CN202094708U - 一种变电站间隔层设备 - Google Patents
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Abstract
一种变电站间隔层设备，包括控制逻辑回路、操作显示回路及通信回路，所述控制逻辑回路包括断路器合闸位置信号输入端、隔离开关合闸位置信号输入端、第一与门电路、虚遥控顺序控制启动信号输入端、第二与门电路、断路器分闸信号输出端，断路器合闸位置信号输入端与隔离开关合闸位置信号输入端分别与第一与门电路的输入端连接，第一与门电路的输出端与虚遥控顺序控制启动信号输入端分别与第二与门电路的输入端连接，第二与门电路的输出端与断路器分闸信号输出端连接。本实用新型可以在变电站间隔层设备实现自动顺序操作一次设备(即间隔顺控操作票)的功能，可以降低变电站站控层及远方主站实现顺序控制的逻辑配置复杂程度、提高监控操作的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力自动化技术领域，具体是一种变电站间隔层设备。
背景技术
传统变电站的监控方式，限于五防安全规定、操作票管理、自动化设备配置要求以及基础技术水平，变电站综合自动化系统与五防系统相互独立、不具备间隔层设备之间直接通信互联的条件。
随着变电站自动化技术发展，IEC61850标准化、规范化应用，变电站自动化系统将由一次设备或者智能一次设备、间隔层智能单元、站控层设备等组成；传统五防系统的防误操作功能，已经融合进变电站自动化系统。随着间隔层设备智能化水平日益提高，间隔层设备之间互联互通的实现，以及间隔层设备及设备之间防误闭锁功能的实现，在其基础上实现变电站一次设备操作控制和顺序控制的全过程自动执行，成为技术发展的必然。
顺序控制是智能设备模拟人工操作过程和步骤的自动操作方式，而变电站顺序控制一般是在变电站系统层设备和远方监控主站均配置判断现场一次设备状况的完整逻辑，采用控制一组遥控操作的方式各自实现顺序控制的操作监控，即，变电站系统层设备与远方监控主站针对相同的一次设备，顺序控制的逻辑判断与执行方式基本相同。
但是由于目前变电站间隔层设备的监控能力，一般只具备测量和执行操作指令的功能(如图4及图5所示)，例如目前变电站间隔层设备通常只有一次操作单个一次设备的功能，而没有逻辑综合判断的自动顺序操作和步序控制功能，自身难以实现完整的防误闭锁操作控制功能，加大了站控层以及远方实现顺序控制的逻辑配置复杂程度，而且操作可靠性和自动化程度均有待进一步提高。
发明内容
本实用新型提供一种变电站间隔层设备，可以在变电站间隔层设备内实现本间隔一次设备的全自动顺序控制，能够简化变电站顺序控制和操作过程逻辑设计的复杂程度。
一种变电站间隔层设备，包括控制逻辑回路、操作显示回路及通信回路，所述控制逻辑回路包括断路器合闸位置信号输入端、隔离开关合闸位置信号输入端、第一与门电路、虚遥控顺序控制启动信号输入端、第二与门电路、断路器分闸信号输出端，断路器合闸位置信号输入端与隔离开关合闸位置信号输入端分别与第一与门电路的输入端连接，第一与门电路的输出端与虚遥控顺序控制启动信号输入端分别与第二与门电路的输入端连接，第二与门电路的输出端与断路器分闸信号输出端连接；所述操作显示回路经通信通道和通信回路与控制逻辑回路连接。
如上所述的变电站间隔层设备，所述控制逻辑回路还包括断路器分闸位置信号输入端、电压互感器信号输入端、限值判断比较器电路、第三与门电路、顺序控制步序延时定时器、第四与门电路、隔离开关分闸信号输出端，所述断路器分闸位置信号输入端与第三与门电路的一个输入端连接，电压互感器信号输入端与第三与门电路的另一个输入端之间接入限值判断比较器电路，第三与门电路的输出端通过顺序控制步序延时定时器与第四与门电路的一个输入端连接，虚遥控顺序控制启动信号输入端与第四与门电路的另一个输入端连接，第四与门电路的输出端与隔离开关分闸信号输出端连接。
如上所述的变电站间隔层设备，所述第三与门电路的输出端还与允许隔离开关分闸的虚遥信输出端连接。
如上所述的变电站间隔层设备，所述控制逻辑回路还包括第五与门电路，第三与门电路的输出端和隔离开关遥控分闸信号输入端分别与第五与门电路的输入端连接，第五与门电路的输出端与隔离开关分闸信号输出端连接。
如上所述的变电站间隔层设备，所述控制逻辑回路还包括隔离开关分闸位置信号输入端和隔离开关分闸位置遥信输出端，隔离开关分闸位置信号输入端与隔离开关分闸位置遥信输出端连接。
本实用新型变电站间隔层设备可以实现顺序控制功能，将变电站系统层设备和远方监控主站顺序控制过程中的逻辑判断、步序控制和操作执行的重复部分(即，间隔操作票的功能)放入了间隔层设备实现，将目前的一系列遥控操作简化为一个虚遥控操作，在此基础上可以降低变电站站控层以及远方主站实现顺序控制的逻辑配置复杂程度、提高监控操作的可靠性。本项实用新型对于电网提高自动化水平、保障操作安全、降低人工和运维成本、提高远方操作可靠性、实现无人值班等具有重要的意义。
附图说明
图1是本实用新型变电站间隔层设备其中一个实施例的原理示意图；
图2是应用本实用新型变电站间隔层设备其中一个实施例的系统结构示意图；
图3是本实用新型变电站间隔层设备其中一个实施例进行顺序控制的流程示意图；
图4是现有技术一间隔层设备中控制逻辑回路的原理示意图；
图5是现有技术二间隔层设备中控制逻辑回路的原理示意图。
图中：1-断路器(CB)，2-隔离开关(DS)，3-电压互感器，4-变电站间隔层设备，5-控制逻辑回路，6-通信回路，7-操作显示回路，8-通信通道，9-通信端口，11-断路器合闸位置信号输入端，12-隔离开关合闸位置信号输入端，13-第一与门电路，15-允许启动顺序控制的虚遥信输出端，16-虚遥控顺序控制启动信号输入端，17-第二与门电路，19-断路器分闸信号输出端，20-断路器分闸位置信号输入端，21-断路器分闸位置遥信输出端，22-电压互感器信号输入端，23-电压互感器遥测信号输出端，24-限值判断比较器电路，26-第三与门电路，28-允许隔离开关分闸的虚遥信输出端，29-第四与门电路，31-隔离开关分闸信号输出端，32-隔离开关分闸位置信号输入端，33-隔离开关分闸位置遥信输出端，34-断路器遥控分闸信号输入端，35-隔离开关遥控分闸信号输入端，36-第五与门电路，37-断路器合闸位置遥信输出端，38-隔离开关合闸位置遥信输出端，39-顺序控制步序延时定时器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
顺序控制是智能设备模拟人工操作过程和步骤的自动操作方式，下面结合图2介绍切除正常供电馈线负荷的人工退出一次设备的操作步骤，包括：
(1)第一步操作：断开断路器1；
(2)检查互感器3或者断路器1的负荷侧线路无电压：避免带负荷拉开隔离开关的防止误操作措施，证明断路器1确实已经断开；
(3)第二步操作：断开电源侧隔离开关2；
(4)操作结束。
请参考图1及图2，本实用新型变电站间隔层设备4其中一个实施例包括控制逻辑回路5、操作显示回路7及通信回路6。
所述控制逻辑回路5包括断路器合闸位置信号输入端11、隔离开关合闸位置信号输入端12、第一与门电路13、虚遥控顺序控制启动信号输入端16、第二与门电路17、断路器分闸信号输出端19，断路器合闸位置信号输入端11与隔离开关合闸位置信号输入端12分别与第一与门电路13的输入端连接，第一与门电路13的输出端与虚遥控顺序控制启动信号输入端16分别与第二与门电路17的输入端连接，第二与门电路17的输出端与断路器分闸信号输出端19连接。
操作人员在操作显示回路7发出启动指令并置位保持，经通信通道8和通信回路6送至控制逻辑回路5的虚遥控顺序控制启动信号输入端16。
工作时，断路器合闸位置信号输入端11提供的断路器1的合闸位置信号和隔离开关合闸位置信号输入端12提供的隔离开关2的合闸位置信号，经过第一与门电路13判断后作为顺控条件逻辑信号，通过第二与门电路17判断是否执行虚遥控顺序控制启动信号输入端16发出的执行虚遥控顺序控制分开断路器1的顺控第一步序操作，即所述顺控条件逻辑信号和虚遥控顺序控制启动信号(由虚遥控顺序控制启动信号输入端16提供)经过第二与门电路17判断后成为顺控第一步序操作的断路器顺控分闸逻辑信号，所述断路器顺控分闸逻辑信号由断路器分闸信号输出端19输出。
所述顺控条件逻辑信号同时作为允许启动顺序控制的虚遥信送至通信回路6，通信回路6可将所述顺控条件逻辑信号通过通信道道8送至操作显示回路7提示操作人员可否进行本地顺控操作，也可通过通信端口9送到变电站系统层设备以判断可否允许虚遥控顺控操作，还可通过通信端口9送到其他间隔层设备进行逻辑判断和操作联动。
所述控制逻辑回路5还包括断路器分闸位置信号输入端20、电压互感器信号输入端22、限值判断比较器电路24、第三与门电路26、顺序控制步序延时定时器39、第四与门电路29、隔离开关分闸信号输出端31，所述断路器分闸位置信号输入端20与第三与门电路26的一个输入端连接，电压互感器信号输入端22与第三与门电路26的另一个输入端之间接入限值判断比较器电路24，第三与门电路26的输出端通过顺序控制步序延时定时器39与第四与门电路29的一个输入端连接，虚遥控顺序控制启动信号输入端16与第四与门电路29的另一个输入端连接，第四与门电路29的输出端与隔离开关分闸信号输出端31连接。
工作时，电压互感器信号输入端22提供的电压互感器输入信号经过限值判断比较器电路24成为无电压逻辑信号，所述无电压逻辑信号和断路器分闸位置信号输入端20提供的断路器分闸位置信号经过第三与门电路26判断后成为隔离开关防误闭锁逻辑信号，所述隔离开关防误闭锁逻辑信号经过顺序控制步序延时定时器39进行步序延时控制后输出定时器逻辑信号，所述定时器逻辑信号作为允许条件，通过所述第四与门电路29判断是否顺序执行虚遥控顺序控制启动信号输入端16发出的执行虚遥控顺序控制分开隔离开关2的顺控第二步序操作，即所述定时器逻辑信号和所述虚遥控顺序控制启动信号(由虚遥控顺序控制启动信号输入端16提供)经过所述第四与门电路29判断后成为顺控第二步序操作的隔离开关顺控分闸逻辑信号，所述隔离开关顺控分闸逻辑信号由隔离开关分闸信号输出端31输出。
所述第三与门电路26的输出端还与允许隔离开关分闸的虚遥信输出端28连接，这样所述第三与门电路26的输出端输出的隔离开关防误闭锁逻辑信号也可作为允许隔离开关分闸的虚遥信送至通信回路6，所述通信回路6可将所述允许隔离开关分闸的虚遥信通过通信通道8送至操作显示回路7提示操作人员可否操作隔离开关分闸，也可通过通信9端口送到变电站系统层设备以判断可否允许进行遥控隔离开关分闸，还可通过通信端口9送到其他间隔层设备进行逻辑判断和操作联动。
所述控制逻辑回路5还包括第五与门电路36，第三与门电路26的输出端和隔离开关遥控分闸信号输入端35分别与第五与门电路36的输入端连接，第五与门电路36的输出端与隔离开关分闸信号输出端31连接。
工作时，第三与门电路26输出的隔离开关防误闭锁逻辑信号作为隔离开关操作的允许条件，通过所述第五与门电路36判断是否执行隔离开关遥控分闸信号输入端35提供的遥控信号。
隔离开关分闸位置信号输入端32与隔离开关分闸位置遥信输出端33连接，隔离开关分闸位置信号输入端32提供的隔离开关分闸位置信号作为隔离开关分闸位置遥信送至通信回路6，所述通信回路6可将所述隔离开关分闸位置遥信通过通信通道8送至操作显示回路7提示操作人员顺控结束或隔离开关分闸操作完成或显示隔离开关位置，也可通过通信端口9送至变电站系统层设备判断虚遥控顺控操作是否完成或显示隔离开关位置，还可通过通信端口9送到其他间隔层设备进行逻辑判断和操作联动。
图3是在图2的系统结构下，本实用新型变电站间隔层设备4中的控制逻辑回路5的进行顺序控制的流程示意图。操作员可通过操作显示回路7，操作提供给虚遥控顺序控制启动信号输入端16的虚遥控顺序控制信号为有效状态或者无效状态。间隔层设备4进行顺序控制的流程的步骤介绍如下：
步骤41：操作员通过操作显示回路7，操作提供给虚遥控顺序控制启动信号输入端16的虚遥控顺序控制信号为有效状态；
步骤42：第一与门电路13的输出端输出的顺控条件逻辑信号为有效状态则进行步骤43，否则至步骤48结束本次顺序控制操作；
步骤43：输出顺控步序操作的断路器顺控分闸逻辑信号，经断路器分闸信号输出端19送至断路器1；
步骤44：断路器分闸位置信号输入端20提供的断路器分闸位置信号为有效状态则进行步骤45，否则如果虚遥控顺序控制启动信号输入端16提供的虚遥控顺序控制信号为有效状态则再次回到步骤44的起始，否则至步骤48结束本次顺序控制操作；
步骤45：第三与门电路26的输出端输出的隔离开关防误闭锁逻辑信号为有效状态且定时器39输出的定时器逻辑信号为有效状态则进行步骤46，否则如果虚遥控顺序控制启动信号输入端16提供的虚遥控顺序控制信号为有效状态则再次回到步骤45的起始，否则(即虚遥控顺序控制信号为无效状态)至步骤48结束本次顺序控制操作；
步骤46：所述第四与门电路29输出顺控步序操作的隔离开关顺控分闸逻辑信号，所述隔离开关顺控分闸逻辑信号经隔离开关分闸信号输出端31送至隔离开关2；
步骤47：隔离开关分闸位置信号输入端32提供的隔离开关分闸位置信号为有效状态则进行步骤48，否则如果虚遥控顺序控制启动信号输入端16提供的虚遥控顺序控制信号为有效状态则再次回到步骤47的起始，否则(即虚遥控顺序控制信号为无效状态)至步骤48结束本次顺序控制操作；
步骤48：置虚遥控顺序控制信号为无效状态，本次顺序控制操作结束。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种变电站间隔层设备，其特征在于：包括控制逻辑回路(5)、操作显示回路(7)及通信回路(6)，所述控制逻辑回路(5)包括断路器合闸位置信号输入端(11)、隔离开关合闸位置信号输入端(12)、第一与门电路(13)、虚遥控顺序控制启动信号输入端(16)、第二与门电路(17)、断路器分闸信号输出端(19)，断路器合闸位置信号输入端(11)与隔离开关合闸位置信号输入端(12)分别与第一与门电路(13)的输入端连接，第一与门电路(13)的输出端与虚遥控顺序控制启动信号输入端(16)分别与第二与门电路(17)的输入端连接，第二与门电路(17)的输出端与断路器分闸信号输出端(19)连接；所述操作显示回路(7)经通信通道(8)和通信回路(6)与控制逻辑回路(5)连接。
2.如权利要求1所述的变电站间隔层设备，其特征在于：所述控制逻辑回路(5)还包括断路器分闸位置信号输入端(20)、电压互感器信号输入端(22)、限值判断比较器电路(24)、第三与门电路(26)、顺序控制步序延时定时器(39)、第四与门电路(29)、隔离开关分闸信号输出端(31)，所述断路器分闸位置信号输入端(20)与第三与门电路(26)的一个输入端连接，电压互感器信号输入端(22)与第三与门电路(26)的另一个输入端之间接入限值判断比较器电路(24)，第三与门电路(26)的输出端通过顺序控制步序延时定时器(39)与第四与门电路(29)的一个输入端连接，虚遥控顺序控制启动信号输入端(16)与第四与门电路(29)的另一个输入端连接，第四与门电路(29)的输出端与隔离开关分闸信号输出端(31)连接。
3.如权利要求2所述的变电站间隔层设备，其特征在于：所述第三与门电路(26)的输出端还与允许隔离开关分闸的虚遥信输出端(28)连接。
4.如权利要求2所述的变电站间隔层设备，其特征在于：所述控制逻辑回路(5)还包括第五与门电路(36)，第三与门电路(26)的输出端和隔离开关遥控分闸信号输入端(35)分别与第五与门电路(36)的输入端连接，第五与门电路(36)的输出端与隔离开关分闸信号输出端(31)连接。
5.如权利要求1所述的变电站间隔层设备，其特征在于：所述控制逻辑回路(5)还包括隔离开关分闸位置信号输入端(32)和隔离开关分闸位置遥信输出端(33)，隔离开关分闸位置信号输入端(32)与隔离开关分闸位置遥信输出端(33)连接。
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