CN106451087A - 12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法，包括母线I、母线II、1个母联回路、2个测量回路、至少2个进线回路以及至少2个出线回路，其中，母联回路用于断开和连接母线I或母线II，2个测量回路分别用于测量母线I和母线II的电压，至少1个进线回路给母线I供电，至少1个进线回路给母线II供电，至少2个出线回路给下级负荷供电。用以实现不停电轮流检修母线。

Description

12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法

技术领域

本发明涉及控制技术领域，特别是涉及一种12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法。

背景技术

随着我国电力事业的不断发展，对开关柜运行的可靠性提出了越来越高的要求。目前，12KV的开关柜控制系统主要采用的是单母线接线方式，这种单母线接线方式虽然结构简单、设备少，但在这种接线方式下，在检修电路时需要先停电，然后才能进行检修操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法，包括：母线I和母线II；

一端与所述母线I可通断连接，另一端与所述母线II可通断连接的母联回路，用于将所述母线I和所述母线II连接或断开；

2个测量回路，其中一个测量回路与所述母线I连接，用于测量所述母线I的电压，另一个测量回路与所述母线II连接，用于测量所述母线II的电压；

至少2个出线回路，所述出线回路的一端与所述母线I可通断连接，所述出线回路的另一端与所述母线II可通断连接，用于给负荷供电；

至少2个进线回路，所述进线回路的一端与所述母线I可通断连接，所述进线回路的另一端与所述母线II可通断连接，用于给所述母线I和所述母线II供电；

其中，

所述母联回路包括：

与所述母线I连接的第一隔离开关，与所述母线II连接的第二隔离开关，以及在所述第一隔离开关与所述第二隔离开关之间依次串联连接的第一断路器和第一电流互感器；

所述测量回路包括：

一端与所述母线I或所述母线II连接的第一电压互感器；

所述出线回路包括：

一端与所述母线I连接的第三隔离开关，一端与所述母线II连接的第四隔离开关，所述第三隔离开关的另一端与所述第四隔离开关的另一端短接，与所述第三隔离开关和所述第四隔离开关的公共端连接的第二断路器，与所述第二断路器串联连接的第二电流互感器；

所述进线回路包括：

一端与所述母线I连接的第五隔离开关，一端与所述母线II连接的第六隔离开关，所述第五隔离开关的另一端与所述第六隔离开关的另一端短接，与所述第五隔离开关和所述第六隔离开关的公共端连接的第三断路器，与所述第三断路器串联连接的第三电流互感器。

进一步地，所述母联回路还包括第一带电显示器、第二带电显示器以及第一避雷器，其中，

所述第一带电显示器一端与所述第一隔离开关接母线I的一端连接，所述第一带电显示器的另一端接地；

所述第二带电显示器一端与所述第二隔离开关接母线II的一端连接，所述第二带电显示器的另一端接地；

所述第一避雷器的一端与所述第一断路器和所述第一电流互感器的公共端连接，所述第一避雷器的另一端接地。

进一步地，所述测量回路还包括第二避雷器和第一接地开关，其中，

所述第二避雷器的一端与所述母线I或所述母线II连接，所述第二避雷器的另一端接地，所述第一接地开关的一端与所述母线I或所述母线II连接，所述第一接地开关的另一端接地。

进一步地，所述出线回路还包括：第三避雷器、第二接地开关和第一零序电流互感器，其中，

所述第一零序电流互感器与所述第二电流互感器串联；

所述第三避雷器的一端与所述第一零序电流互感器和所述第二电流互感器的公共端连接，所述第三避雷器的另一端接地；

所述第二接地开关的一端与所述第一零序电流互感器和所述第二电流互感器的公共端连接，所述第二接地开关的另一端接地。

进一步地，所述进线回路还包括：第三接地开关以及第四避雷器，其中，

所述第三接地开关的一端与所述第三断路器和所述第三电流互感器的公共端连接，所述第三接地开关的另一端接地；

所述第四避雷器的一端与所述第三断路器和所述第三电流互感器的公共端连接，所述第四避雷器的另一端接地。

一种倒闸控制方法，所述方法包括：

当所述母线I为工作母线时，母线II为备用母线，通过与所述母线I连接的测量回路获取所述母线I的电压，判断所述母线I的电压是否在预置电压范围内；当工作母线需要退出检修时，工作母线上的进线回路和所有出线回路均需转移到备用母线上，依次闭合所述母联回路中第一隔离开关、第二隔离开关和所述第一断路器；

将与所述母线II连接的，位于进线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，再将位于同一进线回路中与母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；

将与所述母线II连接的，位于出线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，并将位于同一出线回路中，与所述母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；

依次断开所述母联回路中第一断路器、第二隔离开关和第一隔离开关。

有益效果

相比于12kV单母线开关柜控制系统，本发明提供的12kV双母线开关柜控制系统。由于该系统中有两组母线，两组母线之间通过母联回路连接起来，检修任一母线时，可将这一组母线上的所有回路和电源转移到另一组母线上，同理，检修另一组母线时，操作方式一致，从而可实现轮流检修母线而不中断对用户的供电。

附图说明

图1为本发明提供的一种12kV双母线开关柜控制系统的电路图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本发明实施例提供的12kV双母线开关柜控制系统可以包括：母线I、母线II，一端与母线I可通断连接，另一端与母线II可通断连接的母联回路，用于将母线I和母线II连接或断开；2个测量回路，其中一个测量回路与母线I连接，用于测量母线I的电压，另一个测量回路与母线II连接，用于测量母线II的电压；至少两个出线回路，出线回路的一端与母线I可通断连接，出线回路的另一端与母线II可通断连接，用于给负荷(与出线回路连接的下级电路或设备)供电；至少2个进线回路，进线回路的一端与所述母线I可通断连接，进线回路的另一端与所述母线II可通断连接，并分别用于给母线I和母线II供电，其中，可通断连接是指回路与母线可以接通或断开。

需要说明的是，本发明是指可以有2个出线回路，也可以有3个或更多个出线回路，可以有2个进线回路，也可以有3个或更多个进线回路。

母联回路可以包括：与母线I连接的第一隔离开关，与母线II连接的第二隔离开关，以及在第一隔离开关与第二隔离开关之间依次串联连接的第一断路器和第一电流互感器。

测量回路可以包括：一端与母线I或母线II连接的第一电压互感器。

出线回路可以包括：一端与母线I连接的第三隔离开关，一端与母线II连接的第四隔离开关，所述第三隔离开关的另一端与第四隔离开关的另一端短接，与第三隔离开关和所述第四隔离开关的公共端连接的第二断路器，与第二断路器串联连接的第二电流互感器。

进线回路可以包括：一端与母线I连接的第五隔离开关，一端与母线II连接的第六隔离开关，第五隔离开关的另一端与所述第六隔离开关的另一端短接，与第五隔离开关和所述第六隔离开关的公共端连接的第三断路器，与第三断路器串联连接的第三电流互感器，与第三电流互感器连接的电源，且第三电流互感器与电源通过架空线连接。

进一步地，母联回路还可以包括第一带电显示器、第二带电显示器以及第一避雷器，其中，

第一带电显示器一端与第一隔离开关接母线I的一端连接，第一带电显示器的另一端接地；第二带电显示器一端与第二隔离开关接母线II的一端连接，第二带电显示器的另一端接地；第一避雷器的一端与第一断路器和第一电流互感器的公共端连接，第一避雷器的另一端接地。

进一步地，测量回路还可以包括第二避雷器和第一接地开关，其中，

第二避雷器的一端与母线I或母线II连接，第二避雷器的另一端接地，第一接地开关的一端与母线I或母线II连接，第一接地开关的另一端接地。

进一步地，出线回路还可以包括：第三避雷器、第二接地开关和第一零序电流互感器，其中，第一零序电流互感器与第二电流互感器串联；第三避雷器的一端与第一零序电流互感器和第二电流互感器的公共端连接，第三避雷器的另一端接地；第二接地开关的一端与第一零序电流互感器和第二电流互感器的公共端连接，第二接地开关的另一端接地。

进一步地，进线回路还可以包括：第三接地开关以及第四避雷器，其中，第三接地开关的一端与第三断路器和第三电流互感器的公共端连接，第三接地开关的另一端接地；第四避雷器的一端与第三断路器和第三电流互感器的公共端连接，第四避雷器的另一端接地。

其中，本实施例中，隔离开关用于倒闸操作，断路器用于接通和切断电路，电流互感器和零序电流互感器用于测量各支路电流，避雷器用于各支路的过电压保护，接地开关用于各支路检修接地，电压互感器用于母线电压测量、带电指示器用于母线带电指示。

该12kV双母线开关柜控制系统有两种工作方式：一种方式为母线I和母线II均为工作母线，即一些进线回路与出线回路工作于母线I，另一些进线回路与出线回路工作于母线II，相当于单母线分段运行。通过测量回路获取各工作母线电压，并通过后台判断母线I或母线II的电压是否在预置电压范围内；

该12kV双母线开关柜控制系统的另一种工作方式为：母线I为工作母线，母线II为备用母线，通过与母线I连接的测量回路获取母线I的电压，同样通过后台判断母线I的电压是否在预置电压范围内。

当工作母线需要退出检修时，工作母线上的进线回路和所有出线回路均需转移到备用母线上。此工作方式的倒闸过程如下，

依次闭合所述母联回路中第一隔离开关、第二隔离开关和第一断路器；将与所述母线II连接的，位于进线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，再将位于同一进线回路中与母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；将与所述母线II连接的，位于出线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，再将位于同一出线回路中，与所述母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；依次断开所述母联回路中第一断路器、第二隔离开关和第一隔离开关。

下面以出线回路和进线回路均为2个对本发明实施例进行举例说明。如图1所示，该12kV双母线开关柜控制系统的电路包括：母线IM、母线IIM、母联回路、测量回路一、测量回路二、出线回路一、出线回路二、进线回路一和进线回路二。其中，

母联回路一端与母线IM可通断连接，另一端与母线IIM可通断连接，用于将母线IM和母线IIM连接或断开；测量回路一与所述母线IM连接，用于测量所述母线IM的电压，测量回路二与母线IIM连接，用于测量所述母线IIM的电压；出线回路一和出线回路二均用于给负荷供电；进线回路用于给母线IM和母线IIM供电。

具体地，母联回路包括隔离开关5DS、隔离开关6DS、断路器3CB、电流互感器3CT、母线带电显示器SI、母线带电显示器SII以及避雷器4SA。其中，隔离开关5DS第一端与母线IM连接的，隔离开关5DS第二端与断路器3CB的第一端连接，断路器3CB的第二端连接隔离开关6DS，隔离开关6DS第二端与母线IIM连接，母线带电显示器SI第一端与隔离开关5DS接母线IM的一端连接，母线带电显示器SI的第二端接地；母线带电显示器SII第一端与隔离开关6DS接母线IIM的一端连接，母线带电显示器SII的第二端接地；避雷器4SA一端连接在断路器3CB和电流互感器3CT的公共端，避雷器4SA的第二端接地。

具体地，测量回路一包括：电压互感器1PT、避雷器3SA和接地开关3ES。其中，电压互感器1PT一端与母线IM连接，避雷器3SA第一端与母线IM连接，避雷器3SA的第二端接地，接地开关3ES第一端与母线IM连接，接地开关3ES的第二端接地。

具体地，测量回路二包括：电压互感器2PT、避雷器5SA和接地开关4ES。其中，电压互感器2PT一端与母线IIM连接，避雷器5SA第一端与母线IIM连接，避雷器5SA的第二端接地，接地开关4ES第一端与母线IIM连接，接地开关4ES的第二端接地。

具体地，出线回路一包括：隔离开关1DS、隔离开关2DS、断路器1CB、电流互感器1CT、避雷器1SA、接地开关1ES和零序电流互感器1ZCT。其中，隔离开关1DS的第一端与母线IM连接，隔离开关2DS的第一端与母线IIM连接，隔离开关1DS的第二端与隔离开关2DS的第二端短接，再依次串联断路器1CB和电流互感器1CT，零序电流互感器1ZCT与电流互感器1CT串联，避雷器1SA的第一端与零序电流互感器1ZCT和电流互感器1CT的公共端连接，避雷器1SA的第二端接地，接地开关1ES的第一端与零序电流互感器1ZCT和电流互感器1CT的公共端连接，接地开关1ES的第二端接地。

具体地，出线回路二包括：隔离开关9DS、隔离开关10DS、断路器5CB、电流互感器5CT、避雷器7SA、接地开关6ES和零序电流互感器2ZCT。其中，隔离开关9DS的第一端与母线IM连接，隔离开关10DS的第一端与母线IIM连接，隔离开关9DS的第二端与隔离开关10DS的第二端短接，再依次串联断路器5CB和电流互感器5CT，零序电流互感器2ZCT与电流互感器5CT串联，避雷器7SA的第一端与零序电流互感器2ZCT和电流互感器5CT的公共端连接，避雷器7SA的第二端接地，接地开关6ES的第一端与零序电流互感器2ZCT和电流互感器5CT的公共端连接，接地开关6ES的第二端接地。

具体地，进线回路一包括：隔离开关3DS、隔离开关4DS、断路器2CB、电流互感器2CT、接地开关2ES以及避雷器2SA。其中，隔离开关3DS第一端与母线IM连接，隔离开关4DS第一端与母线IIM连接，隔离开关3DS的第二端与隔离开关4DS的第二端短接，再依次串联断路器2CB和电流互感器2CT，电流互感器2CT的另一端与电源连接，且电流互感器2CT与电源通过架空线连接，接地开关2ES第一端与断路器2CB和电流互感器2CT的公共端连接，接地开关2ES的第二端接地，避雷器2SA第一端与断路器2CB和电流互感器2CT的公共端连接，避雷器2SA的第二端接地；

具体地，进线回路二包括：隔离开关7DS、隔离开关8DS、断路器4CB、电流互感器4CT、接地开关5ES以及避雷器6SA。其中，隔离开关7DS第一端与母线IM连接，隔离开关8DS第一端与母线IIM连接，隔离开关7DS的第二端与隔离开关8DS的第二端短接，再依次串联断路器4CB和电流互感器4CT，电流互感器4CT的另一端与电源连接，且电流互感器4CT与电源通过架空线连接，接地开关5ES第一端与断路器4CB和电流互感器4CT的公共端连接，接地开关5ES的第二端接地；避雷器6SA第一端与断路器4CB和电流互感器4CT的公共端连接，避雷器6SA的第二端接地。

其中，本实施例中，隔离开关用于倒闸操作，断路器用于接通和切断电路，电流互感器和零序电流互感器用于测量各支路电流，避雷器用于各支路的过电压保护，接地开关用于各支路检修接地，电压互感器用于母线电压测量、带电指示器用于母线带电指示。

该12kV双母线开关柜控制系统有两种工作方式，一种为两组母线均工作，即一部分进线回路和出线回路工作于母线IM，另一部分进线回路和出线回路工作于母线IIM，相当于常规的单母线分段运行。下面以图1所示双母线开关柜控制系统为例进行说明，该12kV双母线开关柜控制系统工作时母线IM和母线IIM均为工作母线，假设出线回路一、测量回路一和进线回路一工作于母线IM，出线回路二、测量回路二和进线回路二工作于母线IIM，则母联回路中的隔离开关5DS、隔离开关6DS和断路器3CB均处于断开状态，出线回路一中闭合隔离开关1DS，断开隔离开关2DS，出线回路二中断开隔离开关9DS、闭合隔离开关10DS，出线回路一和出线回路二均给负荷(与出线回路连接的下级电路或设备)供电，进线回路一中闭合隔离开关3DS，断开隔离开关4DS，用于给母线IM供电，进线回路二中闭合隔离开关8DS，断开隔离开关7DS，，用于给母线IIM供电，测量回路一测量母线IM的电压，测量回路二测量母线IIM上的电压，并通过后台判断母线IM或母线IIM的电压是否在预置电压范围内。

该12kV双母线开关柜控制系统另一种工作方式为：一组母线工作，另一组母线备用，进线回路只投入一组。如图1所示：指定母线IM为工作母线，母线IIM为备用母线，具体连接方式如图1所示，该12kV双母线开关柜控制系统工作时只选进线回路一投入，用于给母线IM供电，即闭合进线回路一中的隔离开关3DS，断开隔离开关4DS，进线回路二中断开隔离开关7DS和隔离开关8DS；出线回路一中闭合隔离开关1DS、断开隔离开关2DS，出线回路二中闭合隔离开关9DS、断开隔离开关10DS，出线回路一和出线回路二均给负荷(与出线回路连接的下级电路或设备)供电，测量回路一测量母线IM的电压，并通过后台判断母线IM的电压是否在预置电压范围内。

当工作母线IM需要退出检修时，工作母线IM上的进线回路和所有出线回路需转移到备用母线上。依次合上母联回路的隔离开关5DS、隔离开关6DS和断路器3CB，此时母线IM给母线IIM充电使得两组母线电位相等；将进线回路一中隔离开关4DS闭合，再将隔离开关3DS断开，给母线IIM供电；将出线回路一中隔离开关2DS闭合，再将隔离开关1DS断开；将出线回路二中隔离开关10DS闭合，再将隔离开关9DS断开，出线回路一和出线回路二均移至母线IM，给负荷(与出线回路连接的下级电路或设备)供电；再依次断开母联回路断路器3CB、隔离开关6DS和隔离开关5DS，备用母线IIM开始工作，工作母线IM退出工作进行检修。

可以理解的是，当母线IIM为工作母线，母线IM为备用母线时，若工作母线IIM需要退出检修，其操作过程与上述一致，即把母线IIM上的回路全部转移到母线IM上，则母线IM工作，母线IIM退出工作进行检修。

以上是对本发明所提供的12kV双母线开关柜控制系统和倒闸控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，包括：

母线I和母线II；

一端与所述母线I可通断连接，另一端与所述母线II可通断连接的母联回路，用于将所述母线I和所述母线II连接或断开；

2个测量回路，其中一个测量回路与所述母线I连接，用于测量所述母线I的电压，另一个测量回路与所述母线II连接，用于测量所述母线II的电压；

至少2个出线回路，所述出线回路的一端与所述母线I可通断连接，所述出线回路的另一端与所述母线II可通断连接，用于给负荷供电；

至少2个进线回路，所述进线回路的一端与所述母线I可通断连接，所述进线回路的另一端与所述母线II可通断连接，用于给所述母线I和所述母线II供电；

其中，

所述母联回路包括：

与所述母线I连接的第一隔离开关，与所述母线II连接的第二隔离开关，以及在所述第一隔离开关与所述第二隔离开关之间依次串联连接的第一断路器和第一电流互感器；

所述测量回路包括：

一端与所述母线I或所述母线II连接的第一电压互感器；

所述出线回路包括：

一端与所述母线I连接的第三隔离开关，一端与所述母线II连接的第四隔离开关，所述第三隔离开关的另一端与所述第四隔离开关的另一端短接，与所述第三隔离开关和所述第四隔离开关的公共端连接的第二断路器，与所述第二断路器串联连接的第二电流互感器；

所述进线回路包括：

一端与所述母线I连接的第五隔离开关，一端与所述母线II连接的第六隔离开关，所述第五隔离开关的另一端与所述第六隔离开关的另一端短接，与所述第五隔离开关和所述第六隔离开关的公共端连接的第三断路器，与所述第三断路器串联连接的第三电流互感器，与所述第三电流互感器连接的电源。

2.根据权利要求1所述的12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，所述母联回路还包括第一带电显示器、第二带电显示器以及第一避雷器，其中，

所述第一带电显示器一端与所述第一隔离开关接母线I的一端连接，所述第一带电显示器的另一端接地；

所述第二带电显示器一端与所述第二隔离开关接母线II的一端连接，所述第二带电显示器的另一端接地；

所述第一避雷器的一端与所述第一断路器和所述第一电流互感器的公共端连接，所述第一避雷器的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，所述测量回路还包括第二避雷器和第一接地开关，其中，

所述第二避雷器的一端与所述母线I或所述母线II连接，所述第二避雷器的另一端接地，所述第一接地开关的一端与所述母线I或所述母线II连接，所述第一接地开关的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，所述出线回路还包括：第三避雷器、第二接地开关和第一零序电流互感器，其中，

所述第一零序电流互感器与所述第二电流互感器串联；

所述第三避雷器的一端与所述第一零序电流互感器和所述第二电流互感器的公共端连接，所述第三避雷器的另一端接地；

所述第二接地开关的一端与所述第一零序电流互感器和所述第二电流互感器的公共端连接，所述第二接地开关的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，所述进线回路还包括：第三接地开关以及第四避雷器，其中，

所述第三接地开关的一端与所述第三断路器和所述第三电流互感器的公共端连接，所述第三接地开关的另一端接地；

所述第四避雷器的一端与所述第三断路器和所述第三电流互感器的公共端连接，所述第四避雷器的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的12kV双母线开关柜控制系统，其特征在于，所述第三电流互感器与电源通过架空线连接。

7.一种倒闸控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任意一项所述的12kV双母线开关柜控制系统，所述方法包括：

当所述母线I为工作母线，所述母线II为备用母线时，通过与所述母线I连接的测量回路获取所述母线I的电压，判断所述母线I的电压是否在预置电压范围内；

当工作母线需要退出检修时，所述工作母线中的进线回路和所有出线回路均需转移到备用母线上，依次闭合所述母联回路中的第一隔离开关、第二隔离开关和第一断路器；

将与所述母线II连接的，位于进线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，再将位于同一进线回路中与母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；

将与所述母线II连接的，位于出线回路中且处于断开状态的隔离开关闭合，再将位于同一出线回路中，与所述母线I连接且处于闭合状态的隔离开关断开；

依次断开所述母联回路中第一断路器、第二隔离开关和第一隔离开关。