CN112421757B - 一种基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法，包括供电模块、传输模块和开关嵌合组件，其中供电模块包括主供电源和备用电源，传输模块包括第一传输单元和第二传输单元，两个单元之间通过双电源自动切换装置实现供电线路的转变，双电源自动切换装置包括双电源切换开关，开关嵌合组件用于双电源切换开关的拆装。本发明提供的基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法，通过开关嵌合组件，可以快速完成双电源切换开关的安装和拆卸，保障了双电源切换开关和安装板连接的稳定性，保障设备的安装牢固，且便于后期的检修和维护；当线路发生故障时，双电源切换装置可实现3秒切换线路，减少了停电时间，大大提高供电稳定性。

Description

一种基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法
技术领域
本发明涉及供电模式配置技术领域，特别是一种基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法。
背景技术
由于目前很多电路线路建成时间已久或者周围环境的影响，且采用的是电缆直埋的方式，高压电缆接头和高压计量设备存在短路的风险，一旦出现故障很难排查，容易引起出线开关跳闸，进而导致全线路停电，短时间内不能全面恢复，停电时间长，存在供电可靠性不高等问题，且由于设备的安装问题，拆卸检修需要大量时间，抢修难度大，对维修人员的检修工作产生一定的压力。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
因此，本发明所要解决的问题在于如何解决出现故障时，断电时间长的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于馈线自动化切换的继电系统，其包括，
供电模块，包括主供电源和备用电源，所述主供电源或所述备用电源对母线供电；
传输模块，包括与所述主供电源连接的第一传输单元和与所述备用电源连接的第二传输单元，所述第一传输单元与所述第二传输单元之间通过双电源自动切换装置实现供电线路的转变，所述双电源自动切换装置包括双电源切换开关；
开关嵌合组件，用于所述双电源切换开关的拆装，包括置于所述双电源切换开关背部的插接头和置于安装板上的插接槽。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述插接头上设有定位块，所述定位块为突出成形于所述插接头侧壁上的凸台，所述插接头上设有倾斜面，其上具有引导块，所述引导块上设有引导面。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述插接槽内设有限位件，所述插接头与所述插接槽配合后，所述限位件与所述定位块接触，并限制其位置。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述限位件包括沿垂直于所述插接头进出方向活动设置的卡扣件，所述卡扣件上设有限位面。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述卡扣件还包括弹性结构，即当插接头置于所述插接槽内时，所述引导面与所述限位面接触，所述卡扣件通过所述弹性结构横向伸缩于所述插接槽的内壁。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述第一传输单元包括与所述主供电源连接的第一环网柜，以及依次与所述第一环网柜连接的第一配电柜、第一开关箱和第二开关箱。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述第二传输单元包括与所述备用电源连接的第二环网柜，以及依次与所述第二环网柜连接的第二配电柜和第三开关箱。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电系统的一种优选方案，其中：所述第一开关箱和所述第二开关箱与用户连接，其中所述第二开关箱通过双电源自动切换装置与所述第三开关箱连接，所述第一配电柜与所述第二配电柜之间通过所述双电源自动切换装置连接。
本发明还提供一种基于馈线自动化切换的继电保护方法，包括以下步骤：
当所述主供电源的UL1≤30％Un、UM≤30％Un，持续时间2S后，所述主供电源内的断路器跳开，所述备用电源的UL2≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，所述备用电源的断路器合上，恢复供电，其中，UL为线路电压，UM为母线电压，Un为标准电压；
当所述备用电源故障跳闸时，UL2≤30％Un、UM≤30％Un，持续时间2S后，所述备用电源的断路器跳开，UL1≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，所述主供电源的断路器合上，恢复供电。
作为本发明所述基于馈线自动化切换的继电保护方法的一种优选方案，其中：当所述主供电源或所述备用电源出现故障短路时，启用出线间隔过流保护功能，能够快速切除故障。
本发明有益效果为：本发明提供的基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法，通过开关嵌合组件，可以快速完成双电源切换开关的安装和拆卸，保障了双电源切换开关和安装板连接的稳定性，保障设备的安装牢固，且便于后期的检修和维护；当线路发生故障时，双电源切换装置可实现3秒切换线路，减少了停电时间，大大提高供电稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的电路结构图。
图2为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的开关嵌合组件的局部剖视结构图。
图3为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的开关嵌合组件的内部结构图。
图4为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的第一种运行方式的电路图。
图5为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的第二种运行方式的电路图。
图6为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的双电源互为闭锁的电路图。
图7为基于馈线自动化切换的继电系统及保护方法的出线间隔过流保护电路图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于馈线自动化切换的继电系统，包括供电模块100、传输模块200和开关嵌合组件300，其中，
供电模块100，包括主供电源110和备用电源120，主供电源110或备用电源120对母线130供电；
传输模块200，包括与主供电源110连接的第一传输单元210和与备用电源120连接的第二传输单元220，第一传输单元210与第二传输单元220之间通过双电源自动切换装置230实现供电线路的转变，双电源自动切换装置230包括双电源切换开关231；
开关嵌合组件300，用于双电源切换开关231的拆装，包括置于双电源切换开关231背部的插接头310和置于安装板上的插接槽320。
基于上述，主供电源110和备用电源120均为10kV，且来自于两个不同的110kV变电站，当其中一个出现故障，就会启用另一条线路，减少了停电时间，提高供电的安全可靠性，运维人员不需要到现场进行倒供电，大大提高电网安全运行并且降低人员触电的风险；
传输模块200与供电模块100连接，包括两条线路，即第一传输单元210和第二传输单元220，第二传输单元220为第一传输单元210的备用线路，当与主供电源110连接的第一传输单元210出现故障时，通过双电源自动切换装置230实现路线的转换，转换时间为3秒；
双电源自动切换装置230包括双电源切换开关231，当因故停电，且在较短时间内无法恢复供电时，必须启用备用电源120，双电源切换开关231就是因故停电切换到另一个电源的开关，为了保障双电源切换开关231拆装便携设有开关嵌合组件300，安装双电源自动切换装置230时能够实现快速牢固的安装，且当双电源自动切换装置230出现故障时，可通过开关嵌合组件300拆卸设备，操作简单方便，降低了维护人员的检修强度，提高了检修效率。
实施例2
参照图1～3，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：插接头310上设有定位块311，定位块311为突出成形于插接头310侧壁上的凸台，凸台为环形，均匀垂直于连接轴轴向的平面，插接头310上设有倾斜面，其上具有引导块311a，引导块311a上设有引导面311a-1，引导块311a为梯形，引导面311a-1倾斜设置于引导块311a，引导面311a-1朝向插接槽320的出口一侧。
为了使得定位块311能够牢固设置于插接槽320，插接槽320内设有限位件321，插接头310与插接槽320配合后，限位件321与定位块311接触，并限制其位置，限位件321包括沿垂直于插接头310进出方向活动设置的卡扣件321a，卡扣件321a上设有限位面321a-1，限位面321a-1与引导面311a-1均为坡面，且在装拆的时候，限位面321a-1与引导面311a-1接触，已完成双电源切换开关231的快速拆装。
卡扣件321a还包括弹性结构321b，即当插接头310置于插接槽320内时，引导面311a-1与限位面321a-1接触，卡扣件321a通过弹性结构321b横向伸缩于插接槽320的内壁。
为了将卡扣件321a保持伸出插接槽320的状态，在卡扣件321a与插接槽320之间还设置了弹性结构321b，弹性结构321b对卡扣件321a施加向插接槽320向外部移动的推力，在插接头310进入插接槽320时，引导面311a-1与限位面321a-1接触，由于引导面311a-1与限位面321a-1均为坡面，且坡度方向一致，故在插接头310插入时，引导面311a-1在坡度的影响下，向插接槽320内部推动限位面321a-1，即卡扣件321a向内部移动，当插接头310完全进入插接槽320后，引导面311a-1不再接触321a-1，卡扣件321a不受挤压力的状态下，又通过弹性结构321b的弹力回弹，定位块311能够留置于插接槽320内；当插接头310向外移出插接槽320时，引导面311a-1与限位面321a-1接触，此时将插接头310继续向外移动的时候，引导块311a上的引导面311a-1将驱动卡扣件321a向远离定位块311的方向移动，使得卡扣件321a缩回插接槽320内，插接头310便能够移出插接槽320。
基于上述，传输模块200设有两条线路，第一条线路为第一传输单元210包括与主供电源110连接的第一环网柜211，以及依次与第一环网柜211连接的第一配电柜212、第一开关箱213和第二开关箱214。
第二条线路为第二传输单元220包括与备用电源120连接的第二环网柜221，以及依次与第二环网柜221连接的第二配电柜222和第三开关箱223。
第一环网柜211与第二环网柜221对应，第一配电柜212与第二配电柜222对应，第一开关箱213和第二开关箱214与第三开关箱223对应，当主供电源110出现故障时，第二传输单元220可替换第一传输单元210对用户继续进行供电。
较佳的，第一开关箱213和第二开关箱214与用户连接，其中第二开关箱214通过双电源自动切换装置230与第三开关箱223连接，第一配电柜212与第二配电柜222之间通过双电源自动切换装置230连接。
当主供电源110失压时，用户处均会停电且短时间内不能全面恢复，且人工倒换备用电源120至少需要三十分钟时间，为了进一步提高供电可靠性，对传输模块200中设有双电源自动切换装置230，如图6所示，由于主供电源110和备用电源120来自不同变电站，在两条线路均带电的情况下，当主供电源110的UL1≥70％Un、备用电源120的UL2≥70％Un，只能有一条线路对母线130进行供电，即主供电源110的断路器DL1和备用电源120的断路器DL2只能有其中一台开关可以合闸，必须通过电气闭锁实现DL1在合位时，DL2不能合闸。在DL1合闸回路中串入DL2的常闭接点，只有DL2分闸位置时，DL1合闸回路才导通，同样在DL2合闸回路中串入DL1的常闭接点，只有DL1分闸位置时，DL2合闸回路才导通，最终实现DL1和DL2合闸操作互为闭锁，其中，UL为线路电压，UM为母线电压，Un为标准电压。
故如图4和图5所示，有两种运行方式，主供电源110正常运行时，备用电源120处于热备用状态，当助攻电源110出现故障跳闸时，且重合闸装置闭锁的情况下，主供电源110的UL1≤30％、UM≤30％Un，持续时间2S后，主供电源110内的断路器DL1跳开，备用电源120的UL2≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，备用电源120的断路器DL2合上，恢复供电；
当备用电源120正常运行时，主供电源110处于热备用状态，当备用电源120故障跳闸时，且重合闸装置闭锁的情况下，UL2≤30％Un、UM≤30％Un，持续时间2S后，备用电源120的断路器DL2跳开，UL1≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，主供电源110的断路器DL1合上，恢复供电。
实施例3
参照图4和图5，为本发明第三个实施例，该实施例提供了一种基于馈线自动化切换的继电保护方法，其步骤如下：
当主供电源110的UL1≤30％、UM≤30％Un，持续时间2S后，主供电源110内的断路器跳开；备用电源120的UL2≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，备用电源120的断路器合上，恢复供电，其中，UL为线路电压，UM为母线电压，Un为标准电压；
当备用电源120故障跳闸时，UL2≤30％Un、UM≤30％Un，持续时间2S后，备用电源120的断路器跳开，UL1≥70％Un、UM≤30％Un，持续时间1S后，主供电源110的断路器合上，恢复供电。
较佳的，如图7所示，当主供电源110或备用电源120出现故障短路时，启用出线间隔过流保护功能，能够快速切除故障，确保设备不发生损毁，造成配电室长时间停电，同时也消除了因局部故障造成变电站出线开关保护跳闸进而导致全线路停电风险，缩小了停电范围。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施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 (5)

1.一种基于馈线自动化切换的继电系统，其特征在于：包括，供电模块(100)，包括主供电源(110)和备用电源(120)，所述主供电源(110)或所述备用电源(120)对母线(130)供电；传输模块(200)，包括与所述主供电源(110)连接的第一传输单元(210)和与所述备用电源(120)连接的第二传输单元(220)，所述第一传输单元(210)与所述第二传输单元(220)之间通过双电源自动切换装置(230)实现供电线路的转变，所述双电源自动切换装置(230)包括双电源切换开关(231)；
开关嵌合组件(300)，用于所述双电源切换开关(231)的拆装，包括置于所述双电源切换开关(231)背部的插接头(310)和置于安装板上的插接槽(320)；
所述插接头(310)上设有定位块(311)，所述定位块(311)为突出成形于所述插接头(310)侧壁上的凸台，所述插接头(310)上设有倾斜面，其上具有引导块(311a)，所述引导块(311a)上设有引导面(311a-1)；所述插接槽(320)内设有限位件(321)，所述插接头(310)与所述插接槽(320)配合后，所述限位件(321)与所述定位块(311)接触，并限制其位置；所述限位件(321)包括沿垂直于所述插接头(310)进出方向活动设置的卡扣件(321a)，所述卡扣件(321a)上设有限位面(321a-1)。
2.如权利要求1所述的基于馈线自动化切换的继电系统，其特征在于：所述卡扣件(321a)还包括弹性结构(321b)，即当插接头(310)置于所述插接槽(320)内时，所述引导面(311a-1)与所述限位面(321a-1)接触，所述卡扣件(321a)通过所述弹性结构(321b)横向伸缩于所述插接槽(320)的内壁。
3.如权利要求2所述的基于馈线自动化切换的继电系统，其特征在于：所述第一传输单元(210)包括与所述主供电源(110)连接的第一环网柜(211)，以及依次与所述第一环网柜(211)连接的第一配电柜(212)、第一开关箱(213)和第二开关箱(214)。
4.如权利要求3所述的基于馈线自动化切换的继电系统，其特征在于：所述第二传输单元(220)包括与所述备用电源(120)连接的第二环网柜(221)，以及依次与所述第二环网柜(221)连接的第二配电柜(222)和第三开关箱(223)。
5.如权利要求4所述的基于馈线自动化切换的继电系统，其特征在于：所述第一开关箱(213)和所述第二开关箱(214)与用户连接，其中所述第二开关箱(214)通过双电源自动切换装置(230)与所述第三开关箱(223)连接，所述第一配电柜(212)与所述第二配电柜(222)之间通过所述双电源自动切换装置(230)连接。
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