CN110426625A - 一种用于变电站的微机操作箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变电站的微机操作箱，包括检测后台模块、保护跳闸检测模块、控制模块、采集模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，所述控制模块的输出端与检测后台模块连接，实现输出状态检测信息和接收人机对话信息，所述控制模块输出端与保护跳闸检测模块的输入端连接，实现对保护装置跳闸二次电缆、压板LTPt的检测和处理检测信息的保存，所述控制模块与合闸处理模块和跳闸处理模块的输入端连接，实现接收操作回路状态信息和检测回路状态信息，本发明大大地简化了传统操作箱的设计，提高了系统的整体可靠性，保证了传统变电站的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性。

Description

一种用于变电站的微机操作箱

技术领域

本发明涉及一种用于变电站的微机操作箱，属于电力系统技术领域。

背景技术

随着经济发展、社会进步、科技和信息化水平不断提高。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展常规变电站二次在线检测，适应电网安全运行的要求，已成为电网安全运行的现实要求。

高压断路器是发电厂、变电所一次系统中的重要电气设备，它用来切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。电气二次操作回路是对电气一次设备进行操作控制的电路，是继电保护的一个重要组成部分。现有传统变电站方法是用“继电器搭建操作箱”的模式，采用大量继电器完成电气操作，对于保护二次回路的检测往往只做到断路器跳合闸位置检测，不能完整地检测二次操作回路，使状态检测存在很大的盲点，同时，由于回路无法定位故障点，不能针对性的报警，更不能实现主动防御，隔离故障，避免故障扩大造成事故，这显然已经不能满足电网安全的要求。

常规变电站二次回路由于长时间运行或其它原因，有可能出现接点粘连、拒动或压板脱落、控制线老化等异常情况。这种异常情况的及时诊断，可以有效预防断路器拒动，常规变电站二次回路异常带来的损失，对于常规变电站乃至电网的安全是极为重要的。这就要求能有一种微机操作箱装置，能够具备继电保护控制回路、操作回路以及检测回路自身的在线检测功能。然而，据了解目前国内的操作箱，都不具备常规变电站二次回路的检测的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于变电站的微机操作箱，以解决现有技术中导致的保护二次回路的检测往往只做到断路器跳合闸位置检测，不能完整地检测二次操作回路，使状态检测存在很大的盲点，同时，由于回路无法定位故障点，不能针对性的报警，更不能实现主动防御，隔离故障等缺陷。

一种用于变电站的微机操作箱，包括检测后台模块、保护跳闸检测模块、控制模块、采集模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，所述控制模块的输出端与检测后台模块连接，实现输出状态检测信息和接收人机对话信息，所述控制模块输出端与保护跳闸检测模块的输入端连接，实现对保护装置跳闸二次电缆、压板LTPt的检测和处理检测信息的保存，所述控制模块与合闸处理模块和跳闸处理模块的输入端连接，实现接收操作回路状态信息和检测回路状态信息，所述保护跳闸检测模块的其中一个输出端与外部采集模块连接，所述保护跳闸检测模块的另一输出端与跳闸处理模块连接，所述合闸处理模块和跳闸处理模块的输出端连接有断路器。

优选地，所述保护跳闸检测模块包括，采集模块、检测继电器JC1和检测继电器JC2、跳闸继电器ST和检测输入传感器INC；所述检测继电器JC1和检测继电器JC2与控制模块连接，实现执行检测控制命令信息，所述采集模块并联在被检测保护装置跳闸继电器的接点TJA上，并与检测继电器JC1和检测继电器JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测，所述检测输入传感器INC实现保护跳闸回路的检测和信息采集；正常运行时，系统发生故障，保护装置动作，跳闸继电器接点TJA闭合，启动跳闸继电器ST正常动作后，实现对断路器跳闸。

优选地，所述合闸处理模块包括，依次串联的合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ、防跳保持输入传感器FTB；所述防跳保持继电器FTJ与断路器的合闸线圈HQ连接，用于防跳动作时断开合闸操作的自保持，所述防跳保持输入传感器FTB与防跳继电器FTJ连接，通过控制模块实现防跳功能，所述合闸出口压板LTPH用于检修时断开合闸回路。

优选地，所述合闸处理模块还包括与合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ并联的跳闸位置监视传感器TWJ，实现监视合闸线圈HQ的状态，所述防跳继电器FTJ与合闸线圈HQ通过断路器辅助接点DL连接。

优选地，所述跳闸处理模块包括，依次串联的跳闸节点ST、跳闸出口压板LTPZ、防跳启动输入传感器FTQD；所述防跳启动输入传感器FTQD通过控制模块用于防跳保持继电器FTJ的启动，所述跳闸出口压板LTPZ与断路器的跳闸线圈TQ连接，所述跳闸出口压板LTPZ用于检修时，断开跳闸回路。

优选地，所述跳闸处理模块还包括与跳闸节点ST和跳闸出口压板LTPZ相并联的合闸位置监视传感器HWJ，与跳闸节点ST相并联的在线检测继电器JC3和检测传感器INCQ；所述在线检测继电器JC3与检测传感器INCQ串联，并通过控制模块用于检测跳闸出口压板LTPZ投入状态；所述跳闸出口压板LTPZ与跳闸线圈TQ通过断路器辅助接点DL连接。

优选地，所述控制模块包括，信号采集单元、逻辑运算单元和控制单元，所述信号采集单元的输入端分别与合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块连接，所述信号采集单元的输出端与逻辑运算单元的输入端连接，所述逻辑运算单元的输出端与控制单元的输入端连接，实现将状态信息通过抗干扰处理后传输给逻辑运算单元，逻辑运算单元将逻辑运算结果输出控制单元，所述控制单元输出端将逻辑运算结果分别输出至合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块。

优选地，所述控制模块还连接有检测继电器JC4，所述检测继电器JC4用于跳闸检测和手跳共同使用。

优选地，所述采集模块包括电阻R1和二极管D1，所述电阻 R1与二极管D1串联，所述电阻R1与二极管D1并联在跳闸继电器TJA的接点上，与传感器INC、检测继电器JC1和检测继电器JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测。

优选地，所述的检测后台模块包括：组态软件、HMI显示器和通信单元。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明提供了控制回路、断路器信号回路、断路器操作回路及检测回路自身的二次回路状态检测方法，在不改变跳闸回路可靠性的重要前提下，增加了二次回路状态检测功能，又大大地简化了传统操作箱的设计，提高了系统的整体可靠性，为实现保护二次回路的“状态检修”提供了必要条件，保证了传统变电站的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为合闸处理模块电路图；

图3为跳闸处理模块电路图；

图4保护跳闸检测模块结构示意图；

图5控制模块结构示意图；

图6逻辑运算方框图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图6所示，公开了一种用于变电站的微机操作箱，包括检测后台模块、保护跳闸检测模块、控制模块、采集模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，控制模块的输出端与检测后台模块连接，实现输出状态检测信息和接收人机对话信息，控制模块输出端与保护跳闸检测模块的输入端连接，实现对保护装置跳闸二次电缆、压板LTPt的检测和处理检测信息的保存，控制模块与合闸处理模块和跳闸处理模块的输入端连接，实现接收操作回路状态信息和检测回路状态信息，保护跳闸检测模块的其中一个输出端与外部采集模块连接，保护跳闸检测模块的另一输出端与跳闸处理模块连接，合闸处理模块和跳闸处理模块的输出端连接有断路器。

具体的如图1和图4所示，保护跳闸检测模块包括，采集模块、检测继电器JC1和检测继电器JC2、跳闸继电器ST和检测输入传感器INC；检测继电器JC1和检测继电器JC2与控制模块连接，实现执行检测控制命令信息，采集模块并联在保护装置跳闸继电器的接点TJA上，并与检测继电器JC1和JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测，检测输入传感器INC实现保护跳闸回路的检测，此时由于R1限流，电流不能达到ST启动电流值，因此ST不启动。正常运行时，如果系统发生故障，保护装置动作，跳闸继电器接点TJA闭合，启动跳闸继电器ST正常动作后，实现对断路器跳闸。

具体的如图2所示，合闸处理模块包括，依次串联的合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ、防跳保持输入传感器FTB；防跳保持继电器FTJ与断路器的合闸线圈HQ连接，用于防跳动作时断开合闸操作的自保持，防跳保持输入传感器FTB与防跳继电器FTJ连接，通过控制模块实现防跳功能，合闸出口压板LTPH用于检修时断开合闸回路。

具体的如图2所示，合闸处理模块还包括与合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ并联的跳闸位置监视传感器TWJ，实现监视合闸线圈HQ的状态，防跳继电器FTJ与合闸线圈HQ通过断路器辅助接点DL连接。

具体的如图3所示，跳闸处理模块包括，依次串联的跳闸节点ST、跳闸出口压板LTPZ、防跳启动输入传感器FTQD；防跳启动输入传感器FTQD通过控制模块用于防跳保持继电器FTJ的启动，跳闸出口压板LTPZ与断路器的跳闸线圈TQ连接，跳闸出口压板LTPZ用于检修时，断开跳闸回路。

具体的如图3所示，跳闸处理模块还包括与跳闸节点ST和跳闸出口压板LTPZ相并联的合闸位置监视传感器HWJ，与跳闸节点ST相并联的在线检测继电器JC3和检测传感器INCQ；在线检测继电器JC3与检测传感器INCQ串联，并通过控制模块用于检测跳闸出口压板LTPZ投入状态；跳闸出口压板LTPZ与跳闸线圈TQ通过断路器辅助接点DL连接。

具体的如图5所示，控制模块包括，信号采集单元、逻辑运算单元和控制单元，信号采集单元的输入端分别与合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块连接，信号采集单元的输出端与逻辑运算单元的输入端连接，逻辑运算单元的输出端与控制单元的输入端连接，实现将状态信息通过抗干扰处理后传输给逻辑运算单元，逻辑运算单元将逻辑运算结果输出控制单元，控制单元输出端将逻辑运算结果分别输出至合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块。

具体的如图5所示，控制模块还连接有检测继电器JC4，检测继电器JC4用于跳闸检测和手跳共同使用。

具体的如图4所示，采集模块包括电阻R1和二极管D1，电阻 R1与二极管D1串联，电阻R1与二极管D1并联在跳闸继电器TJA的接点上，与传感器INC、检测继电器JC1和检测继电器JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测。

具体的，检测后台模块包括：组态软件、HMI显示器和通信单元。

在本发明中，设状态传感器的采样值为“1”时，表示该回路有电流通过，即回路连接状况完好；状态传感器的采样值为“0”时，表示该回路无电流通过，即回路有开路情况。

本发明通过以下方式进行工作：

第一步、控制回路的状态检测

1.1如图3所示，当断路器处于合位时，检测后台模块发检测命令，保护跳闸处理模块中的在线检测继电器JC3的在线检测接点JC3闭合。

1.2控制模块中的信号采集单元提取出检测传感器INCQ的状态到逻辑运算单元，逻辑运算单元通过检测传感器INCQ和在线检测继电器JC3的状态，判断跳闸出口压板LTPZ当前状态：如果检测传感器INCQ的采样值为“1”，且在线检测继电器JC3的值为“1”，表示跳闸出口压板LTPZ位置处于合位，逻辑运算单元通过控制单元发出跳闸出口压板LTPZ合位状态。如果检测传感器INCQ的采样值为“0”，且在线检测继电器JC3的值为“1”，表示跳闸出口压板LTPZ位置处于分位，同时与跳闸出口压板LTPZ投入整定值进行比较，如果不符给出跳闸出口压板LTPZ位置，发出不符的告警信息。

1.3如图2所示,当断路器处于合位时，检测后台模块发出检测命令，保护合闸处理模块中的合闸接点HJ闭合及防跳继电器FTJ常开接点闭合。

1.4控制模块中的信号采集单元提取出防跳保持输入传感器FTB状态到逻辑运算单元，逻辑运算单元通过防跳保持输入传感器FTB、合闸继电器HJ和防跳继电器FTJ的状态，判断合闸出口压板LTPH当前状态：如果防跳保持输入传感器FTB的采样值为“1”，且合闸继电器HJ和防跳继电器FTJ的值为“1”，表示合闸出口压板LTPH位置处于合位，逻辑运算单元通过控制单元发出合闸出口压板LTPH合位状态。如果防跳保持输入传感器FTB的采样值为“0”，且合闸继电器HJ和防跳继电器FTJ的值为“1”，表示合闸出口压板LTPH位置处于分位，同时与合闸出口压板LTPH投入整定值就行比较，如果不符给合闸出口压板LTPH位置不符的告警信息。

1.5如图4所示,当断路器处于合位时，检测后台模块发检测命令，保护跳闸检测模块中的检测继电器JC1返回和检测继电器JC2动作。

1.6控制模块中的采集单元提取出检测输入传感器INC的状态到逻辑运算单元，逻辑运算单元通过检测输入传感器INC、检测继电器JC1和检测继电器JC2的状态，判断压板LTPt当前状态：如果检测输入传感器INC的采样值为“1”，此时由于R1限流，电流不能达到ST启动电流值，因此ST不启动，且检测继电器JC1的值为“0”和JC2的值为“1”，表示压板LTPt位置处于合位。逻辑运算单元通过控制单元发出压板LTPt合位状态。如果检测输入传感器INC的采样值为“0”，且检测继电器JC1的值为“0”和检测继电器JC2的值为“1”，表示压板LTPt位置处于分位，同时与压板LTPt投入整定值就行比较，如果不符给出压板LTPt位置不符的告警信息。

1.7如图3、4所示，当断路器处于跳位时，检测后台模块发检测命令，保护跳闸处理模块中的在线检测接点JC4闭合，在线检测接点JC4接点闭合后启动ST动作。

1.8控制模块中的采集单元提取出防跳启动输入传感器FTQD状态到逻辑运算单元（DL是打开状态），逻辑运算单元通过防跳启动输入传感器FTQD和在线检测接点JC4的状态，判断跳闸出口压板LTPZ当前状态：如果防跳启动输入传感器FTQD的采样值为“1”，且在线检测接点JC4的值为“1”，表示跳闸出口压板LTPZ位置处于合位，逻辑运算单元通过控制单元发出跳闸出口压板LTPZ合位状态，同时说明跳闸继电器ST及接点正确无误，如果检测传感器INCQ的采样值为“0”，且在线检测接点JC4的值为“1”，表示跳闸出口压板LTPZ位置处于分位，同时与压板投入整定值就行比较，如果不符给出压板LTPZ位置不符的告警信息。

至此，完成一次二次回路状态检测的全部步骤

这样，通过开关在跳位和合位状态，分别都能通过对传统变电站二次操作回路及检测回路自身进行检测。实现了传统变电站二次回路的状态检测。

本装置提供了传统变电站二次操作回路及检测回路自身的状态检测方法，在不改变跳闸回路可靠性的重要前提下，增加了二次回路状态检测功能，又大大地简化了操作回路的设计，提高了系统的整体可靠性，为实现传统变电站保护继电器回路的“状态检修”提供了必要条件，保证了保护装置的安全运行，提高了电力系统供电的可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于变电站的微机操作箱，其特征在于，包括检测后台模块、保护跳闸检测模块、控制模块、采集模块、合闸处理模块和跳闸处理模块，所述控制模块的输出端与检测后台模块连接，实现输出状态检测信息和接收人机对话信息，所述控制模块输出端与保护跳闸检测模块的输入端连接，实现对保护装置跳闸二次电缆、压板LTPt的检测和处理检测信息的保存，所述控制模块与合闸处理模块和跳闸处理模块的输入端连接，实现接收操作回路状态信息和检测回路状态信息，所述保护跳闸检测模块的其中一个输出端与外部采集模块连接，所述保护跳闸检测模块的另一输出端与跳闸处理模块连接，所述合闸处理模块和跳闸处理模块的输出端连接有断路器。

2.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述保护跳闸检测模块包括，采集模块、检测继电器JC1和检测继电器JC2、跳闸继电器ST和检测输入传感器INC；所述检测继电器JC1和检测继电器JC2与控制模块连接，实现执行检测控制命令信息，所述采集模块并联在被检测保护装置跳闸继电器的接点TJA上，并与检测继电器JC1和检测继电器JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测，所述检测输入传感器INC实现保护跳闸回路的检测和信息采集；正常运行时，系统发生故障，保护装置动作，跳闸继电器接点TJA闭合，启动跳闸继电器ST正常动作后，实现对断路器跳闸。

3.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述合闸处理模块包括，依次串联的合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ、防跳保持输入传感器FTB；所述防跳保持继电器FTJ与断路器的合闸线圈HQ连接，用于防跳动作时断开合闸操作的自保持，所述防跳保持输入传感器FTB与防跳继电器FTJ连接，通过控制模块实现防跳功能，所述合闸出口压板LTPH用于检修时断开合闸回路。

4.根据权利要求3所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述合闸处理模块还包括与合闸接点HJ、合闸出口压板LTPH、防跳继电器FTJ并联的跳闸位置监视传感器TWJ，实现监视合闸线圈HQ的状态，所述防跳继电器FTJ与合闸线圈HQ通过断路器辅助接点DL连接。

5.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述跳闸处理模块包括，依次串联的跳闸节点ST、跳闸出口压板LTPZ、防跳启动输入传感器FTQD；所述防跳启动输入传感器FTQD通过控制模块用于防跳保持继电器FTJ的启动，所述跳闸出口压板LTPZ与断路器的跳闸线圈TQ连接，所述跳闸出口压板LTPZ用于检修时，断开跳闸回路。

6.根据权利要求5所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述跳闸处理模块还包括与跳闸节点ST和跳闸出口压板LTPZ相并联的合闸位置监视传感器HWJ，与跳闸节点ST相并联的在线检测继电器JC3和检测传感器INCQ；所述在线检测继电器JC3与检测传感器INCQ串联，并通过控制模块用于检测跳闸出口压板LTPZ投入状态；所述跳闸出口压板LTPZ与跳闸线圈TQ通过断路器辅助接点DL连接。

7.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述控制模块包括，信号采集单元、逻辑运算单元和控制单元，所述信号采集单元的输入端分别与合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块连接，所述信号采集单元的输出端与逻辑运算单元的输入端连接，所述逻辑运算单元的输出端与控制单元的输入端连接，实现将状态信息通过抗干扰处理后传输给逻辑运算单元，逻辑运算单元将逻辑运算结果输出控制单元，所述控制单元输出端将逻辑运算结果分别输出至合闸处理模块、跳闸处理模块和保护跳闸检测模块。

8.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述控制模块还连接有检测继电器JC4，所述检测继电器JC4用于跳闸检测和手跳共同使用。

9.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述采集模块包括电阻R1和二极管D1，所述电阻 R1与二极管D1串联，所述电阻R1与二极管D1并联在跳闸继电器TJA的接点上，与传感器INC、检测继电器JC1和检测继电器JC2配合实现对保护装置跳闸二次电缆和压板LTPt的检测。

10.根据权利要求1所述的用于变电站的微机操作箱，其特征在于，所述的检测后台模块包括：所述组态软件、HMI显示器和通信单元通与控制模块电性连接。