CN112688424A - 一种智能高压断路器防跳回路的控制系统 - Google Patents

一种智能高压断路器防跳回路的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能高压断路器防跳回路的控制系统，其中，所述系统包括：设置在控制室的保护测控装置和设置在开关场的智能主控模块、汇控箱就地分合闸按钮和智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱；保护测控装置与智能主控模块相连接，并向智能主控模块发送远方分合闸命令至所述智能主控模块；汇控箱就地分合闸按钮与智能主控模块相连接，汇控箱就地分合闸按钮生成就地分合闸命令并发送至智能主控模块；智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱用于接收智能主控模块的分合闸GOOSE命令和向智能主控模块反馈电流采用信号。在本发明实施例中，有效避免了因分立元件故障及电缆绝缘异常异致的误动情况，提升智能高压断路器防跳回路的可靠性。

Description

一种智能高压断路器防跳回路的控制系统
技术领域
本发明涉及智能高压断路器防跳回路技术领域，尤其涉及一种智能高压断路器防跳回路的控制系统。
背景技术
当电力系统发生故障时，继电保护装置会通过识别故障电气参量发出跳闸命令使断路器跳闸从而隔离故障，目前高压输电线路故障中单相瞬时性故障居多，为此电力系统广泛采用自动重合闸装置以提高供电可靠性。防跳是“防止开关跳跃”的简称，所谓“跳跃”是指，当断路器手动或自动合闸在有故障的线路上，继电保护装置将动作跳闸。此时，如果操作人员仍将控制开关放在合闸位置，或自动重合闸装置的触点未复归，断路器将发生再次合闸。因为线路上故障未消除，保护装置又动作于跳闸，从而出现多次“跳合”的现象。其后果是，造成断路器的遮断能力下降或损坏，甚至引起爆炸事故。但是目前传统断路器防跳回路采用的防跳继电器、电缆等运行工况较差，经常出现由于防跳继电器故障、电缆绝缘异常等进而导致回路不正确动作，且在变电站实际运行中，通常仅采用本体防跳或操作箱防跳，可能存在就地/远方切换操作时失去防跳功能。
另外，随着断路器等一次设备向智能化、模块化、集成化、数字化发展，断路器传统控制回路实现方法也将随着一二次设备的高度集成及深度融合发生改变。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种智能高压断路器防跳回路的控制系统，有效避免了因分立元件故障及电缆绝缘异常异致的误动情况，提升智能高压断路器防跳回路的可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种智能高压断路器防跳回路的控制系统，所述系统包括：设置在控制室的保护测控装置和设置在开关场的智能主控模块、汇控箱就地分合闸按钮和智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱；其中，
所述保护测控装置与所述智能主控模块相连接，并向所述智能主控模块发送远方分合闸命令至所述智能主控模块；所述汇控箱就地分合闸按钮与所述智能主控模块相连接，所述汇控箱就地分合闸按钮生成就地分合闸命令并发送至所述智能主控模块；所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱与所述智能主控模块相连接，用于接收所述智能主控模块的分合闸GOOSE命令和向所述智能主控模块反馈电流采用信号。
可选的，所述智能主控模块包括出口回路电流信号采样、防跳软逻辑和命令出口；其中，
所述出口回路电流信号采样用于接收所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱反馈的电流采集信号，并将所述电流采用信号发送至防跳软逻辑；
所述防跳软逻辑用于接收远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号，并根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令；
所述命令出口用于将所述分合闸GOOSE命令发送至智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱。
可选的，所述防跳软逻辑根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令，包括：
当智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱的任一相的电流采用信号大于预设值时，并且若同时存在任一相电流采用信号大于预设值或远方分合闸命令或就地分合闸命令，则生成防跳出口命令；
当收到远方分闸命令或就地分闸命令时，发出分闸出口命令；
当收到远方合闸命令或就地合闸命令，若同时未收到远方分闸命令或就地分闸命令，且三相分闸回路的电流采用信号均不大于预设值时，发出合闸出口命令。
可选的，所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱包括：分相控制模块、出口回路、分合闸线圈和出口回路电流监视；其中，
所述分相控制模块分别于所述分相控制模块、所述分合闸线圈和所示出口回路电流监视相连接。
可选的，所述分相控制模块用于接收所述智能主控模块发送的分合闸GOOSE命令，并基于所述分合闸GOOSE命令控制所述出口回路的触点。
可选的，所述出口回路用于根据所述分相控制模块的控制启动所述分合闸线圈。
可选的，所述出口回路电流监视用于采集所述出口回路的电流采集信号，并将所述电流采集信号反馈至所述智能主控模块。
可选的，所述智能主控模块与所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱之间通过光纤进行连接。
在本发明实施例中以断路器机构本体一体设计的智能主控模块、分相控制模块和出口回路电流监视模块为主，出口回路电流监视模块实现出口回路电流信号采集，智能主控模块实现防跳软逻辑运算、出口及与间隔层通信，用芯片处理代替了传统继电器，用光纤传输代替了传统电缆，有效避免了因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升智能高压断路器防跳回路的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的智能高压断路器防跳回路的控制系统的结构组成示意图；
图2是本发明实施例中的防跳软逻辑的运算流程示意图；
图3是本发明实施例中的智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱的控制流程示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-图3，图1是本发明实施例中的智能高压断路器防跳回路的控制系统的结构组成示意图；图2是本发明实施例中的防跳软逻辑的运算流程示意图；图3是本发明实施例中的智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱的控制流程示意图。
如图1-图3所示，一种智能高压断路器防跳回路的控制系统，所述系统包括：设置在控制室的保护测控装置和设置在开关场的智能主控模块、汇控箱就地分合闸按钮和智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱；其中，
所述保护测控装置与所述智能主控模块相连接，并向所述智能主控模块发送远方分合闸命令至所述智能主控模块；所述汇控箱就地分合闸按钮与所述智能主控模块相连接，所述汇控箱就地分合闸按钮生成就地分合闸命令并发送至所述智能主控模块；所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱与所述智能主控模块相连接，用于接收所述智能主控模块的分合闸GOOSE命令和向所述智能主控模块反馈电流采用信号。
可选的，所述智能主控模块包括出口回路电流信号采样、防跳软逻辑和命令出口；其中，
所述出口回路电流信号采样用于接收所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱反馈的电流采集信号，并将所述电流采用信号发送至防跳软逻辑；
所述防跳软逻辑用于接收远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号，并根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令；
所述命令出口用于将所述分合闸GOOSE命令发送至智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱。
可选的，所述防跳软逻辑根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令，包括：
当智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱的任一相的电流采用信号大于预设值时，并且若同时存在任一相电流采用信号大于预设值或远方分合闸命令或就地分合闸命令，则生成防跳出口命令；
当收到远方分闸命令或就地分闸命令时，发出分闸出口命令；
当收到远方合闸命令或就地合闸命令，若同时未收到远方分闸命令或就地分闸命令，且三相分闸回路的电流采用信号均不大于预设值时，发出合闸出口命令。
可选的，所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱包括：分相控制模块、出口回路、分合闸线圈和出口回路电流监视；其中，
所述分相控制模块分别于所述分相控制模块、所述分合闸线圈和所示出口回路电流监视相连接。
可选的，所述分相控制模块用于接收所述智能主控模块发送的分合闸GOOSE命令，并基于所述分合闸GOOSE命令控制所述出口回路的触点。
可选的，所述出口回路用于根据所述分相控制模块的控制启动所述分合闸线圈。
可选的，所述出口回路电流监视用于采集所述出口回路的电流采集信号，并将所述电流采集信号反馈至所述智能主控模块。
可选的，所述智能主控模块与所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱之间通过光纤进行连接。
在本发明具体实施过程中，就地安装在智能高压断路器汇控箱的智能主控模块，主要实现保护测控分合闸命令接收、就地分合闸命令接收、出口回路电流信号接收、防跳软逻辑、GOOSE命令发送出口等功能。安装在智能高压断路器本体机构箱内部的分相控制模块，主要用于解析智能主控模块的分闸、合闸及防跳命令，并控制出口回路的触点实现断路器分合闸。安装在智能高压断路器本体机构箱的出口回路电流监视模块，主要用于采集分闸出口回路及合闸出口回路中的电流并反馈给智能主控模块。智能主控模块、分相控制模块和出口回路电流监视模块之间通过光纤相连。
智能主控模块主要实现保护测控分合闸命令接收、就地分合闸命令接收、出口回路电流信号接收、防跳软逻辑、GOOSE命令发送出口等功能。其中，保护测控分合闸命令由间隔层保护测控设备发送GOOSE报文至智能主控模块，就地分合闸命令由汇控箱就地分合闸按钮发出、出口回路电流信号由出口回路电流监视模块发送SV电流采样信号至智能主控模块，防跳软逻辑由CPU计算实现，出口命令由智能主控模块发送GOOSE报文至分相控制模块。
其中，防跳软逻辑主要为：1)当仍一相合闸回路电流大于定值时，若同时存在任一相分闸回路电流大于定值或收到远方/就地分闸命令，发出防跳出口命令；2)当收到远方或就地分闸命令时，发出分闸出口命令；3)当收到远方或就地合闸命令时，若同时未收到远方/就地分闸命令，且三相分闸回路电流均不大于定值时，发出合闸出口命令。如图2所示。
具体地，分相控制模块安装在智能高压断路器本体机构箱内部，主要用于解析智能主控模块的分闸、合闸及防跳命令，并控制出口回路的触点实现断路器分合闸。当分相控制模块接收到分闸命令时，则将串联在分闸出口回路中的触点TJ闭合，从而驱动分闸线圈，实现分闸；当分相控制模块接收到合闸命令时，则将串联在合闸出口回路中的触点HJ闭合，从而驱动合闸线圈，实现合闸；当分相控制模块接收到防跳命令时，则将串接在合闸出口回路中的触点FJ打开，从而断开合闸出口回路，同时将合闸命令清零，避免断路器多次分合。
具体地，出口回路电流监视模块主要用于采集分闸出口回路及合闸出口回路中的电流并反馈给智能主控模块。出口回路电流优选采用电流钳等非侵入测量装置进行测量，可避免串接测量CT导致回路可靠性下降；测量的模拟信号通过A/D转换变为数字信号，优选采用逐步逼近式A/D转换器；数字信号经过DSP处理后转换为SV电流采样信号，反馈给智能主控模块作为防跳软逻辑判断信息。
例如当智能高压断路器因自动重合闸或手动合闸到故障时，保护装置发出跳闸命令，此时若自动重合闸装置未复归或手动合闸按钮仍然在按下状态，智能主控模块在接收到保护装置发来的远方跳闸GOOSE报文后，根据防跳软逻辑，首先将闭锁合闸出口，发出分闸命令，同时判断合闸回路电流大于定值，则发出防跳命令。分相控制模块接收到分闸及防跳命令后，将闭合分闸回路中的TJ触点，并打开合闸回路中的FT触点，同时将自动重合闸或手动合闸命令清零，从而将断路器闭锁到分闸位置，防止多次分合闸。
在本发明实施例中以断路器机构本体一体设计的智能主控模块、分相控制模块和出口回路电流监视模块为主，出口回路电流监视模块实现出口回路电流信号采集，智能主控模块实现防跳软逻辑运算、出口及与间隔层通信，用芯片处理代替了传统继电器，用光纤传输代替了传统电缆，有效避免了因继电器及回路异常导致的误动情况，可大大提升智能高压断路器防跳回路的可靠性。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种智能高压断路器防跳回路的控制系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种智能高压断路器防跳回路的控制系统，其特征在于，所述系统包括：设置在控制室的保护测控装置和设置在开关场的智能主控模块、汇控箱就地分合闸按钮和智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱；其中，
所述保护测控装置与所述智能主控模块相连接，并向所述智能主控模块发送远方分合闸命令至所述智能主控模块；所述汇控箱就地分合闸按钮与所述智能主控模块相连接，所述汇控箱就地分合闸按钮生成就地分合闸命令并发送至所述智能主控模块；所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱与所述智能主控模块相连接，用于接收所述智能主控模块的分合闸GOOSE命令和向所述智能主控模块反馈电流采用信号。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述智能主控模块包括出口回路电流信号采样、防跳软逻辑和命令出口；其中，
所述出口回路电流信号采样用于接收所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱反馈的电流采集信号，并将所述电流采用信号发送至防跳软逻辑；
所述防跳软逻辑用于接收远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号，并根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令；
所述命令出口用于将所述分合闸GOOSE命令发送至智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述防跳软逻辑根据远方分合闸命令、就地分合闸命令和电流采用信号生成分合闸GOOSE命令，包括：
当智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱的任一相的电流采用信号大于预设值时，并且若同时存在任一相电流采用信号大于预设值或远方分合闸命令或就地分合闸命令，则生成防跳出口命令；
当收到远方分闸命令或就地分闸命令时，发出分闸出口命令；
当收到远方合闸命令或就地合闸命令，若同时未收到远方分闸命令或就地分闸命令，且三相分闸回路的电流采用信号均不大于预设值时，发出合闸出口命令。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱包括：分相控制模块、出口回路、分合闸线圈和出口回路电流监视；其中，
所述分相控制模块分别于所述分相控制模块、所述分合闸线圈和所示出口回路电流监视相连接。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述分相控制模块用于接收所述智能主控模块发送的分合闸GOOSE命令，并基于所述分合闸GOOSE命令控制所述出口回路的触点。
6.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述出口回路用于根据所述分相控制模块的控制启动所述分合闸线圈。
7.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述出口回路电流监视用于采集所述出口回路的电流采集信号，并将所述电流采集信号反馈至所述智能主控模块。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述智能主控模块与所述智能高压断路器A/B/C相体本体机构箱之间通过光纤进行连接。
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