CN202840494U

CN202840494U - 铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置

Info

Publication number: CN202840494U
Application number: CN 201220562545
Authority: CN
Inventors: 范红疆; 钟选明; 陈小川; 王牣
Original assignee: CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: CHENGDU SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY XUJI ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-10-30

Abstract

本实用新型公开了铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，包括外壳（1），外壳（1）内设置有交流插件、保护插件和通信插件，外壳（1）上还安装有控制键盘（2）和显示器（3）。本实用新型的有益效果是：对变压器进行保护，主要提供二段式复合电压启动过电流保护、过负荷保护、非电量保护、断相告警、零序过电流告警、零序过电压告警、母联闭锁开出、PT断线告警、控制回路断线告警等；本装置具有功能完善、结构紧凑小巧、可靠性高等优点；本装置既可组屏安装，也可以安装在开关柜上。

Description

铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置

技术领域

本实用新型涉及铁路变配电所保护装置领域，特别是涉及到铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置。

背景技术

近年来，我国铁路变配电所二次设备的技术水平有了很大进步，成绩有目共睹，但在实际运用过程中仍存在很多问题，例如设计复杂，维修需花费大量人力和物理来进行故障检测，继而才能进行维修，从而浪费大量的时间和精力，进而也说明我国现有技术在保护装置及故障自检等方面做的还不到位。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，能够对铁路变配电所中的变压器提供二段式复合电压启动过电流保护、过负荷保护、非电量保护、断相告警、零序过电流告警、零序过电压告警、母联闭锁开出、PT断线告警、控制回路断线告警等功能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，包括外壳，外壳内设置有交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个同步FIFO连接到保护插件的数据总线上，外壳上还安装有控制键盘和显示器，所述的控制键盘和显示器连接到内部的CPLD模块上。

所述的交流插件连接到外部的传感器。

所述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线。

所述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块，所述的时钟芯片连接到数据总线。

所述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上。

所述的外壳上设置有信号灯，信号灯连接到保护插件。

所述的外壳的两侧还设置有安装耳，所述的安装耳呈长条状，安装耳上设置有安装孔。

本实用新型的有益效果是：

（1）主要提供二段式复合电压启动过电流保护、过负荷保护、非电量保护、断相告警、零序过电流告警、零序过电压告警、母联闭锁开出、PT断线告警、控制回路断线告警等，进一步保障了整个系统的运行，并节省了维修人员的时间和精力；

（2）本装置具有功能完善、结构紧凑小巧、可靠性高等优点；

（3）本装置既可组屏安装，也可以安装在开关柜上。

附图说明

图1 为本实用新型的外部结构示意图；

图2 为本实用新型的内部结构示意图；

图3 为二段式过电流保护原理框图；

图4 为过负荷跳闸原理框图；

图5 为过负荷告警原理框图；

图6 为失压保护原理框图；

图7 为动作于跳闸的非电量保护原理框图；

图8 为动作于告警的非电量保护原理框图；

图9 为断相告警原理框图；

图10 为零序过电流告警原理框图；

图11 为零序过电压告警原理框图；

图12 为母线PT断线原理框图；

图13 为控制回路异常原理框图；

图中，1-外壳，2-控制键盘，3-显示器，4-USB接口，5-信号灯，6-安装耳，7-安装孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例：

【实施例】

如图1、图2所示，包括外壳1，外壳1内设置有交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个同步FIFO连接到保护插件的数据总线上，外壳1上还安装有控制键盘2和显示器3，所述的控制键盘2和显示器3连接到内部的CPLD模块上。

所述的交流插件连接外部的传感器，传感器为电流传感器，测量回路有独立的交流输入CIA、CIB、CIC，交流插件为电流变换器，将传感器传输的交流信号进行隔离变换后送给保护插件中的A/D转换器。

上述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线，USB芯片与外壳1上的USB接口4连接，用于通过便携机进行日常维护。

上述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块上，所述的时钟芯片连接到数据总线。

上述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上，程序存储器用于存储器运行程序，定值及报告存储器用于存储触发数据，数据存储器用于存储中间处理数据。

所述的外壳1上设置有信号灯5，信号灯5连接到保护插件。信号灯5分为以下种类：

1运行灯：在装置正常运行时，本灯有规律地闪烁，指示装置运行正常；

2信号灯：当装置和上位机通信时，本灯闪烁；

3告警灯：当装置自检出现故障或出现控制回路异常、PT断线等现象时，本灯亮；

4跳闸灯：当装置保护跳闸后，本灯亮，装置复归后本灯灭，指示装置的跳闸状态。

所述的外壳1的两侧还设置有安装耳6，所述的安装耳6呈长条状，安装耳6上设置有安装孔7，用于装置的安装。

所述的通信插件采用插卡方式，具有多种网络结构可供选择，支持采用光纤冗余自愈双环网结构，可以满足不同类型的变电站对通信网络的需求，其包括光收发器，光收发器用于光电信号的转换。

上述的CPLD模块的开入位置处和开出位置处都设置有光电隔离，光电隔离保证了信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离。

本实用新型主要提供二段式复合电压启动过电流保护、过负荷保护、非电量保护、断相告警、零序过电流告警、零序过电压告警、母联闭锁开出、PT断线告警、控制回路断线告警等：

（1）二段带复合电压启动的过电流保护：每一段保护及其复合电压启动元件均可单独投退，复合电压由低电压及负序电压组成，通过公式

可得到负序电压，原理框图如图3。当装置由于二段式过电流保护动作而跳闸出口时，BCJ2同时动作，用于跳变压器低压侧断路器

（2）过负荷保护：过负荷保护功能可通过压板单独投退，可通过控制字定值选择动作于信号告警或断路器跳闸，过负荷保护原理框图如图4、5所示；

（3）失压保护：为防止进线失压后，变压器处于运行状态，为避免PT三相断线引起变压器失压误动，增加了PT断线闭锁条件，并且可以投退。失压保护原理框图如图6；

（4）非电量保护：有本体重瓦斯、有载调压重瓦斯、压力释放等动作于跳闸的非电量保护，也设有轻瓦斯、温度过高等动作于音响告警的非电量保护。当装置检测到动作于跳闸的非电量开入量时，不经过延时，直接跳闸，其原理框图如图7所示；当装置检测到动作于音响告警的非电量开入时，经一定的延时后，发出告警信号，其原理框图如图8所示；同时，装置还预留一路用于音响告警的非电量开入；

（5）断相告警：当变压器高压侧发生断线、缺相时，装置将发出断相告警信息，通过公式可得到负序电流，原理框图如图9所示；

（6）零序过电流告警：通过设置保护压板控制其投退，其原理框图如图10所示；

（7）零序过电压告警：通过设置保护压板控制其投退，其原理框图如图11所示；

（8）母联闭锁开出：用于给母联保护测控及备自投装置的电源备投功能提供闭锁信号,以防止备投到故障线路上。当母联闭锁开出控制字投入且有过流类保护启动或装置检测到有动作于跳闸的非电量开入（本体重瓦斯、有载调压重瓦斯、压力释放）时，BSJ2动作给出闭锁信号，当所有过流类保护返回且动作于跳闸的非电量开入消失时，闭锁信号延时20毫秒后收回；

（9）PT断线告警：T断线后，将告警,待电压恢复正常后，告警信号自动恢复正常。PT断线可通过软压板控制投退，PT断线的原理框图12所示,当有过电流类的保护启动时,PT断线暂停判断,保持原状态,待过电流类的保护启动消失后再继续判断；

（10）控制回路异常告警：装置采集断路器的分位和合位，当控制电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必然有一个分位或合位，否则，经4S延时报控制回路异常告警信号，但不闭锁保护，原理如图13。

本实用新型的工作原理：传感器测试到数据，传输到交流插件，由交流插件进行隔离变换后传输到保护插件的A/D转换器，A/D转换器进行数据转化，然后由CPU模块进行处理，得到的数据在定值范围内，则仅仅将报告存储，然后通过通信插件传输到上位机；如果数据不在定值范围内，保护插件则根据上述保护原理进行相应的保护动作，主CPU还将测量报告和动作报告存储，再由通信插件传输到上位机。上位机可发送信号到本装置，从而执行如复位等操作。保护动作信息或其他告警信息将自动保存到定值及报告存储器，可以保存故障报告和事件报告，包括动作时间、动作值以及故障波形数据等，所有信息都有掉电不丢失的功能。

本实用新型的硬件发生故障时，包括定值自检出错、继电器开出不良、A/D自检出错、RAM自检出错、写Flash出错等，装置面板上的告警指示灯均会给出告警信号。

Claims

1.铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：包括外壳（1），外壳（1）内设置有交流插件、保护插件和通信插件，所述的保护插件包括CPU模块和CPLD模块，所述的CPU模块、CPLD模块都连接到一条数据总线上，CPLD模块上设置有多路开入和多路开出，交流插件通过A/D转换器连接到保护插件的数据总线上，所述的通信插件通过一个同步FIFO连接到保护插件的数据总线上，外壳（1）上还安装有控制键盘（2）和显示器（3），所述的控制键盘（2）和显示器（3）连接到内部的CPLD模块上。

2.根据权利要求1所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的交流插件连接到外部的传感器。

3.根据权利要求1所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的保护插件还包括有一个USB接口芯片，所述的USB接口芯片连接到数据总线。

4.根据权利要求1或3所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的保护插件还包括有复位芯片和时钟芯片，所述的复位芯片连接到CPU模块上，所述的时钟芯片连接到数据总线。

5.根据权利要求1所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的保护插件还包括有程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器，所述的程序存储器、定值及报告存储器和数据存储器连接到数据总线上。

6.根据权利要求1所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的外壳（1）上设置有信号灯（5），信号灯（5）连接到保护插件。

7.根据权利要求1所述的铁路变配电所变压器高压侧后备保护测控装置，其特征在于：所述的外壳（1）的两侧还设置有安装耳（6），安装耳（6）上设置有安装孔（7）。