CN107026424A - 一种配变低压总开关自动延时合闸装置 - Google Patents

一种配变低压总开关自动延时合闸装置 Download PDF

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郑则诚
邵胜
姚天
姚天一
郭朱颖
陈梁豪
张伟
蒋振宇
林平
林文宇
钱高松
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Abstract

本发明涉及一种配变低压总开关自动延时合闸装置，包括底板和金属外壳，底板上设有PLC控制芯片，PLC控制芯片上设有检测模块、通讯模块、时间模块、执行模块和电源模块；本发明的优点：通过时间模块实现配电低压处总开关的自动延时合闸送电，安全可靠地实现低压断路器失电脱扣后的自动重合功能，可将低压断路器合闸所需时间由原来的33min缩短至1015s，从而显著提高电网企业的经济效益和供电可靠性，金属外壳能避免外界电磁干扰，确保通电延时继电器的可靠动作，通过检测模块实时检测母线电压的过程，当线路发生异常后能通过通信模块告知抢修人员，实现主动抢修，提高电网运行安全，能在合闸前自动检测母线电压，避免带故障合闸。

Description

一种配变低压总开关自动延时合闸装置
技术领域
本发明涉及一种配变低压总开关自动延时合闸装置。
背景技术
为了保证电网安全稳定运行，防止恢复供电时负荷电流对电气设备产生冲击，配电变压器投入时要求将其所带的负荷断开。因此低压断路器都具有电源失电脱扣功能，即在配电变压器因检修或供电线路故障停电时，低压母线失压，台区低压断路器自动断开。当变压器重新投运后，因低压断路器一般不具备自动重合功能，需要运行人员到现场进行手动合闸送电。一方面给用户带来诸多不便，造成用户投诉。另一方面也给公司造成损失，影响供电的可靠性。同时受台区低压断路器安装位置、交通及天气情况影响，到现场手动合闸耗时较长，平均用时33min，严重影响供电可靠性。这种合闸方式延长了停电时间，费时费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提供一种配变低压总开关自动延时合闸装置，解决现有断路器手动合闸耗时长的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种配变低压总开关自动延时合闸装置，包括底板和金属外壳，底板上设有PLC控制芯片，PLC控制芯片上设有检测模块、通讯模块、时间模块、执行模块和电源模块；
检测模块用于母线电压的实时检测，电压检测包括电压缺相检测、失压检测和逆相序检测，并将检测后信号反馈至通讯模块上；
通讯模块用于将检测模块反馈的信息通知抢修人员，并将电网运行设备的实时数据传送至作业人员的存储服务器上，且接收时间模块动作的次数并将数据反馈至存储服务器上；
时间模块用于配电低压处总开关的自动延时合闸送电，时间模块包括两个通电延时继电器，两个通电延时继电器串联连接；
执行模块用于控制低压开关合闸并在柜上稳定运行；
电源模块用于合闸装置的安全隔离、线路保护、电压变换、稳压和降噪；
金属外壳设置在底板上用于避免外界电磁干扰保证通电延时继电器的可靠动作。
优选的，时间模块还包括通过第一端子排和第二端子排，第一端子排和第二端子排对应连接，第一端子排与通电延时继电器相连，第二端子排分别与电源和合闸按钮连接，两个通电延时继电器均设有第一端子、第二端子、第三端子、第四端子、第五端子、第六端子、第七端子和第八端子八个接线端子，第一端子排设有是S11、S22、P11、P22四个端子，第二端子排上设有合闸脉冲输出端子S1、合闸脉冲输出端子S2、电源端子P1、电源端子P2四个端子，合闸脉冲输出端子S1与S11相连，合闸脉冲输出端子S2与S22相连，电源端子P1与P11相连，电源端子P2与P22相连；S11与第一个通电延时继电器的第六端子相连，S22与第二个通电延时继电器的第五端子相连，P11与第一个通电延时继电器的第七端子相连，P22与第一个通电延时继电器的第一端子相连，两个通电延时继电器的第八端子相连；S1与手动合闸按钮的一端连接，S2与手动合闸按钮的另一端相连，P1与变压器低压侧母排A、B、C任意一相连接，P2与变压器低压侧母排零线N相连接，合闸装置通过设定时间模块的延时时间后，能达到自动合闸的目的。
优选的，底板上设有内罩，两个通电延时继电器均设置在内罩内，金属外壳上设有与内罩相配合的凸台或卡槽，内罩的设置有利于金属外壳固定，防止金属外壳脱落，能实现对外界电磁的双重屏蔽设置，进一步保证了通电延时继电器的可靠动作，能根据不同的场合对金属外壳与内罩的连接结构进行设置，实用性能好，安装拆卸方便。
优选的，PLC控制芯片上还设有显示模块，显示模块上设有合闸次数、设备运行情况和开关状态量的数据查询，便于维修人员实时的对合闸次数、设备运行情况和开关状态量的数据进行查询，提高电网运行设备的安全性。
优选的，通讯模块与存储服务器通过无线网络进行电网运行设备的实时数据传送，无线网络整体的性能稳定，灵活可靠，可扩展性好，能通过增加多台存储服务器，从而适应不同的作业人员，且维护费用低。
优选的，电源模块中的安全隔离包括强电弱电隔离、IGBT隔离驱动、浪涌隔离保护和雷电隔离保护；线路保护包括短路保护、过压保护、欠压保护和过流保护；电压变换包括升压变换、降压变换、交直流换换和极性变换；稳压包括交流市电供电远程直流供电和分布式电源供电系统电池供电；降噪通过有源滤波实现；提高了整个合闸装置的安全性能，减少损坏。
综上所述，本发明的优点：1.通过时间模块实现配电低压处总开关的自动延时合闸送电，无需工作人员到配电室合闸送电，即可完成配变低压总开关自动合闸，安全可靠地实现低压断路器失电脱扣后的自动重合功能，可将低压断路器合闸所需时间由原来的33min缩短至1015s，从而显著提高电网企业的经济效益和供电可靠性；
2.通过检测模块实时检测母线电压的过程，当线路发生异常后能通过通信模块告知抢修人员，实现主动抢修，提高电网运行安全；
3.通讯模块的设置，实现了作业人员对低压开关柜、低压补偿柜等设备运行状态的监测，有利于工程管理、安全监控等部门在第一时间获知故障发生位置及故障原因，便于做出维修决策，尤其是无人值守的远端低压线路，能够最大限度的降低巡检成本，不仅增加了送电安全性，也提高了供电可靠性；
4.通过设定通电延时继电器的延时时间，能避免变压器励磁涌流，保障居民供电，提高设备使用率；
5.通过检测模块能在合闸前自动检测母线电压，避免带故障合闸；
6.金属外壳的设置，能有效的避免外界电磁干扰，确保通电延时继电器的可靠动作；
7.将两个通电延时继电器设置成串联连接，可以整定的延时时间更宽，适用范围广；
8.PLC控制芯片的设置，能实现检测模块、通讯模块、时间模块、执行模块、电源模块一体化设置；减少了整体的体积，节约了成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种配变低压总开关自动延时合闸装置的结构示意图；
图2为本发明时间模块的电路连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种配变低压总开关自动延时合闸装置，包括底板1和金属外壳2，底板1上设有PLC控制芯片3，PLC控制芯片3上设有检测模块4、通讯模块5、时间模块6、执行模块7和电源模块8；检测模块4用于母线电压的实时检测，电压检测包括电压缺相检测、失压检测和逆相序检测，并将检测后信号反馈至通讯模块5上；通讯模块5用于将检测模块4反馈的信息通知抢修人员，并将电网运行设备的实时数据传送至作业人员的存储服务器上，且接收时间模块6动作的次数并将数据反馈至存储服务器上；时间模块6用于配电低压处总开关的自动延时合闸送电，时间模块6包括两个通电延时继电器60，两个通电延时继电器60串联连接；执行模块7用于控制低压开关合闸并在柜上稳定运行；电源模块8用于合闸装置的安全隔离、线路保护、电压变换、稳压和降噪；金属外壳2设置在底板1上用于避免外界电磁干扰保证通电延时继电器60的可靠动作。
然后看图2，时间模块6还包括通过第一端子排61和第二端子排63，第一端子排和第二端子排对应连接，第一端子排与通电延时继电器60相连，第二端子排分别与电源和合闸按钮连接，两个通电延时继电器60均设有第一端子601、第二端子602、第三端子603、第四端子604、第五端子605、第六端子606、第七端子607和第八端子608八个接线端子，第一端子排设有是S11、S22、P11、P22四个端子，第二端子排上设有合闸脉冲输出端子S1、合闸脉冲输出端子S2、电源端子P1、电源端子P2四个端子，合闸脉冲输出端子S1与S11相连，合闸脉冲输出端子S2与S22相连，电源端子P1与P11相连，电源端子P2与P22相连；S11与第一个通电延时继电器60的第六端子相连，S22与第二个通电延时继电器60的第五端子相连，P11与第一个通电延时继电器60的第七端子相连，P22与第一个通电延时继电器60的第一端子相连，两个通电延时继电器60的第八端子相连；S1与手动合闸按钮的一端连接，S2与手动合闸按钮的另一端相连，P1与变压器低压侧母排A、B、C任意一相连接，P2与变压器低压侧母排零线N相连接。
本实施例中，将时间模块延时时间设定为10s-15s，当配电变压器停电又重新恢复送电时，电源端子P1和电源端子P2检测到变压器低压侧母排重新带电，合闸装置自动开始延时，经过10s-15s的延时之后，合闸装置通过合闸脉冲输出端子S1和合闸脉冲输出端子S2输出一个宽度可调的合闸脉冲，该合闸脉冲作用于收到合闸回路控制低压总开关自动合闸，模拟手动按钮按下接通又弹起断开的过程，达到自动合闸的目的。
底板1上设有内罩11，两个通电延时继电器60均设置在内罩11内，金属外壳2上设有与内罩11相配合的凸台21，内罩的设置有利于金属外壳固定，防止金属外壳脱落，能实现对外界电磁的双重屏蔽设置，进一步保证了通电延时继电器的可靠动作，能根据不同的场合对金属外壳与内罩的连接结构进行设置，实用性能好，安装拆卸方便。
PLC控制芯片3上还设有显示模块9，显示模块9上设有合闸次数、设备运行情况和开关状态量的数据查询，便于维修人员实时的对合闸次数、设备运行情况和开关状态量的数据进行查询，提高电网运行设备的安全性，通讯模块5与存储服务器通过无线网络进行电网运行设备的实时数据传送，无线网络整体的性能稳定，灵活可靠，可扩展性好，能通过增加多台存储服务器，从而适应不同的作业人员，且维护费用低，存储服务器包括PC机和手机，当设备运行出现故障时PC机将故障信息转换成报警信息，并已短信的形式发送至手机上能保证抢修人员及时的接收，PC机用于接收数据并对数据进行存储，便于作用人员读取查询，当设备运行出现故障时，PC机能将故障信息转换成报警信息已短信的方式发送至手机上，实现了抢修人员能及时的接收报警消息，保障电网运行安全。
电源模块8中的安全隔离包括强电弱电隔离、IGBT隔离驱动、浪涌隔离保护和雷电隔离保护；线路保护包括短路保护、过压保护、欠压保护和过流保护；电压变换包括升压变换、降压变换、交直流换换和极性变换；稳压包括交流市电供电远程直流供电和分布式电源供电系统电池供电；降噪通过有源滤波实现；提高了整个合闸装置的安全性能，减少损坏。
使用时，将底板1通过螺栓将合闸装置固定在低压总开关柜二次控制室，然后将电源端子P1接到变压器低压侧母排火线(A、B、C任意一相)、电源端子P2接到变压器低压侧母排零线(N相)，合闸脉冲输出端子S1接到手动合闸按钮的一端，合闸脉冲输出端子S2接到手动合闸按钮的另一端，即合闸装置的合闸脉冲输出端子S1和合闸脉冲输出端子S2与手动按钮的合闸回路并联设置，安装完毕后，当母线电压接入合闸装置后，通过检测模块4对母线电压进行故障检测，并将检测的结果反馈到通讯模块5上，实现了母线电压的远程监控，通讯模块5能将接收到的信息数据反馈至存储服务器，无需派人到现场即可查看运行设备运行状态信息，不但增加了送电安全性，也提高了供电可靠性，作业人员可以通过显示模块可实现合闸次数、设备运行情况、开关状态量等等数据查询，提高电网运行设备的安全性。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (6)

1.一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：包括底板(1)和金属外壳(2)，底板(1)上设有PLC控制芯片(3)，PLC控制芯片(3)上设有检测模块(4)、通讯模块(5)、时间模块(6)、执行模块(7)和电源模块(8)；
检测模块(4)用于母线电压的实时检测，电压检测包括电压缺相检测、失压检测和逆相序检测，并将检测后信号反馈至通讯模块(5)上；
通讯模块(5)用于将检测模块(4)反馈的信息通知抢修人员，并将电网运行设备的实时数据传送至作业人员的存储服务器上，且接收时间模块(6)动作的次数并将数据反馈至存储服务器上；
时间模块(6)用于配电低压处总开关的自动延时合闸送电，时间模块(6)包括两个通电延时继电器(60)，两个通电延时继电器(60)串联连接；
执行模块(7)用于控制低压开关合闸并在柜上稳定运行；
电源模块(8)用于合闸装置的安全隔离、线路保护、电压变换、稳压和降噪；
金属外壳(2)设置在底板(1)上用于避免外界电磁干扰保证通电延时继电器(60)的可靠动作。
2.根据权利要求1所述的一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：时间模块还包括通过第一端子排和第二端子排，第一端子排和第二端子排对应连接，第一端子排与通电延时继电器相连，第二端子排分别与电源和合闸按钮连接，两个通电延时继电器均设有第一端子、第二端子、第三端子、第四端子、第五端子、第六端子、第七端子和第八端子八个接线端子，第一端子排设有是S11、S22、P11、P22四个端子，第二端子排上设有合闸脉冲输出端子S1、合闸脉冲输出端子S2、电源端子P1、电源端子P2四个端子，合闸脉冲输出端子S1与S11相连，合闸脉冲输出端子S2与S22相连，电源端子P1与P11相连，电源端子P2与P22相连；S11与第一个通电延时继电器的第六端子相连，S22与第二个通电延时继电器的第五端子相连，P11与第一个通电延时继电器的第七端子相连，P22与第一个通电延时继电器的第一端子相连，两个通电延时继电器的第八端子相连；S1与手动合闸按钮的一端连接，S2与手动合闸按钮的另一端相连，P1与变压器低压侧母排A、B、C任意一相连接，P2与变压器低压侧母排零线N相连接。
3.根据权利要求2所述的一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：底板(1)上设有内罩(11)，两个通电延时继电器(60)均设置在内罩(11)内，金属外壳(2)上设有与内罩(11)相配合的凸台或卡槽。
4.根据权利要求1所述的一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：PLC控制芯片(3)上还设有显示模块(9)，显示模块(9)上设有合闸次数、设备运行情况和开关状态量的数据查询。
5.根据权利要求1所述的一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：通讯模块(5)与存储服务器通过无线网络进行电网运行设备的实时数据传送。
6.根据权利要求1所述的一种配变低压总开关自动延时合闸装置，其特征在于：电源模块(8)中的安全隔离包括强电弱电隔离、IGBT隔离驱动、浪涌隔离保护和雷电隔离保护；
线路保护包括短路保护、过压保护、欠压保护和过流保护；
电压变换包括升压变换、降压变换、交直流换换和极性变换；
稳压包括交流市电供电远程直流供电和分布式电源供电系统电池供电；
降噪通过有源滤波实现。
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