CN107681648B - 一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统二次设备检修技术领域，公开了一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，当短接测试的两端均为直流或均为交流时，短接回路导通；当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述短接回路断开，声光告警回路发出声光告警信息。本发明解决了现有技术中短接测试容易出现误操作，从而造成交流串入直流系统的问题，能够保证误操作时交流、直流电源的有效隔离。

Description

一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法

技术领域

本发明涉及电力系统二次设备检修技术领域，尤其涉及一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法。

背景技术

变电站直流系统是不接地系统，由蓄电池、充电装置、直流回路、直流系统在线监测装置等部分组成，用于断路器控制、继电保护、设备信号等。交流系统是接地系统，用于照明、打印、风扇等。当交流电压串入直流系统时，通过二次电缆对地分布电容形成回路，将引起保护误动、开关误跳，严重时可能造成站内多台断路器无故障跳闸，甚至全站失电的重大安全事故。

在检修工作中，为了模拟装置某接点的闭合状态，或测试二次回路的完整性，经常需要在接线端子之间进行短接测试。交、直流回路是两个相互独立的系统，但在变电站二次系统设计时通常布置于同一保护屏、控制柜或端子箱中。尤其是投运时间较早的变电站，接线端子常存在排列不规范、标示不清晰、图纸不准确的现象，且当交直流端子在屏柜内距离较近的情况下，工作人员在进行短接操作时容易误短接交直流回路。

为防止检修过程中交流串入直流系统，目前主要依靠加强管理手段、提升安全风险意识来进行管控，但二次端子排列密集，尤其是主变冷控柜、风机、温度表内交、直流端子位置邻近，难以从根本上防范误操作。此外，很多投运年限较长的变电站常存在图纸不全或有误的状况，这些都带来了极大的安全隐患。为防止可能引发的安全事故，有必要通过技术手段识别并防范短接测试误操作造成的交流串入直流系统的现象。

发明内容

本申请实施例通过提供一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，解决了现有技术中短接测试容易出现误操作，从而造成交流串入直流系统的问题。

本申请实施例提供一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，当短接测试的两端均为直流或均为交流时，短接回路导通；当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述短接回路断开，声光告警回路发出声光告警信息；

所述短接回路连接所述短接测试的两端，所述短接回路与电压触发回路并联；所述声光告警回路分别与手动控制回路、电源并联；

所述电压触发回路和所述手动控制回路用于共同控制所述短接回路、所述声光告警回路的导通或断开；

所述电压触发回路包括整流二极管、限流电阻、电压检测单元、交流滤波单元；四只所述整流二极管分别与四个所述限流电阻串联，并组成桥式电路；所述电压检测单元和所述交流滤波单元并联接入整流桥的两端；

所述短接回路包括电压触发常闭接点；

所述手动控制回路包括按钮、中间继电器、强励触发继电器、第一分压电阻，并依次串联连接；所述按钮与所述电源的一端连接，所述第一分压电阻与所述电源的另一端连接；

所述电源为直流电源；

所述声光告警回路包括电压触发常开接点、发光二极管、中间继电器常闭接点、蜂鸣器、第二分压电阻、第三分压电阻；所述电压触发常开接点与所述电源的一端连接；所述中间继电器常闭接点的一端与所述蜂鸣器连接，所述中间继电器常闭接点的另一端分别与所述电压触发常开接点、所述发光二极管连接；所述蜂鸣器经过所述第三分压电阻与所述电源的另一端连接；所述发光二极管与所述第二分压电阻串联的支路与所述蜂鸣器并联后，再经过所述第三分压电阻与所述电源的另一极连接；

所述中间继电器用于控制所述中间继电器常闭接点的断开和导通；

所述电压检测单元和所述强励触发继电器用于共同控制所述电压触发常闭接点和所述电压触发常开接点；所述电压检测单元或所述强励触发继电器触发后，所述电压触发常闭接点断开、所述电压触发常开接点导通。

优选的，所述限流电阻采用兆欧级电阻。

优选的，所述交流滤波单元采用大容量无极性电子电容。

优选的，所述交直流电源隔离方法包括以下步骤：

按住所述手动控制回路的所述按钮，以强制断开所述短接回路；

检验所述电压触发回路的完好性；

将所述短接测试的两端分别与短接端子连接；

松开所述手动控制回路的所述按钮，进行短接测试。

优选的，所述检验所述电压触发回路的完好性包括：若所述声光告警回路的所述发光二极管发光，且所述蜂鸣器无告警，则所述电压触发回路的功能正常。

优选的，所述短接测试包括：

当所述短接测试的两端均为直流或均为交流时，所述电压检测单元两端的电压低于设定阈值，所述短接回路导通；

当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述电压检测单元两端的电压高于设定阈值，所述电压触发常闭接点断开，所述短接回路断开；所述电压触发常开接点导通，所述声光告警回路的所述发光二极管发光，且所述蜂鸣器发出告警，及时断开所述短接测试的两端与短接端子的连接。

优选的，所述电压检测单元两端的电压为：

u＝rms(k|u₁-u₂|) (1)

其中，所述短接测试的两端分别为V1端、V2端，u₁为所述V1端的电压，u₂为所述V2端的电压，u为所述电压检测单元两端的电压，k为分压系数。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，提出一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，根据短接测试两端电压值的差异性，当两端均为直流或均为交流时自动短接导通；当一端为交流、一端为直流时触发阻断其电气连通，并发出声光告警，保证误操作时交、直流电源的有效隔离。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，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。

图1为本发明实施例提供的一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法采用的电路框图；

图3为本发明实施例提供的一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法中电压检测单元两端的电压波形图。

其中，1-电压触发常闭接点，2-限流电阻，3-整流二极管、4-电压检测单元、5-交流滤波单元、6-强励触发继电器，7-中间继电器，8-按钮，9-第一分压电阻，10-电压触发常开接点，11-中间继电器常闭接点，12-蜂鸣器，13-发光二极管，14-1-第二分压电阻，14-2-第三分压电阻，15-电源，16-V1、V2电压分别为正、负55V时，电压检测单元两端的电压，17-V1或V2端接入220V交流时，电压检测单元两端的电压。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，解决了现有技术中短接测试容易出现误操作，从而造成交流串入直流系统的问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，当短接测试的两端均为直流或均为交流时，短接回路导通；当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述短接回路断开，声光告警回路发出声光告警信息；

所述短接回路连接所述短接测试的两端，所述短接回路与电压触发回路并联；所述声光告警回路分别与手动控制回路、电源并联；

所述电压触发回路和所述手动控制回路用于共同控制所述短接回路、所述声光告警回路的导通或断开。

本发明提出一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，根据短接测试两端电压值的差异性，当短接测试的两端均为直流或均为交流时，短接回路导通；当短接测试的一端为交流、一端为直流时，触发阻断其电气连通，并发出声光告警，保证误操作时交、直流电源的有效隔离。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明提供一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，针对变电站检修过程中站用交、直流电源系统的混联风险，根据变电站交、直流电源系统的电压特性差异，自动控制短接测试连接回路的通断，当短接测试系统两端交、直流特性不一致时确保短接回路不连通，并发出声光告警辅助检修人员判断是否存在误操作，短接过程无需人工测量与判别，避免了传统检修短接测试方式下因人为误操作引发的安全事故。

具体的，当所述短接测试的两端均为直流或均为交流时，所述电压检测单元两端的电压低于设定阈值，两端电路通过闭合的电压触发常闭接点保持连通，所述短接回路导通。当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述电压检测单元两端的电压高于设定阈值，所述电压触发常闭接点断开，所述短接回路断开；所述电压触发常开接点导通，所述声光告警回路的所述发光二极管发光，且所述蜂鸣器发出告警，及时断开所述短接测试的两端与短接端子的连接。

图1为本发明提供的一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法的流程图。包括以下步骤：接通手动控制回路、装置自检、开始短接、断开手动控制回路、根据是否告警完成短接测试或停止短接。本发明在所述手动控制回路接通的条件下进行装置自检与短接，可保证所述电压检测单元正常工作前所述短接回路可靠断开，待短接端子连接牢固后方可断开所述手动控制回路。所述电压检测单元可反映两端电压情况，对电压触发接点与声光告警信号进行控制。

本发明提出一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法采用的测试装置如图2所示，包括：短接回路、电压触发回路、手动控制回路、电源15、声光告警回路；所述短接回路连接短接测试的两端，所述电压触发回路与所述短接回路并联；所述手动控制回路、所述电源15、所述声光告警回路并联。

其中，所述短接回路包括电压触发常闭接点1。所述电压触发回路包括限流电阻2、整流二极管3、电压检测单元4、交流滤波单元5。所述手动控制回路包括强励触发继电器6、中间继电器7、按钮8、第一分压电阻9。所述告警回路包括电压触发常开接点10、中间继电器常闭接点11、蜂鸣器12、发光二极管13、第二分压电阻14-1、第三分压电阻14-2。所述电源15为直流电源。

所述电压触发回路与所述短接回路并联至短接测试对象两端V1、V2，四只所述整流二极管3分别与四个所述限流电阻2串联，组成桥式电路；整流桥两端并联接入所述电压检测单元4与所述交流滤波单元5。

所述电源15、所述手动控制回路与所述告警回路并联。

所述手动控制回路中的所述强励触发继电器6、所述中间继电器7、所述按钮8、所述第一分压电阻9形成串联回路。

所述电源15的一极与所述告警回路中的所述电压触发常开接点10连接，所述电压触发常开接点10与所述发光二极管13、所述中间继电器常闭接点11连接，所述中间继电器常闭接点11与所述蜂鸣器12连接，所述蜂鸣器12经过所述第三分压电阻14-2与所述电源15的另一极连接；所述发光二极管13与所述第二分压电阻14-1串联的支路与所述蜂鸣器12并联后，再经过所述第三分压电阻14-2与所述电源15的另一极连接。

所述电压检测单元4与所述强励触发继电器6共同控制所述电压触发常闭接点1和所述电压触发常开接点10，所述电压检测单元4和所述强励触发继电器6任一者触发后，所述电压触发常闭接点1断开，所述电压触发常开接点10导通；所述中间继电器7控制所述中间继电器常闭接点11的断开与导通。

所述电压检测单元4采用电压触发继电器串联大阻值电阻，与限流电阻组成串联回路，通过整流桥以分压的方式反映V1、V2两端的电压差；所述交流滤波单元5采用大容量无极性电子电容，当回路串入交流时起平波作用，保持所述电压检测单元4两端的电压u始终在设定阈值以上。

电压u的值可近似看做：

u＝rms(k|u₁-u₂|) (1)

其中，u₁为V1端电压，u₂为V2端电压，u为电压检测单元两端电压，k为分压系数。

图3为本发明中所述电压检测单元4两端的电压波形图。当u₁＝55V，u₂＝-55V时，电压u的稳态波形如线条16所示；当u₁或u₂中的一端接入220V交流时，具体如u₁＝～220V，u₂为55V或-55V时，电压u的稳态波形如线条17所示。

当短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述电压检测单元4两端的电压高于设定阈值，控制所述电压触发常闭接点1断开，所述短接回路无法连通，同时所述告警回路中的所述发光二极管13和所述蜂鸣器12经所述电压触发常开接点10导通，发出声光告警。当短接测试的两端均为交流或均为直流时，所述电压检测单元4两端的电压低于设定阈值，所述短接回路通过闭合的所述电压触发常闭接点1保持连通。

所述声光告警回路的功能包括：所述电压检测单元4两端的电压高于阈值时，所述发光二极管13与所述蜂鸣器12同时发出告警，表示系统存在220V交流电压。按下所述手动控制回路中的所述按钮8强制断开所述短接回路时，所述发光二极管13导通，但所述蜂鸣器12不告警，表示该系统处于测试状态，且回路基本功能正常。

所述手动控制回路的功能包括：用于系统回路检验，在V1、V2端无电压接入时接通所述手动控制回路，若回路功能正常，所述发光二极管13发光，且所述蜂鸣器12无告警；在短接测试前先行强制断开所述短接回路，避免V1、V2端与待短接端子接触瞬间，因接触不良等问题导致所述电压检测单元4误判，待确认连接良好后再断开所述手动控制回路。其工作原理为：所述手动控制回路的所述按钮8按下后，所述强励触发继电器6与所述中间继电器7动作；所述强励触发继电器6控制所述电压触发常闭接点1与所述电压触发常开接点10，所述电压触发常闭接点1用于手动强行断开所述短接回路，所述电压触发常开接点10用于导通所述发光二极管13；所述中间继电器7控制所述声光告警回路的所述中间继电器常闭接点11，用于在手动控制时断开所述蜂鸣器12的声音告警。

由于所述限流电阻2均采用兆欧级大电阻，因此所述电压触发回路可认为对短接回路不产生影响。同样，试验结果表明，该系统亦不影响交、直流系统本身的电压水平。

本发明实施例提供的一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法至少包括如下技术效果：

在本申请实施例中，提出了一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，无需人为测量与判断，通过电压检测单元反映所接两端电压的特征，对短接回路的通断进行自动控制，并发出声光告警信号辅助操作人员进行判别，从而避免人工误操作引起的交直流混联事故，适用于变电站站用220V交流系统与直流系统，且电路原理简单直接，具备较高的可靠性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，当短接测试的两端均为直流或均为交流时，短接回路导通；当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述短接回路断开，声光告警回路发出声光告警信息；

所述短接回路连接所述短接测试的两端，所述短接回路与电压触发回路并联；所述声光告警回路分别与手动控制回路、电源并联；

所述电压触发回路和所述手动控制回路用于共同控制所述短接回路、所述声光告警回路的导通或断开；

所述电压触发回路包括整流二极管、限流电阻、电压检测单元、交流滤波单元；四只所述整流二极管分别与四个所述限流电阻串联，并组成桥式电路；所述电压检测单元和所述交流滤波单元并联接入整流桥的两端；

所述短接回路包括电压触发常闭接点；

所述手动控制回路包括按钮、中间继电器、强励触发继电器、第一分压电阻，并依次串联连接；所述按钮与所述电源的一端连接，所述第一分压电阻与所述电源的另一端连接；

所述电源为直流电源；

所述声光告警回路包括电压触发常开接点、发光二极管、中间继电器常闭接点、蜂鸣器、第二分压电阻、第三分压电阻；所述电压触发常开接点与所述电源的一端连接；所述中间继电器常闭接点的一端与所述蜂鸣器连接，所述中间继电器常闭接点的另一端分别与所述电压触发常开接点、所述发光二极管连接；所述蜂鸣器经过所述第三分压电阻与所述电源的另一端连接；所述发光二极管与所述第二分压电阻串联的支路与所述蜂鸣器并联后，再经过所述第三分压电阻与所述电源的另一极连接；

所述中间继电器用于控制所述中间继电器常闭接点的断开和导通；

所述电压检测单元和所述强励触发继电器用于共同控制所述电压触发常闭接点和所述电压触发常开接点；所述电压检测单元或所述强励触发继电器触发后，所述电压触发常闭接点断开、所述电压触发常开接点导通。

2.根据权利要求1所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述限流电阻采用兆欧级电阻。

3.根据权利要求1所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述交流滤波单元采用大容量无极性电子电容。

4.根据权利要求1所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述交直流电源隔离方法包括以下步骤：

按住所述手动控制回路的所述按钮，以强制断开所述短接回路；

检验所述电压触发回路的完好性；

将所述短接测试的两端分别与短接端子连接；

松开所述手动控制回路的所述按钮，进行短接测试。

5.根据权利要求4所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述检验所述电压触发回路的完好性包括：若所述声光告警回路的所述发光二极管发光，且所述蜂鸣器无告警，则所述电压触发回路的功能正常。

6.根据权利要求4所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述短接测试包括：

当所述短接测试的两端均为直流或均为交流时，所述电压检测单元两端的电压低于设定阈值，所述短接回路导通；

当所述短接测试的一端为交流、一端为直流时，所述电压检测单元两端的电压高于设定阈值，所述电压触发常闭接点断开，所述短接回路断开；所述电压触发常开接点导通，所述声光告警回路的所述发光二极管发光，且所述蜂鸣器发出告警，及时断开所述短接测试的两端与短接端子的连接。

7.根据权利要求6所述的用于变电站二次短接测试的交直流电源隔离方法，其特征在于，所述电压检测单元两端的电压为：

u＝rms(k|u₁-u₂|) (1)

其中，所述短接测试的两端分别为V1端、V2端，u₁为所述V1端的电压，u₂为所述V2端的电压，u为所述电压检测单元两端的电压，k为分压系数。