第一可控硅元件14用于串接至第一进线开关合闸回路110；第二可控硅元件15用于串接至第二进线开关合闸回路(图中未示出)，第三可控硅元件16用于串接至母联开关合闸回路(图中未示出)；第一与非门元件17的两输入端分别连接第二总线12和第三总线13、输出端连接第一可控硅元件14的控制极，第二与非门元件18的两输入端分别连接第一总线11和第三总线13、输出端连接第二可控硅元件15的控制极，第三与非门元件19的两输入端分别连接第一总线11和第二总线12、输出端连接第三可控硅元件16的控制极。

根据本发明的闭锁方法，各合闸回路通过预设串接插口，方便后续的3取2闭锁装置的连接安装，在现有技术的智能变电站的构建中，无法就各开关单元的智能终端中的合闸回路从硬件上实现3取2闭锁功能，本发明通过简单改造各职能终端的合闸回路，使之预留串接插口，解决了智能变电站构建中从硬件上实现3取2闭锁功能的难题。

在一实施例中，串接插口为常闭插口，其好处是，智能终端制造商只需关注本身，在无3取2闭锁装置时，各合闸回路仍然是导通的，无需关注后续的3取2闭锁装置，当后续3取2闭锁装置使用时，仅需插入串接接口即可实现串接，如此在智能终端上实施3取2闭锁方案简单可靠。另外，采用可控硅元件来控制合闸回路的通断，体积小、反应快速的优点，适合3取2闭锁装置的小体积封装。

优选地，上述智能变电站的3取2闭锁装置还包括PCB板，其中，第一总线、第二总线、第三总线、第一可控硅元件、第二可控硅元件、第三可控硅元件、第一与非门元件、第二与非门元件、第三与非门元件设置在PCB板上。

在本实施例中，第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路预先断开并预留串接插口，以便与第一可控硅元件、第二可控硅元件、第三可控硅元件连接的插头串接至各合闸回路。

在优选实施例中，上述智能变电站的3取2闭锁装置还包括：第四可控硅元件21、第五可控硅元件22和第六可控硅元件23，其中，第四可控硅元件21串接在第一总线和地电位之间，第五可控硅元件22串接在第二总线和地电位之间，第六可控硅元件23串接在第三总线和地电位之间，其中，第四可控硅元件的控制极、第五可控硅元件的控制极和第六可控硅元件的控制极并联成公共控制极24，该公共控制极24与远方总取消电源正极选择性连接。

通过上述结构方案，当第四、第五和第六可控硅元件的控制极与总取消电源连接时，所有导通的可控硅都强迫其所在的总线电位处在低电位即地电位上，这样无论开关处于何种状态(合闸或分闸)，另外的一个或两个开关均能正常合闸，即起到了闭锁解除的作用。

以下由发明人结合图3至图5对3取2闭锁装置的结构原理进行详细阐述。

本优选实施例的3取2闭锁装置由3个与非门元件、3条总线和6个可控硅组成，各元件之间按照图4-6所示的连接方式进行连接。其中Ⅰ总线与1#进线开关的智能终端连接，负责将采集的1#进线开关的开关量输送到Ⅰ总线上，并将相应的开关量输送给2#、3#与非门元件，供其判断选择；Ⅱ总线与2#进线开关的智能终端连接，负责将采集的2#进线开关的开关量输送到Ⅱ总线上，并将相应的开关量输送给1#、3#与非门元件，供其判断选择；Ⅲ总线与母联开关的智能终端连接，负责将采集的母联开关的开关量输送到Ⅲ总线上，并将相应的开关量输送给1#、2#与非门元件，供其判断选择。

根据与非门元件的判断，与非门分别输出高电平和低电平，输出高电平时就给1#、2#和3#可控硅的控制极提供控制电压，此时可控硅就可以导通，原回路具备合闸条件，否则可控硅不导通，不具备合闸条件，从而实现“3取2闭锁”的目的。

其中，1#、2#与3#可控硅分别与1#、2#与母联开关的智能终端的合闸控制回路相连。在此需要智能终端的厂家事先将智能终端的合闸控制回路在指定地方开断并引出装置，以便本发明装置与相应的智能终端对接。对接时将本发明装置对应的可控硅接口与智能终端预留的对应接口连接，达到既恢复原合闸回路又实现“3取2闭锁”的目的。

4#、5#与6#可控硅用来实现解除“3取2闭锁”的。三个可控硅的阴极并联后与地相连，阳极分别与三个总线相连，控制极并联后接远方控制电源的正极。如果此时三个开关都没有合闸，三个总线均为低电平，可控硅不导通，这样三个与非门输出均为高电平，所以1#、2#和3#可控硅均导通，具备合闸条件；如果已有任意一个或两个开关合闸，此时4#、5#和6#可控硅中至少有一个或两个导通，由于所有可控硅的阴极都和地相接，那么所有导通的可控硅都强迫其所在的总线电位处在低电位即地电位上，这样无论开关处于何种状态(合闸或分闸)，另外的一个或两个开关均能正常合闸，即起到了闭锁解除的作用。

结合参照图6至图8，根据本发明的另一方面的智能变电站的3取2闭锁方法，包括以下步骤：

如图6所示，将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点101、201、301分别接入各自所属的智能终端100、200、300，再由各自的智能终端取出各常开辅助接点的开关量至3取2闭锁装置的第一总线11、第二总线12和第三总线13；

如图7所示，将各智能终端的第一进线开关合闸回路100、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路断开并串接第一可控硅元件14、第二可控硅元件和第三可控硅元件(图中未示出)；以及

如图8所示，将3取2闭锁装置的第一与非门元件17的输出端10d、第二与非门元件18的输出端10e和第三与非门元件19的输出端10f分别电连接第一可控硅元件14的控制极141、第二可控硅元件的控制极、以及第三可控硅元件的控制极(图中未示出)。

本发明通过在第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路和母联开关合闸回路上强制串接第一、第二和第三可控硅元件设置，再引出第一、第二、第三可控硅元件的控制极连接3取2闭锁装置，实现3取2闭锁功能，从而与目前变电站的3取2闭锁要求保持一致，保证了供电安全和可靠性。

上述3取2闭锁方法中的3取2闭锁装置与图3至图5所示的闭锁装置差别在于：其中，第一总线11、第二总线12、第三总线13、第一与非门元件17、第二与非门元件19、第三与非门元件19设置在PCB板上，第一可控硅元件14设置在第一进线开关合闸回路110上，第二可控硅元件设置在第二进线开关合闸回路上，第三可控硅元件设置在母联开关合闸回路上。

在本实施例的3取2闭锁装置中，第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路、母联开关合闸回路预先串接可控硅元件，将这些可控硅元件的控制极与3取2闭锁装置电连接，即可实现3取2闭锁控制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能变电站的3取2闭锁装置，其特征在于，包括：

第一总线、第二总线和第三总线，其中，所述第一总线引入第一进线开关的常开辅助接点的开关量，所述第二总线引入第二进线开关的常开辅助接点的开关量，所述第三总线引入母联开关的常开辅助接点的开关量；

第一可控硅元件、第二可控硅元件和第三可控硅元件，其中，所述第一可控硅元件用于串接至第一进线开关合闸回路；所述第二可控硅元件用于串接至第二进线开关合闸回路，所述第三可控硅元件用于串接至母联开关合闸回路；以及

第一与非门元件、第二与非门元件和第三与非门元件，其中，所述第一与非门元件的两输入端分别连接第二总线和第三总线、输出端连接所述第一可控硅元件的控制极，所述第二与非门元件的两输入端分别连接第一总线和第三总线、输出端连接所述第二可控硅元件的控制极，所述第三与非门元件的两输入端分别连接第一总线和第二总线、输出端连接所述第三可控硅元件的控制极，

将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点分别接入各自所属的智能终端，再由各自的智能终端取出各所述常开辅助接点的开关量至第一总线、第二总线和第三总线；

将各智能终端的第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路和母联开关合闸回路断开以引入串接插口；

将第一可控硅元件串接至所述第一进线开关合闸回路的串接插口，将所述第二可控硅元件串接至所述第二进线开关合闸回路的串接插口，将所述第三可控硅元件串接至所述第三进线开关合闸回路的串接插口。

2.根据权利要求1所述的智能变电站的3取2闭锁装置，其特征在于，所述第一进线开关的常开辅助接点的开关信号由第一进线开关所属的智能终端经过模数转换后引入所述第一总线，所述第二进线开关的常开辅助接点的开关信号由第二进线开关所属的智能终端经过模数转换后引入所述第二总线，所述母联开关的常开辅助接点的开关信号由母联开关所属的智能终端经过数模转换后引入第三总线。

3.根据权利要求1所述的智能变电站的3取2闭锁装置，其特征在于，还包括：第四可控硅元件、第五可控硅元件和第六可控硅元件，其中，所述第四可控硅元件串接在所述第一总线和地位之间，所述第五可控硅元件串接在所述第二总线和地位之间，第六可控硅元件串接在第三总线和地位之间，其中，所述第四可控硅元件的控制极、第五可控硅元件的控制极和第六可控硅元件的控制极并联成公共控制极，该公共控制极与总取消电源选择性连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的智能变电站的3取2闭锁装置，其特征在于，还包括PCB板，其中，所述第一总线、第二总线、第三总线、第一可控硅元件、第二可控硅元件、第三可控硅元件、第一与非门元件、第二与非门元件和第三与非门元件设置在所述PCB板上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的智能变电站的3取2闭锁装置，其特征在于，还包括PCB板，其中，所述第一总线、第二总线、第三总线、第一与非门元件、第二与非门元件和第三与非门元件设置在所述PCB板上，所述第一可控硅元件设置在所述第一进线开关合闸回路上，所述第二可控硅元件设置在所述第二进线开关合闸回路上，所述第三可控硅元件设置在所述母联开关合闸回路上。

6.一种智能变电站的3取2闭锁方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点分别接入各自所属的智能终端，再由各智能终端取出各所述常开辅助接点的开关量至根据权利要求4所述的3取2闭锁装置的第一总线、第二总线和第三总线；

将各智能终端的第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路和母联开关合闸回路断开以引入串接插口；以及

将所述3取2闭锁装置的第一可控硅元件串接至所述第一进线开关合闸回路的串接插口，将所述第二可控硅元件串接至所述第二进线开关合闸回路的串接插口，将所述第三可控硅元件串接至所述第三进线开关合闸回路的串接插口。

7.根据权利要求6所述的智能变电站的3取2闭锁方法，其特征在于，所述串接插口为常闭接口。

8.一种智能变电站的3取2闭锁方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一进线开关、第二进线开关和母联开关的常开辅助接点分别接入各自所属的智能终端，再由各自的智能终端取出各所述常开辅助接点的开关量至根据权利要求5所述的3取2闭锁装置的第一总线、第二总线和第三总线；

将各智能终端的第一进线开关合闸回路、第二进线开关合闸回路和母联开关合闸回路断开并且所述第一进线开关合闸回路串接第一可控硅元件、所述第二进线开关合闸回路串接第二可控硅元件和所述母联开关合闸回路串接第三可控硅元件；以及

将所述3取2闭锁装置的第一与非门元件的输出端、第二与非门元件的输出端和第三与非门元件的输出端分别电连接第一可控硅元件的控制极、第二可控硅元件的控制极、以及第三可控硅元件的控制极。