CN107134759A - 一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置及其使用方法,包括检测传感器、扩展控制单元和母线保护主单元、母线弧光监测器、第一熔断器和第二熔断器，检测传感器安装在母线弧光监测器的一侧，检测传感器通过扩展控制单元与母线保护主单元连接，所述输出控制单元的输出端与所述第一熔断器和所述第二熔断器电性连接，所述第一熔断器和所述第二熔断器相互串联，所述第一熔断器与电器元件串联，本发明采用了主判据加辅助判据的新原理，能够迅速准确的判断母线故障并切断故障；克服了外界光线对故障判断的影响，达到精确动作的目的增强了抗干扰能力，提高其可靠性和安全性，整个装置结构简洁，安装使用维护方便；使用简单。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域，具体为一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置及其使用方法。
背景技术
变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所：一般是电压等级在110KV以下的降压变电站；变电站：包括各种电压等级的"升压、降压"变电站。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在特定的环境中；是将AC-DC-AC转换过程。像海底输电电缆以及远距离的输送中。有些采用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。具有节能效应。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异智能光伏预装式变电站目前将站用小容量变压器，通过隔离开关、经普通高压熔断器接入高压母线的接线方法。当母线电压过大时，会造成大面积停电事故。
所以，如何设计一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置及其使用方法，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置及其使用方法，采用了主判据（短波紫外光探测）加辅助判据（进线电流）的新原理，能够迅速准确的判断母线故障并切断故障；克服了外界光线对故障判断的影响，达到精确动作的目的增强了抗干扰能力，提高其可靠性和安全性，整个装置结构简洁，安装使用维护方便；使用简单，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，包括检测传感器、扩展控制单元和母线保护主单元、母线弧光监测器、第一熔断器和第二熔断器，所述检测传感器安装在所述母线弧光监测器的一侧，所述检测传感器通过所述扩展控制单元与所述母线保护主单元连接，所述母线保护主单元包括：单片机、短波紫外光信号输入单元、AD采样单元、输出控制单元、通讯单元、人机界面单元和电源电路单元，所述单片机分别与所述短波紫外光信号输入单元、所述AD采样单元、所述输出控制单元、所述通讯单元和所述人机界面单元相连，所述电源电路单元电性连接所述母线保护主单元供电，所述母线保护主单元通过所述短波紫外光信号输入单元与所述扩展控制单元电性连接，所述所述AD采样单元与采集母线电流信号的所述信号采集单元相连，所述输出控制单元的输出端与所述第一熔断器和所述第二熔断器相互串联电性连接，所述第一熔断器和所述第二熔断器相互串联，所述第一熔断器与电器元件串联，所述第二熔断器通过隔离开关串联接入高压母线，所述第一熔断器与第二熔断器之间设有隔板。
根据上述技术方案，所述第一熔断器为高压熔断器，所述第二熔断器为高压限流熔断器，且所述第一熔断器与第二熔断器均安装在同一柜体空间内所述电器元件为电压互感器或变压器。
根据上述技术方案，所述人机界面单元包括有液晶屏、指示灯和操作按键，所述液晶屏安装在前面板的中上部，液晶屏的右侧设置有指示灯，液晶屏的下方设置有操作按键。
根据上述技术方案，所述检测传感器包括有短波紫外光检测传感器件、光电信号转换器、信号放大电路和电流信号输出电路，短波紫外光检测传感器件依次串接光电信号转换器和信号放大电路后与电流信号输出电路相连，电流信号输出电路与所述扩展控制单元相连。
一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置使用方法，包括如下步骤：
（1）单片机获得采样的数字信号后，进行数字滤波和算法运算获得模拟量的幅值信息，分别经保护软件模块的逻辑判断、显示处理、报告存储、录波等环节，当电流满足保护动作条件且短波紫外光也同时动作后向出口回路发出跳闸、信号等命令；由于单片机内部无存放程序的空间，保护程序是存放在快速闪存FLASH中，单片机通过总线来读取程序令并执行，主程序在软件中是一个管理者，负责将不同功能的模块组织在一起，主程序中的初始化主要是整个系统为正常工作做好准备；
（2）CPU初始化和对必要的参数设置默认值；初始化完成后主程序进入工作状态，液晶屏上显示相关的菜单，首先判断是否需要进行定值整定工作，如果需要则转入定值整定模块，否则继续向下执行；在采集开关量和检测键盘环节中，如果检测到开关量变位或有按键被按下，则由主程序发出信息并转入信息处理模块进行处理，信息处理的结果再传送到显示打印模块进行显示、打印，否则程序继续向下执行信号采集与计算模块，逻辑判断模块根据电压电流的计算值和其他有关条件判断是否需要动作，当逻辑判断模块产生动作指令后，通过检测装置出口继电器是否动作，以及检测被测量设备的状态来判断动作指令是否得到正确执行，如果正确执行则转入下一次循环，否则将此异常信息传送到信息处理模块进行处理，即判断为高压；
（3）出现异常时单片机发出出口命令的同时，必须发出解除闭锁信号，同时驱动启动第一熔断器和第二熔断器，发出跳闸命令，进而便于对母线进行保护。
根据上述技术方案，所述第一熔断器和第二熔断器的工作电压为24V。
根据上述技术方案，所述CPU 经总线读取信号的“0”或“1”状态，以判别外部接点的开闭情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用了主判据（短波紫外光探测）加辅助判据（进线电流）的新原理，能够迅速准确的判断母线故障并切断故障；克服了外界光线对故障判断的影响，达到精确动作的目的增强了抗干扰能力，提高其可靠性和安全性，整个装置结构简洁，安装使用维护方便；使用简单。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的人机界面单元的结构示意图；
图中：1、检测传感器；2、扩展控制单元；3、母线保护主单元；4、母线弧光监测器；5、第一熔断器；6、第二熔断器；7、单片机；8、短波紫外光信号输入单元；9、AD采样单元；10、输出控制单元；11、通讯单元；12、人机界面单元；13、电源电路单元；14、隔离开关；15、高压母线；16、电器元件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供根据上述技术方案，一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，包括检测传感器1、扩展控制单元2和母线保护主单元3、母线弧光监测器4、第一熔断器5和第二熔断器6，检测传感器1安装在母线弧光监测器4的一侧，检测传感器1通过扩展控制单元2与母线保护主单元3连接，母线保护主单元3包括：单片机7、短波紫外光信号输入单元8、AD采样单元9、输出控制单元10、通讯单元11、人机界面单元12和电源电路单元13，单片机7分别与短波紫外光信号输入单元8、AD采样单元9、输出控制单元10、通讯单元11和人机界面单元12相连，电源电路单元13电性连接母线保护主单元3供电，母线保护主单元3通过短波紫外光信号输入单元8与扩展控制单元2电性连接，AD采样单元9与采集母线电流信号的信号采集单元11相连，输出控制单元10的输出端与第一熔断器5和第二熔断器6电性连接，第一熔断器5和第二熔断器6相互串联，第一熔断器5与电器元件16串联，第二熔断器6通过隔离开关14串联接入高压母线15，第一熔断器1与第二熔断器2之间设有隔板。
根据上述技术方案，第一熔断器5为高压熔断器，第二熔断器6为高压限流熔断器，且第一熔断器1与第二熔断器2均安装在同一柜体空间内电器元件16为电压互感器或变压器。
根据上述技术方案，人机界面单元9包括有液晶屏、指示灯和操作按键，液晶屏安装在前面板的中上部，液晶屏的右侧设置有指示灯，液晶屏的下方设置有操作按键。
根据上述技术方案，检测传感器1包括有短波紫外光检测传感器件、光电信号转换器、信号放大电路和电流信号输出电路，短波紫外光检测传感器件依次串接光电信号转换器和信号放大电路后与电流信号输出电路相连，电流信号输出电路与扩展控制单元2相连。
一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置使用方法，包括如下步骤：
（1）单片机获得采样的数字信号后，进行数字滤波和算法运算获得模拟量的幅值信息，分别经保护软件模块的逻辑判断、显示处理、报告存储、录波等环节，当电流满足保护动作条件且短波紫外光也同时动作后向出口回路发出跳闸、信号等命令；由于单片机内部无存放程序的空间，保护程序是存放在快速闪存FLASH中，单片机通过总线来读取程序令并执行，主程序在软件中是一个管理者，负责将不同功能的模块组织在一起，主程序中的初始化主要是整个系统为正常工作做好准备；
（2）CPU初始化和对必要的参数设置默认值；初始化完成后主程序进入工作状态，液晶屏上显示相关的菜单，首先判断是否需要进行定值整定工作，如果需要则转入定值整定模块，否则继续向下执行；在采集开关量和检测键盘环节中，如果检测到开关量变位或有按键被按下，则由主程序发出信息并转入信息处理模块进行处理，信息处理的结果再传送到显示打印模块进行显示、打印，否则程序继续向下执行信号采集与计算模块，逻辑判断模块根据电压电流的计算值和其他有关条件判断是否需要动作，当逻辑判断模块产生动作指令后，通过检测装置出口继电器是否动作，以及检测被测量设备的状态来判断动作指令是否得到正确执行，如果正确执行则转入下一次循环，否则将此异常信息传送到信息处理模块进行处理，即判断为高压；
（3）出现异常时单片机发出出口命令的同时，必须发出解除闭锁信号，同时驱动启动第一熔断器和第二熔断器，发出跳闸命令，进而便于对母线进行保护。
根据上述技术方案，第一熔断器和第二熔断器的工作电压为24V。
根据上述技术方案，CPU 经总线读取信号的“0”或“1”状态，以判别外部接点的开闭情况。
基于上述，本发明的优点在于，采用了主判据（短波紫外光探测）加辅助判据（进线电流）的新原理，能够迅速准确的判断母线故障并切断故障；克服了外界光线对故障判断的影响，达到精确动作的目的增强了抗干扰能力，提高其可靠性和安全性，整个装置结构简洁，安装使用维护方便；使用简单。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，包括检测传感器（1）、扩展控制单元（2）和母线保护主单元（3）、母线弧光监测器（4）、第一熔断器（5）和第二熔断器（6），其特征在于：所述检测传感器（1）安装在所述母线弧光监测器（4）的一侧，所述检测传感器（1）通过所述扩展控制单元（2）与所述母线保护主单元（3）连接，所述母线保护主单元（3）包括：单片机（7）、短波紫外光信号输入单元（8）、AD采样单元（9）、输出控制单元（10）、通讯单元（11）、人机界面单元（12）和电源电路单元（13），所述单片机（7）分别与所述短波紫外光信号输入单元（8）、所述AD采样单元（9）、所述输出控制单元（10）、所述通讯单元（11）和所述人机界面单元（12）相连，所述电源电路单元（13）电性连接所述母线保护主单元（3）供电，所述母线保护主单元（3）通过所述短波紫外光信号输入单元（8）与所述扩展控制单元（2）电性连接，所述所述AD采样单元（9）与采集母线电流信号的所述信号采集单元（11）相连，所述输出控制单元（10）的输出端与所述第一熔断器（5）和所述第二熔断器（6）电性连接，所述第一熔断器（5）和所述第二熔断器（6）相互串联，所述第一熔断器（5）与电器元件（16）串联，所述第二熔断器（6）通过隔离开关（14）串联接入高压母线（15），所述第一熔断器（1）与第二熔断器（2）之间设有隔板。
2.根据权利要求1所述的一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，其特征在于：所述第一熔断器（5）为高压熔断器，所述第二熔断器（6）为高压限流熔断器，且所述第一熔断器（1）与第二熔断器（2）均安装在同一柜体空间内所述电器元件（16）为电压互感器或变压器。
3.根据权利要求1所述的一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，其特征在于：所述人机界面单元（9）包括有液晶屏、指示灯和操作按键，所述液晶屏安装在前面板的中上部，液晶屏的右侧设置有指示灯，液晶屏的下方设置有操作按键。
4.根据权利要求3所述的一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置，其特征在于：所述检测传感器（1）包括有短波紫外光检测传感器件、光电信号转换器、信号放大电路和电流信号输出电路，短波紫外光检测传感器件依次串接光电信号转换器和信号放大电路后与电流信号输出电路相连，电流信号输出电路与所述扩展控制单元（2）相连。
5.一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）单片机获得采样的数字信号后，进行数字滤波和算法运算获得模拟量的幅值信息，分别经保护软件模块的逻辑判断、显示处理、报告存储、录波等环节，当电流满足保护动作条件且短波紫外光也同时动作后向出口回路发出跳闸、信号等命令；由于单片机内部无存放程序的空间，保护程序是存放在快速闪存FLASH中，单片机通过总线来读取程序令并执行，主程序在软件中是一个管理者，负责将不同功能的模块组织在一起，主程序中的初始化主要是整个系统为正常工作做好准备；
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（3）出现异常时单片机发出出口命令的同时，必须发出解除闭锁信号，同时驱动启动第一熔断器和第二熔断器，发出跳闸命令，进而便于对母线进行保护。
6.根据权利要求5所述的一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置使用方法，其特征在于：所述第一熔断器和第二熔断器的工作电压为24V。
7.根据权利要求5所述的一种智能光伏预装式变电站高压母线保护装置使用方法，其特征在于：所述CPU 经总线读取信号的“0”或“1”状态，以判别外部接点的开闭情况。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170905 |