CN112103937A - 一种直流电应急转接箱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电应急转接箱及其使用方法，直流电应急转接箱包括直流电应急转接箱本体，包括监测保护装置，所述监测保护装置包括并联在直流电应急转接箱电源母线正负两极两端的绝缘监测器、直流电压表和直流防雷器，所述直流防雷器还串联有直流防雷器空气开关。应用直流电应急转接箱进行转负荷工作，通过在转接箱电源母线正负极两端并联监测保护装置，当电路电压异常或直流接地时发出报警信号，避免了在改造工作中出现直流失电和短路的情况，提高了转负荷工作的可靠性与安全性；通过在转接箱中设置多容量、多数量的空气开关作为输出支路，满足不同接入负荷的实际需求，提高直流应急转工作的安全性。

Description

一种直流电应急转接箱及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种线路负荷转移工具及方法，具体涉及一种直流电应急转接箱及其使用方法。

背景技术

直流箱在变电站中为控制、信号、继电保护及自动装置等提供可靠的直流电源，还为断路器提供可靠的操作电源。直流箱的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。随着近年来变电站技改以及直流扩容改造高峰期的到来，越来越多的直流电源配电箱需要拆除，更换新的更大容量的直流电源配电箱。然而，直流供电可靠性要求在更换的过程中不能出现直流供电中断，这就需要一种变电站直流箱转负荷控制装置，应用该装置可以实现从旧直流电源配电箱的拆除到新直流电源配电箱的建立，均不出现变电站内直流供电中断。

110kv变电站的直流箱一般包括一组蓄电池组、一组充电装置，还有一面馈线屏。投运时间较长的变电站，主控室比较大，预留的空屏位比较多，在更换时，可以把新直流箱安装调试好，然后再进行倒负荷。对于运行时间相对较短的变电站，为节约土地，在主控室基本没有预留的空屏位，在现有屏位上进行更换，难度相对较大。

目前的更换流程如下：

(1)备用蓄电池、充电机组成备用直流箱连接好待用。

(2)主控室为辐射性布线的设备，我们提前用直流电源将其打连起来。

(3)室外的合闸电源可以短时断电，不影响设备运行；35KV、10KV设备的控制电源为环网供电，在新旧馈线(电缆线)更换过程中，控制的回路不会断电。先将备用直流箱与旧的馈线屏相连后，由备用电源供全站直流负荷，断开旧充电机、蓄电池跟旧的馈线屏的连接，拆除交直流电源与旧充电机的联系，旧充电机、蓄电池就与箱实现了隔离，便可拆除旧的蓄电池屏与充电机屏。将旧屏移除后，新的蓄电池屏与充电机屏就可以就位。将备用直流箱与新馈线屏相连，可以开始进行倒负荷。倒负荷完成后，断开备用直流箱与旧馈线屏的连接，随后拆除旧馈线屏，将新的充电机屏就位，调试充电机，连接新的蓄电池、充电机与馈线屏。将备用电源退出，整个直流箱改造完成。

传统的转负荷临时电源的搭建与接线，是根据现场情况，采用木板等临时设备，进行手动接口标记、临时搭建接线，临时馈线屏与系统的直流电源配电箱之间可能存在电压差，临时电源的可靠性与安全性由现场保护人员的能力决定，质量参差不齐，得不到有效监督与保障，且需要浪费大量的现场时间，增加直流箱改造过程中的危险性。

发明内容

本发明提供了一种直流电应急转接箱及其使用方法，通过在转接箱电源母线正负极两端并联监测保护装置，当电路电压异常或直流接地时发出报警信号，避免了在改造工作中出现直流失电和短路的情况，提高了转负荷工作的可靠性与安全性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种直流电应急转接箱，包括监测保护装置，监测保护装置包括并联在直流电应急转接箱电源母线正负两极两端的绝缘监测器、直流电压表和直流防雷器；绝缘监测器对直流电应急转接箱电路进行实时绝缘监测，直流电压表对直流电应急转接箱电路的工作电压进行实时监测，当电路电压异常或直流接地时发出报警信号；直流防雷器在转接箱回路因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，在极短的时间内导通分流，避免浪涌对回路中其他设备的损害，直流防雷器还串联有直流防雷器空气开关，对直流防雷器进行过压保护。

所述直流电应急转接箱还包括多路空气开关作为应急转接箱的安全输出接口，所述多路空气开关并联在电源母线正负极两端，空气开关数量为60路、80路、100路或120路，多种容量包括63A、40A、25A和20A，满足不同接入负荷的实际需求，提高直流应急转工作的安全性。

所述直流电应急转接箱还包括两个以上连接在直流电应急转接箱电源母线正负两极上的接线端子排；接线端子排分为上接线端子排和下接线端子排，所述上接线端子排通过通断开关连接在直流电应急转接箱电源母线正负两极上，通断开关作为应急保护措施，保证操作过程中的设备及人员的安全性。

进一步的，所述直流电应急转接箱的一个下接线端子排与另一直流电应急转接箱的上接线端子排连接，形成并列的转接箱组，可以根据需要实现多个转接箱的并列使用。

优选的，所述上接线端子排和下接线端子排各有两个；其中一个上接线端子排为用于连接直流电源的端子排，另一个上接线端子排为连接逆变变压电源的端子排；一个下接线端子排为连接另一直流电应急转接箱的端子排，另一个下接线端子排为连接目标直流电源配电箱的端子排。在转接工作开始时，目标直流电源配电箱为旧直流电源配电箱；完成旧直流电源配电箱的拆除后，目标直流配电箱为新直流电源配电箱。

为了使转接工作可视化，所述直流电应急转接箱箱体表面嵌入有显示屏，显示屏与监测保护装置连接，当直流电应急转接箱在工作时出现电压异常或接地状态，监测保护装置通过显示屏实时发出报警信号。

所述直流电应急转接箱箱体为绝缘材料，电路及器件外部涂抹有绝缘漆，保护箱体的绝缘性能。转接箱防误措施完善，具有清晰的标签名称标识、正负极标识等，减少接线过程中的误操作可能性。

本发明的直流电应急转接箱使用方法直流应急转接方法包括如下步骤：

S1：直流电应急转接箱的上接线端子排连接直流电源；

S11：直流电应急转接箱的第二上接线端子排连接逆变备用电源；

S2：直流电应急转接箱的下接线端子排连接旧直流电源配电箱，消除二者之间的电压差；

S3：根据负荷的功率大小选择直流电应急转接箱上对应容量的空气开关，通过空气开关与负荷连接，闭合空气开关，此时负荷由直流电应急转接箱和旧直流电源配电箱同时供电；

S4：拆除旧直流电源配电箱与负荷之间的装置电源线，使负荷与旧直流电源配电箱断开连接；

S50：重复步骤S3和S4，直至拆除余下所有负荷7与旧直流电源配电箱8的连接；

S5：拆除旧直流电源配电箱与直流电应急转接箱的下接线端子排的连接线，完成旧直流电源配电箱的拆除；

S6：连接直流电应急转接箱的下接线端子排与新直流电源配电箱，消除二者之间的电压差；

S7：将负荷与新直流电源配电箱通过装置电源线连接，此时负荷由直流电应急转接箱和新直流电源配电箱同时供电；

S8：断开空气开关，拆除负荷与空气开关的连接线；

S90：重复步骤S7和S8，直至拆除余下所有负荷与直流电应急转接箱的连接；

S9：拆除直流电应急转接箱的下接线端子排与新直流电源配电箱的连接线，完成直流电应急转接箱的拆除，实现新旧直流电源配电箱的更换。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明通过提供一种直流电应急转接箱，将转负荷工作所需的电路集成于箱内，无需现场组装，提高现场工作效率，减少直流箱更换过程的危险性；直流电应急转接箱的应用有效改善了变电站直流箱各种异常，事故状况下的应急处理能力，减少由于更换过程可能造成了直流箱失电及其他相关问题出现的可能性，保证变电站安全稳定的运行。

2.本发明通过在转接箱电源母线正负极两端并联监测保护装置，当电路电压异常或直流接地时发出报警信号，避免了在改造工作中出现直流失电和短路的情况，提高了转负荷工作的可靠性与安全性。

3.本发明通过在转接箱中设置多容量、多数量的空气开关作为输出支路，满足不同接入负荷的实际需求，提高直流应急转工作的安全性。

4.本发明通过在转接工作开始前将直流电应急转接箱与旧直流电源配电箱连接，从而与系统电源连接，先消除电压差的存在，再连接负荷，提高了转负荷工作的可靠性与安全性。

附图说明

结合附图，可以得到对本发明实施例的进一步理解，从本发明的权利要求和优选实施例的以下描述可以获得本发明的其它特征和优点。在不超出本发明的范围的情况下，在这种情况下可以按任何期望的方式将图中所示的不同实施例的单独特征加以组合。在附图中：

图1为本发明的直流电应急转接箱的电路连接原理图；

图2为本发明的直流电应急转接方法的电路连接结构图；

图3为本发明的直流电应急转接箱的拓展连接示意图；

图4为本发明的对应现有技术方案的实现原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-直流电源，2-直流电应急转接箱，3-显示屏，4-通断开关，5-空气开关，6-上接线端子排，7-负荷，8-旧直流电源配电箱，9-逆变备用电源，10-系统电源，11-下接线端子排。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种直流电应急转接箱2，包括监测保护装置，监测保护装置包括并联在直流电应急转接箱2电源母线正负两极两端的绝缘监测器、直流监控器和直流防雷器；绝缘监测器对直流电应急转接箱2电路进行实时绝缘监测，直流监控器具有直流测量、显示和欠压告警、控制(接点输出)功能，实时显示被测直流电压，可随意设定欠压告警电压，并有继电器接点输出；对直流电应急转接箱2电路的工作电压进行实时监测，当电路电压异常或直流接地时发出报警信号；直流防雷器把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或箱所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或箱不受冲击，直流防雷器还串联有直流防雷器空气开关5，对直流防雷器进行过压保护。

所述直流电应急转接箱2还包括多路空气开关5作为应急转接箱的安全输出接口，所述多路空气开关5并联在电源母线正负极两端，空气开关5数量为60路，其中63A2路，40A8路，25A20路，20A30路，满足不同接入负荷7的实际需求，提高直流应急转工作的安全性，对每个空开做好型号、容量、正负极、标号的标记，以便在转负荷过程中减少误接线情况的发生。

所述直流电应急转接箱还包括两个以上连接在直流电应急转接箱2电源母线正负两极上的接线端子排；接线端子排分为上接线端子排6和下接线端子排11，所述上接线端子排6通过通断开关4连接在直流电应急转接箱2电源母线正负两极上，通断开关4选用容量为100A的直流空气断路器，直流空气断路器作为应急保护措施，保证操作过程中的设备及人员的安全性。

所述上接线端子排6和下接线端子排11各有两个；其中一个上接线端子排6为用于连接直流电源的端子排，另一个上接线端子排6为连接逆变变压电源的端子排；一个下接线端子排11为连接另一直流电应急转接箱2的端子排，另一个下接线端子排11为连接目标直流电源配电箱8的端子排。在转接工作开始时，目标直流电源配电箱为旧直流电源配电箱8；完成旧直流电源配电箱8的拆除后，目标直流配电箱为新直流电源配电箱。

为了使转接工作可视化，所述直流电应急转接箱2箱体表面嵌入有显示屏3，显示屏3与监测保护装置连接，当直流电应急转接箱2在工作时出现电压异常或接地状态，监测保护装置通过显示屏3实时发出报警信号。

所述直流电应急转接箱2箱体为绝缘材料，电路及器件外部涂抹有绝缘漆，保护箱体的绝缘性能。转接箱防误措施完善，具有清晰的标签名称标识、正负极标识等，减少接线过程中的误操作可能性。

为了进一步实现本发明的目的，本发明还提出了第二个实施例。

实施例2：

在实施例1的基础上，一种直流应急转接方法，连接关系如图2所示，包括步骤：

S1：直流电应急转接箱2的上接线端子排6连接直流电源1；

S11：直流电应急转接箱2的第二上接线端子排6连接逆变备用电源9；

S2：直流电应急转接箱2的下接线端子排11连接旧直流电源配电箱8，消除二者之间的电压差，旧直流电源配电箱8连接有系统电源10；

S3：根据负荷7的功率大小选择直流电应急转接箱2上对应容量的空气开关5，通过空气开关5与负荷7连接，闭合空气开关5，此时负荷7由直流电应急转接箱2和旧直流电源配电箱8同时供电，一路是：旧直流电源配电箱8→装置电源线→负荷7；另一路是：直流电应急转接箱2→空气开关5→临时负荷7接线→负荷7；

S4：拆除旧直流电源配电箱8与负荷7之间的装置电源线，使负荷7与旧直流电源配电箱8断开连接；

S50：重复步骤S3和S4，直至拆除余下所有负荷7与旧直流电源配电箱8的连接；

S5：拆除旧直流电源配电箱8与直流电应急转接箱2的下接线端子排11的连接线，完成旧直流电源配电箱8的拆除；

S6：连接直流电应急转接箱2的下接线端子排11与新直流电源配电箱，消除二者之间的电压差，新直流电源配电箱连接有新系统电源；

S7：将负荷7与新直流电源配电箱通过装置电源线连接，此时负荷7由直流电应急转接箱2和新直流电源配电箱同时供电，一路是：直流电应急转接箱2→空气开关5→临时负荷7接线→负荷7；另一路是：新直流电源配电箱→装置电源线→负荷7；

S8：断开空气开关5，拆除负荷7与空气开关5的连接线；

S90：重复步骤S7和S8，直至拆除余下所有负荷7与直流电应急转接箱2的连接；

S9：拆除直流电应急转接箱2的下接线端子排11与新直流电源配电箱的连接线，完成直流电应急转接箱2的拆除，实现新旧直流电源配电箱8的更换。

当直流电应急转接箱2在工作时出现电压异常或接地状态，监测保护装置发出报警信号。

为了进一步实现本发明的目的，本发明还提出了第三个实施例。

实施例3：

如图3所示，本实施例在实施例2的基础上，1号直流电应急转接箱2的一个下接线端子排11与2号直流电应急转接箱2的上接线端子排6连接，形成并列的转接箱组；2号直流电应急转接箱2的下接线端子排11连接目标直流电源配电箱，1号直流电应急转接箱2的两个上接线端子排6分别连接直流电源1和逆变备用电源9，目标直流电源配电箱连接有系统电源10，两个应急转接箱2的空气开关5可同时用于负荷7的转接工作，在目标直流电源配电箱负荷7数量过多时，可以选择本实施例的操作方式，保证直流电转接工作的安全进行。

为了进一步实现本发明的目的，本发明还提出了第四个实施例。

实施例4：

如图4所示，本实施例为现有的转负荷技术手段，先将备用直流箱与旧配电箱连接，随后断开旧系统电源与旧配电箱的系统电源包括蓄电池和充电机，拆除旧系统电源；将备用直流箱与新配电箱连接，连接新配电箱与所有负荷，再断开负荷与旧配电箱的连接，完成转负荷；断开备用直流箱与旧配电箱的连接，拆除旧配电箱；将新配电箱与新系统电源连接，随后拆除新配电箱与备用直流箱的连接，拆除备用直流箱，完成新旧配电箱的更换。

由此可知，原有的技术手段利用备用蓄电池和充电机组成备用直流箱，在直流转接工作中在新旧配电箱中起过渡作用，工作过程并未与负荷实行连接，在旧系统电源的拆除和新系统电源的连接过程，备用直流箱和所述系统电源的电压差突变会影响负荷的正常运转，威胁到系统的安全运行。

综上所述，本发明提供一种应急直流转接箱，通过监测保护装置实现对电路的电压和绝缘情况进行实时监测报警，对配电箱的转接工作提供了安全保障；通过在转接箱中设置多容量、多数量的空气开关作为输出支路，满足不同接入负荷的实际需求，并且可以根据需要串联多个转接箱，形成并列的转接箱组，保证负荷连接口的数量；通过在转接工作中始终与负荷连接，并与新旧电源配电箱的连接消除电压差的存在，对负荷的工作安全提供了支持。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直流电应急转接箱，包括直流电应急转接箱(2)本体，其特征在于，包括监测保护装置，所述监测保护装置包括并联在直流电应急转接箱(2)电源母线正负两极两端的绝缘监测器、直流电压表和直流防雷器，所述直流防雷器还串联有直流防雷器空气开关。

2.根据权利要求1所述的一种直流电应急转接箱，其特征在于，所述直流电应急转接箱(2)还包括多路空气开关(5)，所述多路空气开关(5)并联在电源母线正负极两端，数量在60-120路之间。

3.根据权利要求1所述的一种直流电应急转接箱，其特征在于，所述直流电应急转接箱(2)还包括两个以上连接在直流电应急转接箱(2)电源母线正负两极上的接线端子排；接线端子排分为上接线端子排(6)和下接线端子排(11)，所述上接线端子排(6)通过通断开关(4)连接在直流电应急转接箱(2)电源母线正负两极上。

4.根据权利要求3所述的一种直流电应急转接箱，其特征在于，所述直流电应急转接箱(2)的一个下接线端子排(11)与另一直流电应急转接箱(2)的上接线端子排(6)连接，形成并列的转接箱组。

5.根据权利要求3所述的一种直流电应急转接箱，其特征在于，所述上接线端子排(6)和下接线端子排(11)各有两个；

其中一个上接线端子排(6)为用于连接直流电源的端子排，另一个上接线端子排(6)为连接逆变变压电源的端子排；一个下接线端子排(11)为连接另一直流电应急转接箱(2)的端子排，另一个下接线端子排(11)为连接目标直流电源配电箱(8)的端子排。

6.根据权利要求1所述的一种直流电应急转接箱，其特征在于，所述直流电应急转接箱(2)箱体表面嵌入有显示屏(3)，显示屏(3)与监测保护装置连接。

7.一种直流电应急转接箱使用方法，应用于权利要求1-6所述的任意一种，其特征在于，包括如下步骤：

S1：直流电应急转接箱(2)的上接线端子排(6)连接直流电源(1)；

S2：直流电应急转接箱(2)的直流电源(1)通过下接线端子排(11)与旧直流电源配电箱(8)的系统电源(10)并联而形成元件级并联电源体，使得直流电源(1)与系统电源(10)二者之间的无电压差；

S3：在无电压差时，根据负荷(7)的功率大小选择直流电应急转接箱(2)上对应容量的空气开关(5)，将对应容量的空气开关(5)与负荷(7)连接，闭合对应空气开关(5)，此时直流电应急转接箱(2)的直流电源(1)至负荷(7)的线路为转接供电支路，旧直流电源配电箱(8)的系统电源10至负荷(7)的线路为系统供电支路，所转接供电支路与系统供电支路并联同时为负荷供电而形成系统级并联系统；

S4：拆除旧直流电源配电箱(8)与负荷(7)之间的装置电源线，使负荷(7)与旧直流电源配电箱(8)断开连接；

S5：拆除旧直流电源配电箱(8)与直流电应急转接箱(2)的下接线端子排(11)的连接线，完成旧直流电源配电箱(8)的拆除；

S6：直流电应急转接箱(2)的直流电源(1)通过下接线端子排(11)与新直流电源配电箱的系统电源并联而形成元件级并联电源体，使得直流电源(1)与系统电源二者之间的无电压差；

S7：在无电压差时，将负荷(7)与新直流电源配电箱通过装置电源线连接，此时直流电应急转接箱(2)的直流电源(1)至负荷(7)的线路为转接供电支路，新直流电源配电箱的系统电源至负荷(7)的线路为新系统供电支路，所转接供电支路与新系统供电支路并联同时为负荷供电而形成系统级并联系统；

S8：断开空气开关(5)，拆除负荷(7)与空气开关(5)的连接线；

S9：拆除直流电应急转接箱(2)的下接线端子排(11)与新直流电源配电箱的连接线，完成直流电应急转接箱(2)的拆除，实现新旧直流电源配电箱的更换。

8.根据权利要求7所述的一种直流电应急转接箱使用方法，其特征在于，所述步骤S1还包括子步骤：

S11：直流电应急转接箱(2)的第二上接线端子排(6)连接逆变备用电源(9)。

9.根据权利要求7所述的一种直流电应急转接箱使用方法，其特征在于，所述负荷为多个；

所述步骤S5之前还包括步骤S50：重复步骤S3和S4，直至拆除余下所有负荷(7)与旧直流电源配电箱(8)的连接；

所述步骤S9之前还包括步骤S90：重复步骤S7和S8，直至拆除余下所有负荷(7)与直流电应急转接箱(2)的连接。

10.根据权利要求7所述的一种直流电应急转接箱使用方法，其特征在于，当直流电应急转接箱(2)在工作时出现电压异常或接地状态，监测保护装置发出报警信号。

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