CN115693618A - 一种10kV线路保护替换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种10kV线路保护替换系统及方法，包括数据采集单元，用于采集运行10kV线路的电压、电流信号，监视线路的运行状态，为故障动作提供依据；定值整定单元，用于输入10kV线路保护替换系统的定值，和原先运行的保护系统定值一致，为保护替换系统设定动作条件和动作类型。该发明对于不需要进行一次设备检修的10kV线路，能通过本系统进行保护替换，退出原保护系统进行定检消缺，能有效保障线路供电可靠性；本发明在10kV线路保护系统定检的过程中，适用于10kV保护系统板件、系统故障时，若无备品备件及时更换，通过本系统可以使线路继续运行，发生10kV线路故障时，能够及时切除故障，能极大的减少停电次数，保障地区供电可靠性及稳定性。

Description

一种10kV线路保护替换系统及方法

技术领域

本发明属于继电保护技术领域，具体地说是一种10kV线路保护替换系统及方法。

背景技术

继电保护系统是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全稳定运行，防止停电事故、扩大停电范围具有关键作用，由于电力系统的特殊性，保护系统发生故障不可避免，当发生故障时需要及时处理，如果处理不当会造成大面积停电事故，给社会经济发展造成不利的影响；处理设备缺陷时，需要停下开关进行检修消缺，会造成用户停电，不但影响人们的正常生活，还会对用户和工厂造成经济损失，因此，发明一种10kV线路保护替换系统，当保护系统发生故障时，完成保护功能的替换，不用线路停电损失负荷便可对故障保护系统进行检修消缺具有重要意义。

发明内容

本发明针对目前存在的继电保护系统发生故障进行检修时造成用户停电，以及给用户和工厂带来经济损失等问题，提出了一种10kV线路保护替换系统及方法。

一方面，本发明提出了一种10kV线路保护替换系统，包括：

数据采集单元，用于采集运行10kV线路的电压、电流信号，监视线路的运行状态，为故障动作提供依据；

定值整定单元，用于输入10kV线路保护替换系统的定值，和原先运行的保护系统定值一致，为保护替换系统设定动作条件和动作类型；

遥信输入单元，用于采集开关分闸、合闸等位置信号，记录开关的实际运行位置；

操作输出单元，用于当线路有故障时，输出分、合闸信号，实现开关的分、合，对故障进行隔离；

液晶显示单元，用于记录设备运行状态，显示运行电压、电流等数值、故障告警信号和设备定值等；

工作电源，用于给整个系统提供电源。

进一步的，所述数据采集单元上安装有电压端子、保护电流端子和测量电流端子，所述电压端子、保护电流端子和测量电流端子均采用拔插式香蕉端子的母头，通过拔插式香蕉端子的母头，以便于安装。

进一步的，所述电压端子包括UA、UB、UC和UN四个端子，并与10kV二次母线电压连接，所述保护电流端子包括IA、IB、IC和IN四个端子，并连接开关CT的二次保护回路，所述测量电流端子包括IMA、IMB、IMC和IMN四个端子，并连接开关CT的二次测量回路，通过电压端子、保护电流端子和测量电流端子，以实现对线路电压、电流信号的监视。

进一步的，所述UA、UB、UC和UN四个端子不能短路，所述IA、IB、IC、IN、IMA、IMB、IMC和IMN八个端子不能开路。

进一步的，所述定值整定单元上安装有复位按钮，当改完定值时，按复位按钮之后系统正常运行，通过定值整定单元，以实现自动分，合闸。

进一步的，所述定值整定单元构成有保护定值、控制字（控制字就是单片机的程序状态字PSW，程序状态寄存器PSW是控制器的一部分，PSW用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息，称为状态标志，如有无进位，有无溢出，结果正负，结果是否为零，奇偶标志位等；另一类是存放控制信息，称为控制状态，如允许中断，跟踪标志，方向标志等）和软压板（软压板是指系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能，通常以修改微机保护的软件控制字来实现），所述定值投入过流保护跳闸和重合闸功能，通过更改保护定值的设定参数，确定保护范围，通过更改控制字和软压板的动作参数（0或1），以实现跳闸功能的开启或关闭，通过保护定值、控制字和软压板之间的配合，以实现对线路的保护功能。

进一步的，所述操作输出单元配有跳闸出口和重合闸出口，并分别和开关的跳闸回路、合闸回路相连接，通过操作输出单元，对分、合闸进行操作。

进一步的，所述跳闸出口和重合闸出口均采用拔插式香蕉端子的母头，并配有跳闸压板和重合闸压板。

进一步的，所述跳闸压板和重合闸压板均采用连片连接，通过打开连片，使得跳闸，重合闸功能无法实现。

另一方面，本发明还提供了一种10kV线路保护替换方法，包括以上任一所述10kV线路保护替换系统，还包括以下步骤：通过操作输出单元的输入端连接工作电源，遥信输入单元在操作输出单元的输入端并接使用，完成整个系统的运行操作，通过数据采集单元和开关的CT、PT二次回路连接，完成电流、电压的采集，数据采集单元将采集的电压、电流送到定值整定单元并在液晶显示单元中显示电压、电流的数值，通过定值整定单元根据电压、电流和定值的大小判断线路是否存在故障，是否需要动作开关，如果存在故障，定值整定单元给操作输出单元一个跳闸指令，操作输出单元接收到跳闸指令后给跳闸出口发出一个正电脉冲，开关跳闸，然后遥信输入单元上的开关位置输入端子采集信号，检验开关是否动作正确。

本发明的有益效果是：本发明克服了以往运行开关和线路需要停电才能处理保护系统故障，影响供电可靠性、无法顺利完成电能调度分配、为设备的安全运行埋下事故隐患的问题，本发明有数据采集单元、定值整定单元、遥信输入单元、操作输出单元、液晶显示单元和工作电源组成，对于不需要进行一次设备检修的10kV线路，能通过本系统进行保护替换，退出原保护系统进行定检消缺，能有效保障线路供电可靠性；本发明在10kV线路保护系统定检的过程中，适用于10kV保护系统板件、系统故障时，若无备品备件及时更换，通过本系统可以使线路继续运行，发生10kV线路故障时，能够及时切除故障，能极大的减少停电次数，保障地区供电可靠性及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为本发明的立体外观结构示意图。

图2为本发明的俯视外观结构示意图。

图中：1、数据采集单元；11、电压端子；12、保护电流端子；13、测量电流端子；14、接地端子；2、定值整定单元；21、复位按钮；22、取消按钮；23、确定按钮；24、调节按钮；3、遥信输入单元；31、开关位置输入端子；4、操作输出单元；41、跳闸出口；411、跳闸压板；42、重合闸出口；421、重合闸压板；5、液晶显示单元；6、工作电源；61、工作电源端子；62、工作电源开关。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

具体实施方式1

如图1和图2所示，在本实施例中，本发明提出了一种10kV线路保护替换系统，包括：

数据采集单元1，数据采集单元1上安装有电压端子11、保护电流端子12和测量电流端子13，电压端子11、保护电流端子12和测量电流端子13均采用拔插式香蕉端子的母头，可以通过拔插式香蕉端子的母头，以便于安装，电压端子11包括UA、UB、UC和UN四个端子，并与10kV二次母线电压连接，保护电流端子12包括IA、IB、IC和IN四个端子，并连接开关CT的二次保护回路，输入保护电流，测量电流端子13包括IMA、IMB、IMC和IMN四个端子，并连接开关CT的二次测量回路，输入测量电流，可以通过电压端子11、保护电流端子12和测量电流端子13，以实现对线路电压、电流信号的监视，UA、UB、UC和UN四个端子不能短路，IA、IB、IC、IN、IMA、IMB、IMC和IMN八个端子不能开路，可以通过数据采集单元1，用来采集运行10kV线路的电压、电流信号，监视线路的运行状态，为故障动作提供依据；

定值整定单元2，定值整定单元2采用RCS—9611C型号，定值整定单元2上安装有复位按钮21，当改完定值时，按复位按钮21之后系统正常运行，可以通过采用RCS—9611C型号的定值整定单元2，以实现自动分，合闸，定值整定单元2构成有保护定值、控制字（控制字就是单片机的程序状态字PSW，程序状态寄存器PSW是控制器的一部分，PSW用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息，称为状态标志，如有无进位，有无溢出，结果正负，结果是否为零，奇偶标志位等；另一类是存放控制信息，称为控制状态，如允许中断，跟踪标志，方向标志等）和软压板（软压板是指系统的某个功能投退，比如投入和退出某个保护和控制功能，通常以修改微机保护的软件控制字来实现），定值投入过流保护跳闸和重合闸功能，可以通过更改保护定值的设定参数，确定保护范围，可以通过更改控制字和软压板的动作参数（0或1），以实现跳闸功能的开启或关闭，可以通过保护定值、控制字和软压板之间的配合，以实现对线路的保护功能，可以通过输入10kV线路保护替换系统的定值，和原先运行的保护系统定值一致，为保护替换系统设定动作条件和动作类型，如达到动作条件，定值整定单元2向操作输出单元4发送动作信号；

遥信输入单元3，采集开关分闸、合闸等位置信号，记录开关的实际运行位置，可以通过遥信输入单元3，采集开关位置信号，判断开关是否动作正确；

操作输出单元4，操作输出单元4配有跳闸出口41和重合闸出口42，并分别和开关的跳闸回路、合闸回路相连接，可以通过操作输出单元4，对分、合闸进行操作，跳闸出口41和重合闸出口42均采用拔插式香蕉端子的母头，并配有跳闸压板411和重合闸压板421，跳闸压板411和重合闸压板421均采用连片连接，可以通过打开连片，使得跳闸，重合闸功能无法实现，在线路出现故障时，可以通过操作输出单元4输出分、合闸信号，实现开关的分、合，对故障进行隔离；

液晶显示单元5，记录设备运行状态，显示运行电压、电流等数值、故障告警信号和设备定值等；

工作电源6，用于给整个系统提供电源，可以通过工作电源6面板上的工作电源开关62，开启或关闭整个系统的运行。

具体实施方式2

本具体实施方式提供了一种10kV线路保护替换方法，包括具体实施方式1中所述的10kV线路保护替换系统，还包括以下步骤：通过操作输出单元4的输入端连接工作电源6，遥信输入单元3在操作输出单元4的输入端并接使用，完成整个系统的运行操作，通过数据采集单元1和开关的CT、PT二次回路连接，完成电流、电压的采集，数据采集单元1将采集的电压、电流送到定值整定单元2并在液晶显示单元5中显示电压、电流的数值，通过定值整定单元2根据电压、电流和定值的大小判断线路是否存在故障，是否需要动作开关，如果存在故障，定值整定单元2给操作输出单元4一个跳闸指令，操作输出单元4接收到跳闸指令后给跳闸出口41发出一个正电脉冲，开关跳闸，然后遥信输入单元3上的开关位置输入端子31采集信号，检验开关是否动作正确。

通过上述实施方式可以看出，本发明的有益效果是：

（1）能通过本系统进行保护替换，退出原保护系统进行定检消缺，能有效保障线路供电可靠性。

（2）本发明在10kV线路保护系统定检的过程中，适用于10kV保护系统板件、系统故障时，若无备品备件及时更换，通过本系统可以使线路继续运行，发生10kV线路故障时，能够及时切除故障，能极大的减少停电次数，保障地区供电可靠性及稳定性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种10kV线路保护替换系统，其特征在于，包括：

数据采集单元（1），用于采集运行10kV线路的电压、电流信号，监视线路的运行状态，为故障动作提供依据；

定值整定单元（2），用于输入10kV线路保护替换系统的定值，和原先运行的保护系统定值一致，为保护替换系统设定动作条件和动作类型；

遥信输入单元（3），用于采集开关分闸、合闸等位置信号，记录开关的实际运行位置；

操作输出单元（4），用于当线路有故障时，输出分、合闸信号，实现开关的分、合，对故障进行隔离；

液晶显示单元（5），用于记录设备运行状态，显示运行电压、电流等数值、故障告警信号和设备定值等；

工作电源（6），用于给整个系统提供电源。

2.根据权利要求1所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述数据采集单元（1）上安装有电压端子（11）、保护电流端子（12）和测量电流端子（13），所述电压端子（11）、保护电流端子（12）和测量电流端子（13）均采用拔插式香蕉端子的母头。

3.根据权利要求2所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述电压端子（11）包括UA、UB、UC和UN四个端子，并与10kV二次母线电压连接，所述保护电流端子（12）包括IA、IB、IC和IN四个端子，并连接开关CT的二次保护回路，所述测量电流端子（13）包括IMA、IMB、IMC和IMN四个端子，并连接开关CT的二次测量回路。

4.根据权利要求3所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述UA、UB、UC和UN四个端子不能短路，所述IA、IB、IC、IN、IMA、IMB、IMC和IMN八个端子不能开路。

5.根据权利要求1所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述定值整定单元（2）上安装有复位按钮（21），当改完定值时，按复位按钮（21）之后系统正常运行。

6.根据权利要求5所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述定值整定单元（2）构成有保护定值、控制字和软压板，所述定值投入过流保护跳闸和重合闸功能。

7.根据权利要求1所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述操作输出单元（4）配有跳闸出口（41）和重合闸出口（42），并分别和开关的跳闸回路、合闸回路相连接。

8.根据权利要求7所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述跳闸出口（41）和重合闸出口（42）均采用拔插式香蕉端子的母头，并配有跳闸压板（411）和重合闸压板（421）。

9.根据权利要求8所述的10kV线路保护替换系统，其特征在于，所述跳闸压板（411）和重合闸压板（421）均采用连片连接。

10.一种10kV线路保护替换方法，其特征在于，包括权利1-9任一所述的10kV线路保护替换系统，还包括以下步骤：通过操作输出单元（4）的输入端连接工作电源（6），遥信输入单元（3）在操作输出单元（4）的输入端并接使用，完成整个系统的运行操作，通过数据采集单元（1）和开关的CT、PT二次回路连接，完成电流、电压的采集，数据采集单元（1）将采集的电压、电流送到定值整定单元（2）并在液晶显示单元（5）中显示电压、电流的数值，通过定值整定单元（2）根据电压、电流和定值的大小判断线路是否存在故障，是否需要动作开关，如果存在故障，定值整定单元（2）给操作输出单元（4）一个跳闸指令，操作输出单元（4）接收到跳闸指令后给跳闸出口（41）发出一个正电脉冲，开关跳闸，然后遥信输入单元（3）上的开关位置输入端子（31）采集信号，检验开关是否动作正确。

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