CN115986904A - 一种备自投保护测控系统 - Google Patents
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Abstract
一种备自投保护测控系统，包括电源控制回路，电源控制回路用于控制系统电源进电，电源控制回路连接有备自投保护回路，电源控制回路包括控制电源模块，控制电源模块连接有合闸模块和跳闸模块，合闸模块和跳闸模块控制控制电源模块的断路器动作；备自投保护回路包括进线模块、保护模块和测量模块，进线模块连接控制电源模块和保护模块，保护模块连接测量模块，保护模块和测量模块采集开关量信号。本发明可组屏安装，也可在开关柜上就地安装，设计灵活，通过控制面板可以实时显示电流、电压、功率等电气量参数，显示保护动作的全过程，且系统具有断路器跳合闸线圈保护功能，避免因机械拒动而烧毁断路器线圈，可完全替代常规继电器的保护方式。
Description
技术领域
本发明涉及系统电源保护切换技术领域，尤其是一种备自投保护测控系统。
背景技术
当前电源电气柜的备自投保护系统只能根据用户的需求特别定制，如用户需要两个电气柜切换，则只能设计两个电气柜进行使用，若日后要添加电气柜，还需另行设计，且现在的备自投系统大多都是采用常规的继电器进行控制保护，功能欠缺，且控制方式唯一，不能根据用户的需求来自行调整。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自保能力强且设计灵活的备自投保护测控系统。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种备自投保护测控系统，包括电源控制回路，所述电源控制回路用于控制系统电源进电，所述电源控制回路连接有备自投保护回路，所述备自投保护回路用于切换控制柜的进线电源，备自投切换可根据实际现场情况来限定切换数量；
所述电源控制回路包括控制电源模块，所述控制电源模块连接有合闸模块和跳闸模块，所述合闸模块和跳闸模块控制所述控制电源模块的断路器动作；
所述备自投保护回路包括进线模块、保护模块和测量模块，所述进线模块连接所述控制电源模块和保护模块，所述保护模块连接所述测量模块，所述保护模块和测量模块采集开关量信号。
优选的，所述合闸模块包括手动合闸机构和遥控合闸机构，所述手动合闸机构用于工作人员现场闭合系统电源，所述遥控合闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的闭合。
优选的，所述跳闸模块包括手动跳闸机构、遥控跳闸机构和保护跳闸机构，所述手动跳闸机构用于工作人员现场断开系统电源，所述遥控跳闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的断开，所述保护跳闸机构连接所述备自投保护回路，用于在开关量信号达到危险阈值时，自动断开系统电源。
优选的，所述保护模块采集的开关量信号包括一号电气柜和二号电气柜的进线分合位信号、备用开关量信号。
优选的，所述测量模块采集的开关量信号包括备自投闭锁信号、手动合闸信号、手动跳闸信号、遥控合闸信号和备用开关量信号。
优选的，所述备用开关量信号用于采集连接的备用机构或备用回路的开关量信号。
优选的，所述测量模块采集的开关量信号还包括一号电气柜和二号电气柜的进线电压、电流信号。
优选的，所述电源控制回路和备自投保护回路连接有控制面板，所述控制面板上设置有指示灯和控制按键，所述指示灯用于表示当前系统的工作状态，实时显示电流、电压、功率、频率等电气量参数，显示保护动作的全过程，所述控制按键用于输入系统的工作状态参数。
本发明的优点和积极效果是：
本发明适用于110KV以下电压等级的进线开关的自投装置，可组屏安装，也可在开关柜上就地安装，设计灵活，通过控制面板可以实时显示电流、电压、功率、频率等电气量参数，清晰显示保护动作的全过程，使动作过程更加透明，且系统中每个断路器对应一个操作回路，紧急时可直接对开关进行操作，且系统具有断路器跳合闸线圈保护功能，避免因机械拒动而烧毁断路器线圈，可完全替代常规继电器的保护方式，自保能力得到增强。
附图说明
图1是本发明的电源控制回路的电路示意图；
图2是本发明的备自投保护回路的电路示意图；
图3是本发明的备自投的工作原理示意图；
图4是本发明的速断保护动作逻辑图；
图5是本发明的限时速断保护动作逻辑图；
图6是本发明的过电流保护动作逻辑图；
图7是本发明的过流反时限动作逻辑图；
图8是本发明的过负荷保护动作逻辑图；
图9是本发明的PT断线保护动作逻辑图；
图10是本发明的控制回路断线保护动作逻辑图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
如图1和图2所示，本发明所述的一种备自投保护测控系统，包括电源控制回路，电源控制回路用于控制系统电源进电，电源控制回路连接有备自投保护回路，备自投保护回路用于切换控制柜的进线电源，备自投切换可根据实际现场情况来限定切换数量，电源控制回路和备自投保护回路连接有主控模块，主控模块用于控制电源控制回路和备自投保护回路的电源上下电和备自投的电源切换，主控模块包括主控芯片，主控芯片为DSP芯片，主控模块连接有控制面板，控制面板上设置有指示灯和控制按键，指示灯用于表示当前系统的工作状态，实时显示电流、电压、功率、频率等电气量参数，显示保护动作的全过程，控制按键用于输入系统的工作状态参数。
电源控制回路包括控制电源模块，控制电源模块连接有合闸模块和跳闸模块，合闸模块和跳闸模块控制控制电源模块的断路器动作，合闸模块包括手动合闸机构和遥控合闸机构，手动合闸机构用于工作人员现场闭合系统电源，遥控合闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的闭合，跳闸模块包括手动跳闸机构、遥控跳闸机构和保护跳闸机构，手动跳闸机构用于工作人员现场断开系统电源，遥控跳闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的断开，保护跳闸机构连接备自投保护回路，用于在开关量信号达到危险阈值时，自动断开系统电源。
备自投保护回路包括进线模块、保护模块和测量模块，进线模块连接控制电源模块和保护模块，保护模块连接测量模块，保护模块和测量模块采集开关量信号，保护模块采集的开关量信号包括一号电气柜和二号电气柜的进线分合位信号、备用开关量信号，测量模块采集的开关量信号包括备自投闭锁信号、手动合闸信号、手动跳闸信号、遥控合闸信号、一号电气柜和二号电气柜的进线电压、电流信号和备用开关量信号，备用开关量信号用于采集连接的备用机构或备用回路的开关量信号。
如图3所示，为本系统的备自投的原理图，以两线路为例：
>备自投的充电条件为：
a.一号电气柜进线合位(图2中开入量R3＝1，R4＝0)；
b.二号电气柜进线分位(图2中开入量R1＝0，R2＝1)；
c.闭锁备投标志＝0；
d.备投自投—投；
e.进线电压uab1、ubc1、uca1、uab2、ubc2、uca2都≥备投有压定值(Udz2)；
必须满足以上所有条件后，延时备投充电时间(Tzd6)设置的时间后，在控制面板上显示备投自投充电标志，电池符号显示满格。
>备自投的放电条件为：
a.一号电气柜进线分位(图2中开入量R3＝0,R4＝1)；
b.二号电气柜进线合位(图2中开入量R1＝1,R2＝0)；
c.闭锁备投标志＝1；
d.备投自投—退；
e.二号电气柜进线失压，即uab2、ubc2、uca2中任意一个电压<备投无压定值(Udz1)；
满足以上a至e任一条件，则备投自投放电，充电标志由满格变为半格。
>备自投的自投动作条件为：
a.自投充电完成；
b.一号电气柜进线合位(图2中开入量R3＝1,R4＝0)；
c.二号电气柜进线分位(图2中开入量R1＝0,R2＝1)；
d.闭锁备投标志＝0；
e.备投自投—投；
f.一号电气柜进线电压失压(若失压判单相＝退，则需uab1、ubc1、uca1都<备投无压定值(Udz1),若失压判单相＝投，则只需uab1、ubc1、uca1中任一个<备投无压定值(Udz1))；
g.一号电气柜进线电流ix1<无流判断定值(Idz1)；
h.二号电气柜进线有电，即uab2、ubc2、uca2的电压≥备投有压定值(Udz2)。
备自投动作过程为：满足以上所有条件后，备投自投启动，经过“备投跳闸延时”(在延时时间内，一号电气柜进线有压或Ix1有流则停止自投)，跳开一号电气柜进线(6J—C13/C14)，检测到一号电气柜进线为分位(图2中开入量R3＝0,R4＝1)后6J返回(如果在5S内没有检测到分位，则报：备投自投失败，并且6J延时返回)，经过“备投合闸延时”，合二号电气柜进线(7J—C15/C16)，当检测到二号电气柜进线为合位时(图2中开入量R1＝1,R2＝0)，7J返回，则报：备投自投成功。(如果在5S内没有检测到二号电气柜进线为合位，则报：备投自投失败，并且7J延时返回。)
>备投自复充电条件为：
a.一号电气柜进线分位(图2中开入量R3＝0，R4＝1)；
b.二号电气柜进线合位(图2中开入量R1＝1，R2＝0)；
c.闭锁备投标志＝0；
d.备投自复—投；
e.一号电气柜进线电压uab1、ubc1、uca1都≥备投有压定值(Udz2)；
必须满足以上所有条件后，延时备投充电时间(Tzd6)设置的时间后，显示备投自复充电标志，电池符号显示满格。
>备投自复放电条件为：
a.一号电气柜进线合位(图2中开入量R3＝1,R4＝0)；
b.二号电气柜进线分位(图2中开入量R1＝0,R2＝1)；
c.闭锁备投标志＝1；
d.备投自复—退；
e.一号电气柜进线电压失压，即uab1、ubc1、uca1中任意一个电压<备投无压定值(Udz1)；
满足以上a至e任一条件，则备投自复放电，充电标志由满格变半格。
>备投的自复动作条件为：
a.自复充电完成；
b.一号电气柜进线分位(图2中开入量R3＝0,R4＝1)；
c.二号电气柜进线合位(图2中开入量R1＝1,R2＝0)；
d.闭锁备投标志＝0；
e.备投自复—投；
f.一号电气柜进线有电，即uab1、ubc1、uca1的电压≥备投有压定值(Udz2)；
g.紧急自复：若二号电气柜进线电压失压(1.若失压判单相＝退，则需uab2、ubc2、uca2都<备投无压定值Udz1且二号电气柜进线无流【ia,ib,ic均小于无流判断定值Idz1】；2.若失压判单相＝投，则只需uab2、ubc2、uca2中任一个<备投无压定值Udz1)，则经备投跳闸延时后启动自复动作逻辑；
备投自复：若二号电气柜进线有压，即uab2、ubc2、uca2的电压≥备投有压定值(Udz2)，且当前时间在允许自复的开始和结束时段之内，则自复开始等待计时，当等待时间大于自复等待时间定值(Tzd3)后,启动自复动作逻辑，若不满足自复动作条件，等待计时清0。
备投自复动作过程为：满足以上所有条件，备投自复启动后，跳开二号电气柜进线(8J—C17/C18)，检测到二号电气柜进线为分位(开入量R1＝0,R2＝1)后8J返回(如果在5S内没有检测到分位，则报：备投自复失败，并且8J延时返回)，经过“备投合闸延时”，合一号电气柜进线(5J—C11/C12)，当检测到一号电气柜进线为合位时(开入量R3＝1,R4＝0)，5J返回，则报：备投自复成功。(如果在5S内没有检测到1#进线为合位，则报：备投自复失败，并且5J延时返回。)
如图4所示为速断保护动作的逻辑图，当满足1、RLP06速断－“投”；
2、保护电流ia、ib、ic任何一相≧电流速断定值(Idz3)的条件时，保护立即出口3J(C7/C8)，同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，液晶显示报动作信息，面板事故灯亮。
图5所示为限时速断保护动作的逻辑图，当满足1、RLP07限时速断－“投”；2、保护电流ia、ib、ic任何一相≧限时速断定值(Idz4)；3、满足以上条件的持续时间≧限时速断延时(Tzd7)的条件时，保护立即出口3J(C7/C8)，同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，液晶显示报动作信息，面板事故灯亮。
图6所示为过电流保护动作的逻辑图，当满足1、RLP8过电流－“投”；2、保护电流ia、ib、ic任何一相≧过电流定值(Idz5)；3、满足以上条件的持续时间≧过电流延时(Tzd8)的条件时，保护立即出口3J(C7/C8)，同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，液晶显示报动作信息，面板事故灯亮。
图7所示为过流反时限动作的逻辑图，当满足图中所示与、或逻辑条件时，液晶显示报动作信息。
图8所示为过负荷保护动作的逻辑图，当满足1、RLP10过负荷－“告警/跳闸”；2、保护电流ia、ib、ic任何一相≧过负荷定值(Idz6)；3、满足以上条件的持续时间≧过负荷延时(Tzd9)的条件时，若投“跳闸”保护立即出口3J(C7/C8)，同时驱动事故信号继电器11J(C1/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，液晶显示报动作信息，面板事故灯亮；若投“告警”保护即驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，液晶显示报动作信息，面板告警灯亮。
图9所示为PT断线保护动作的逻辑图，当满足1、RLP12PT断线－“投”；
2、Uab2、Ubc2、Uca2中有一线电压采样值≧PT断线电压定值(Udz4)，另一个线电压采样值<PT断线电压定值(Udz4)；3、满足以上条件的持续时间≧PT断线延时(Tzd11)的条件时，PT断线动作，并驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，面板告警灯亮。
图10所示为控制回路断线保护动作的逻辑图，当满足1、RLP13控制回路断线－“投”；2、同时采集到分位、合位信号，或同时采集不到分位、合位信号；3、满足以上条件的持续时间≧控制回路断线延时(Tkzdx)的条件时，装置发生控制回路断线告警保护，并驱动告警信号继电器12J(C2/C3)(直到手动复归，继电器才返回)，面板告警灯亮。
在上述的实施例中，控制面板上的指示灯有七个，分别为：
运行：绿色，表示装置的运行状态，正常运行时为绿色且不停的闪烁。
电源：绿色，表示装置继电器输出电源是否正常，正常运行时为绿色且常亮。
故障：红色，表示装置自检是否正常，正常不显示，不正常显示红色并告警。
合位：红色，表示装置所控制的断路器在合闸位置，在合闸位置时显示红色，开关分闸时不亮。
分位：绿色，表示装置所控制的断路器在分闸位置，在分闸位置时显示绿色，开关合闸时不亮。
告警：红色，表示装置检测的运行设备是否正常，正常运行时红灯不亮，出现告警事件红灯亮。
事故：红色，表示装置检测的运行设备是否正常，正常运行时红灯不亮，出现跳闸事件红灯亮。
上述实施例中的液晶显示的表示状态为：
UA2、UB2、UC2：二号电气柜进线测量相电压的一次值；
UAB2、UBC2、UCA2：二号电气柜进线测量线电压的一次值；
IA IC：二号电气柜进线测量电流一次值；
ΣPΣQ：二号电气柜进线总有功功率和总无功功率一次值；
COSφ：功率因数计算值；
f1:一号电气柜进线电压频率；
ia ib ic：二号电气柜进线保护电流保护计算值；
ix1：一号电气柜进线电流的二次保护计算值；
uab1、ubc1、uca1：一号电气柜进线电压的二次保护计算值；
u02：二号电气柜进线的二次零序电压值。
本发明适用于110KV以下电压等级的进线开关的自投装置，可组屏安装，也可在开关柜上就地安装，设计灵活，通过控制面板可以实时显示电流、电压、功率、频率等电气量参数，清晰显示保护动作的全过程，使动作过程更加透明，且系统中每个断路器对应一个操作回路，紧急时可直接对开关进行操作，且系统具有断路器跳合闸线圈保护功能，避免因机械拒动而烧毁断路器线圈，可完全替代常规继电器的保护方式，自保能力得到增强。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种备自投保护测控系统，其特征在于：包括电源控制回路，所述电源控制回路用于控制系统电源进电，所述电源控制回路连接有备自投保护回路，所述备自投保护回路用于切换控制柜的进线电源；
所述电源控制回路包括控制电源模块，所述控制电源模块连接有合闸模块和跳闸模块，所述合闸模块和跳闸模块控制所述控制电源模块的断路器动作；
所述备自投保护回路包括进线模块、保护模块和测量模块，所述进线模块连接所述控制电源模块和保护模块，所述保护模块连接所述测量模块，所述保护模块和测量模块采集开关量信号。
2.根据权利要求1所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述合闸模块包括手动合闸机构和遥控合闸机构，所述手动合闸机构用于工作人员现场闭合系统电源，所述遥控合闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的闭合。
3.根据权利要求2所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述跳闸模块包括手动跳闸机构、遥控跳闸机构和保护跳闸机构，所述手动跳闸机构用于工作人员现场断开系统电源，所述遥控跳闸机构用于工作人员远程无线控制系统电源的断开，所述保护跳闸机构连接所述备自投保护回路，用于在开关量信号达到危险阈值时，自动断开系统电源。
4.根据权利要求1所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述保护模块采集的开关量信号包括一号电气柜和二号电气柜的进线分合位信号、备用开关量信号。
5.根据权利要求3所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述测量模块采集的开关量信号包括备自投闭锁信号、手动合闸信号、手动跳闸信号、遥控合闸信号和备用开关量信号。
6.根据权利要求4或5所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述备用开关量信号用于采集连接的备用机构或备用回路的开关量信号。
7.根据权利要求5所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述测量模块采集的开关量信号还包括一号电气柜和二号电气柜的进线电压、电流信号。
8.根据权利要求1所述的一种备自投保护测控系统，其特征在于：所述电源控制回路和备自投保护回路连接有控制面板，所述控制面板上设置有指示灯和控制按键，所述指示灯用于表示当前系统的工作状态，所述控制按键用于输入系统的工作状态参数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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