CN203838277U - 配电网合环检测装置 - Google Patents

Abstract

一种配电网合环检测装置，所述合环检测装置由消弧线圈控制器、中性点位移电压检测器和后台服务器三个部分组成，消弧线圈控制器安装在变电站或者开闭站内，所述消弧线圈控制器通过电缆与消弧线圈调节开关相连；中性点位移电压检测器安装在变电站或者开闭站内，通过电缆连接电压互感器的开口三角绕组；所述消弧线圈控制器、所述中性点位移电压检测器均通过光纤以太网与所述后台服务器相连。中性点位移电压检测器安装在变电站或者开闭站内，用于测量位移电压的变化，并且将位移电压数据上传给后台服务器。后台服务器安装在调度中心，根据位移电压的变化情况判断是否存在合环情况，如果发生合环情况立即发出报警。本实用新型技术成熟、可靠性高。

Description

配电网合环检测装置

技术领域

本实用新型属于电力系统在线检测技术领域，具体涉及一种配电网合环检测方法及装置，适用于3～60kV中性点非有效接地电网，能够在发生合环运行时，及时发出报警。

背景技术

我国3～60kV配电网的基本结构是“闭环结构、开环运行”，即各条线路之间有联络开关，但是正常运行时这些联络开关都处于分开的状态。但是目前很多联络开关不具备遥信功能，调度人员有可能在改变运行方式的时候没有及时分开部分联络开关，这样电网就会出现合环运行情况。电网合环运行后，配电网拓扑结构发生变化，网络潮流重新分布，可能会引起难以控制的网络循环功率，导致保护动作、线路过负荷、电气设备损坏甚至危及人身安全等事故发生。

目前配电网中合环检测主要依靠调度人员的运行经验，或者线路工作人员的巡视实现，不能够保证及时性。虽然随着配电网自动化技术的开展，很多带有遥信的联络开关投入运行，但是现场仍然存在大量的不具备遥信功能的联络开关，现场迫切需要一种更加灵活的合环检测装置，提高配电网供电的可靠性和安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出新的配电网合环检测装置，该检测装置能够快速、准确地确定是否发生合环情况，如果发生合环情况立即发出报警。

本实用新型的技术方案如下：

一种配电网合环检测装置，所述合环检测装置由消弧线圈控制器、中性点位移电压检测器和后台服务器三个部分组成，其特征在于：

消弧线圈控制器安装在变电站或者开闭站内，所述消弧线圈控制器通过电缆与消弧线圈调节开关相连；

中性点位移电压检测器安装在变电站或者开闭站内，通过电缆连接电压互感器的开口三角绕组；

所述消弧线圈控制器、所述中性点位移电压检测器均通过光纤以太网与所述后台服务器相连。

本实用新型还进一步包括以下优选技术方案。

所述消弧线圈控制器包括嵌入式主板、模拟量变换器板卡、开关量输出板卡、开关量输入板卡和工业液晶显示器；嵌入式主板与模拟量变换器板卡、开关量输出板卡、开关量输入板卡、工业液晶显示器通过背板连接线相连。

所述的消弧线圈控制器安装在变电站或者开闭站内，用于对消弧线圈进行自动调谐，当消弧线圈控制器开始自动调谐时，控制器向后台服务器上传调谐启动的信息。

通过二次电缆将消弧线圈电流互感器和电压互感器的副边连接至所述消弧线圈控制器装置的模拟量变换器板卡；通过二次电缆将消弧线圈调节开关的档位信号输出端连接至所述消弧线圈控制器装置的开关量输入板卡；通过二次电缆将消弧线圈调节开关的控制信号输入端接至所述消弧线圈控制器装置的开关量输出板卡。

通过光纤以太网将调谐信息上传给后台服务器。

所述中性点位移电压检测器包括模拟量变换器板卡、A/D转换模块、CPU、光纤以太网模块，电压互感器的开口三角绕组通过二次电缆接入模拟量变换器板卡，所述模拟量变换器板卡输出端连接到A/D转换模块输入端，AD模块的输出端连接至CPU的输入端相连，CPU的输出端与光纤以太网模块相连。

电压互感器的开口三角绕组通过二次电缆接入模拟量变换器板卡，变换为5V以内的交流电压信号，然后输入到A/D转换模块，经过AD转换后变为数字信号通过数据总线传送给CPU计算，CPU对数字信号进行均方根计算得到电压有效值。通过光纤以太网将中性点位移电压的有效值上传到后台服务器。

所述的后台服务器安装在调度中心，在自动调谐的过程中，后台服务器实时分析各个变电站母线中性点位移电压的变化情况。如果出现区域电网的多个母线中性点位移电压按照同样规律变化(同时升高或者同时降低)，则判断出现合环情况，并发出报警。

本实用新型的优点如下：

1、集成度高，消弧线圈控制器和中性点位移电压检测器都采用嵌入式结构，所有板卡集成在一个4U机箱内，核心的CPU、内存、AD等芯片集成在一块电路板(主板)上，高速总线集成在主板内，主板与其他板卡之间不通过高速总线连接，提高了装置可靠性。

2、运算速度快，采用32位ARM芯片，主频可达500MHz。

3、采用WinCE操作系统，可靠性高，功能强大。支持USB鼠标、USB键盘、U盘，人机交互性能很好。

4、实时测量区域电网内各个母线的中性点位移电压，信号容易获得，准确可靠。

5、消弧线圈控制器和中性点位移电压检测器都具备网口，能够通过以太网快速向后台服务器上传数据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是消弧线圈控制器的原理图；

图3是中性点位移电压检测器的原理图；

图4是后台服务器的流程图；

其中104表示母线，104-1至104-n为多段母线，101为消弧线圈控制器，103为中性点位移电压检测器，103-1至103-n为多个中性点位移电压检测器，102为后台服务器，202为模拟量变换器板卡，205为开关量输入板卡，204为开关量输出板卡，206为消弧线圈控制开关，203为嵌入式主板，207为背板，301为光纤以太网模块。

具体实施方式

下面结合说明书如图，通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。本实用新型提出新的配电网合环检测装置，该检测装置能够快速、准确地确定是否发生合环情况，如果发生合环情况立即发出报警。

本实用新型所述的合环检测装置由消弧线圈控制器、中性点位移电压检测器和后台服务器三个部分组成。

所述的消弧线圈控制器安装在变电站或者开闭站内，用于对消弧线圈进行自动调谐，当消弧线圈控制器开始自动调谐时，控制器向后台服务器上传调谐启动的信息；

所述的中性点位移电压检测器安装在变电站或者开闭站内，用于测量位移电压的变化，并且将位移电压数据上传给后台服务器。所述中性点位移电压检测器包括模拟量变换器板卡、A/D转换模块、CPU、光纤以太网模块，电压互感器的开口三角绕组通过二次电缆接入模拟量变换器板卡，变换为5V以内的交流电压信号，然后输入到A/D转换模块，经过AD转换后变为数字信号通过数据总线传送给CPU计算，CPU对数字信号进行均方根计算得到电压有效值。通过光纤以太网将中性点位移电压的有效值上传到后台服务器；

所述的后台服务器安装在调度中心，在自动调谐的过程中，后台服务器实时分析各个变电站母线中性点位移电压的变化情况。如果出现区域电网的多个母线中性点位移电压按照同样规律变化(同时升高或者同时降低)，则判断出现合环情况，并发出报警。

如图1所示，合环检测装置由消弧线圈控制器101、中性点位移电压检测器103和后台服务器102三个部分组成，三者之间用光纤以太网互联。消弧线圈控制器101安装在变电站或者开闭站内，用于对消弧线圈进行自动调谐。中性点位移电压检测器103安装在变电站或者开闭站内，用于测量位移电压的变化，并且将位移电压数据上传给后台服务器102。后台服务器102安装在调度中心，根据位移电压的变化情况判断是否存在合环情况，如果发生合环情况立即发出报警。消弧线圈控制器101只需要一个就可以，中性点位移电压检测器103需要在每个变电站或者开闭站都安装，后台服务器102需要一个。

消弧线圈控制器的原理如图2所示，模拟量变换器板卡202、开关量输入板卡205、开关量输出板卡204和嵌入式主板203通过背板207连接在一起。通过二次电缆将消弧线圈电流互感器和电压互感器的副边模拟信号接入控制器装置的模拟量变换器板卡202。A1至A2表示板卡上的变换器单元，能够将电压和电流转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量进入主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号。通过二次电缆将消弧线圈调节开关206的档位信号接入控制器装置的开关量输入板卡，DI1至DIn表示开关量输入转换单元。嵌入式主板对数字信号进行处理，计算出系统电容电流。通过二次电缆将消弧线圈调节开关的控制信号接入控制器装置的开关量输出板卡204，DO1至DOn表示DO输出板卡上的继电器单元。当控制器进行自动调谐时，通过光纤以太网向后台服务器102上传调谐的信息，触发后台服务器102的合环检测。

中性点位移电压检测器的原理如图3所示，电压互感器的开口三角绕组通过二次电缆接入模拟量变换器板卡202，变换为5V以内的交流电压信号，然后输入到A/D转换模块，经过AD转换后变为数字信号通过数据总线传送给CPU计算，CPU对数字信号进行均方根计算得到电压有效值。CPU与光纤以太网模块301相连，通过光纤以太网将中性点位移电压的有效值上传到后台服务器102。

后台服务器的流程如图4所示，后台服务器实时接收各个变电站母线中性点位移电压有效值，正常情况下不进行分析计算。当消弧线圈控制器上传调谐信息后，服务器立即开始分析各个变电站母线中性点位移电压的变化情况。如果发现某个区域电网的多个母线中性点位移电压按照同样规律变化(同时升高或者同时降低)，则判断出现合环情况，并发出报警。

Claims (4)

1.一种配电网合环检测装置，所述合环检测装置由消弧线圈控制器、中性点位移电压检测器和后台服务器三个部分组成，其特征在于：

消弧线圈控制器安装在变电站或者开闭站内，所述消弧线圈控制器通过电缆与消弧线圈调节开关相连；

中性点位移电压检测器安装在变电站或者开闭站内，通过电缆连接电压互感器的开口三角绕组；

所述消弧线圈控制器、所述中性点位移电压检测器均通过光纤以太网与所述后台服务器相连。

2.根据权利要求1所述的配电网合环检测装置，其特征在于：

所述消弧线圈控制器包括嵌入式主板、模拟量变换器板卡、开关量输出板卡、开关量输入板卡和工业液晶显示器；

所述嵌入式主板与模拟量变换器板卡、开关量输出板卡、开关量输入板卡、工业液晶显示器通过背板连接线相连。

3.根据权利要求2所述的配电网合环检测装置，其特征在于：

通过二次电缆将消弧线圈电流互感器和电压互感器的副边连接至所述消弧线圈控制器装置的模拟量变换器板卡；

通过二次电缆将消弧线圈调节开关的档位信号输出端连接至所述消弧线圈控制器装置的开关量输入板卡；

通过二次电缆将消弧线圈调节开关的控制信号输入端接至所述消弧线圈控制器装置的开关量输出板卡。

4.根据权利要求1所述的配电网合环检测装置，其特征在于：

所述中性点位移电压检测器包括模拟量变换器板卡、A/D转换模块、CPU、光纤以太网模块，电压互感器的开口三角绕组通过二次电缆接入模拟量变换器板卡，所述模拟量变换器板卡输出端连接到A/D转换模块输入端，AD模块的输出端连接至CPU的输入端相连，CPU的输出端与光纤以太网模块相连。