CN211046555U - 一种变电站用直流负荷自动切除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变电站用直流负荷自动切除装置，包括：一控制器；设置在变电站高压侧供电线路二次侧上的第一电压传感器，第一电压传感器的输出端通过第一AD转换器与控制器的输入端连接；设置在变电站低压侧供电线路二次侧上的第二电压传感器，第二电压传感器的输出端通过第二AD转换器与控制器的输入端连接；设置在交流系统供电线路二次侧上的第三电压传感器，第三电压传感器的输出端通过第三AD转换器与控制器的输入端连接；设置在直流回路供电线路上的继电器组，继电器组与直流回路供电线路上的控制开关连接，控制器的输出端连接继电器组；以及供电电源。本实用新型通过控制器驱动对应的继电器动作切除直流负荷，延长蓄电池供电时间。

Description

一种变电站用直流负荷自动切除装置

技术领域

本实用新型涉及变电站技术领域，具体涉及到一种变电站用直流负荷自动切除装置。

背景技术

为确保电网运行的可靠性，现有变电站建设数量日益增多，地点覆盖范围越来越广，现有变电站大多均为无人值守变电站，运维站到各变电站距离也越来越长。若变电站出现全站停电事故时，站内会存在用直流系统供给全站负荷的情况。

现有变电站直流系统按照DL/T 5044-2014《电力工程直流电源系统设计技术规程》标准：无人值班的变电站，全站交流电源事故停电时间宜按2小时计算。所以需要保证站内直流蓄电池供电最少需要满足2个小时以上的标准。对现有变电站来说均能够达到设计标准。

上述标准中如果遇到天气恶劣、道路封闭或交通堵塞等其它因素影响可能造成人员无法及时到站处置，将会造成蓄电池过放后馈电无法为直流系统供电。影响断路器的分合，会造成变电站无法及时恢复供电，间接扩大事故范围和影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种变电站用直流负荷自动切除装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种变电站用直流负荷自动切除装置，包括：

一控制器；

设置在变电站高压侧供电线路二次侧上的第一电压传感器，所述第一电压传感器的输出端通过第一AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在变电站低压侧供电线路二次侧上的第二电压传感器，所述第二电压传感器的输出端通过第二AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在交流系统供电线路二次侧上的第三电压传感器，所述第三电压传感器的输出端通过第三AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在直流回路供电线路上的继电器组，所述继电器组与直流回路供电线路上的控制开关连接，所述控制器的输出端连接继电器组；

供电电源，与控制器连接为其提供工作电压。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述继电器还串联指示灯。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器采用交流电压传感器。

进一步的，所述交流电压传感器采用JLDA4U/10mV～1000V型电压传感器。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述控制器采用AT89S51型号的单片机。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述继电器采用HH52P型号的继电器。

作为本实用新型的进一步技术方案为：所述供电电源采用UPS供电回路。

本实用新型的有益效果：

本实用新型适用变电站站端的直流辐射馈出网络，在变电站遇到全站停电情况下，通过单片机判断输入端是否带电，使对应的继电器动作来切除变电站站内所需要的直流负荷，减少直流负荷的耗电量，从而达到延长蓄电池供电时间的目的。

附图说明

图1为本实用新型提出的变电站用直流负荷自动切除装置电路结构框图；

图2为本实用新型提出的变电站用直流负荷自动切除装置电路连接图；

图3为本实用新型提出的继电器连接电路图；

图4为本实用新型提出的变电站用直流负荷自动切除装置控制结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1和图2，其中，1为本实用新型提出的变电站用直流负荷自动切除装置电路结构框图；图2为本实用新型提出的变电站用直流负荷自动切除装置电路连接图；

如图1和图2所示，一种变电站用直流负荷自动切除装置，包括：

一控制器；

设置在变电站高压侧供电线路二次侧上的第一电压传感器，所述第一电压传感器的输出端通过第一AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在变电站低压侧供电线路二次侧上的第二电压传感器，所述第二电压传感器的输出端通过第二AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在交流系统供电线路二次侧上的第三电压传感器，所述第三电压传感器的输出端通过第三AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在直流回路供电线路上的继电器组，所述继电器组与直流回路供电线路上的控制开关连接，所述控制器的输出端连接继电器组；

供电电源，与控制器连接为其提供工作电压。

本实用新型实施例中，通过电压传感器来检测变电站内380V交流系统进线电压及其余高压侧电压是否带电，第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器采用交流电压传感器。若一次设备带电，将JLDA4U/10mV～1000V型电压传感器的输出端通过AD转换器转换为数字信号作为AT89S5型单片机信号的输入端。为单片机提供判断依据，此时若电压传感器带电，则单片机无控制输出。当电压传感器检测到无电或电压较低时，单片机接收该信号，并对HH52P继电器进行控制，继电器输出端连接至变电站直流馈出电源回路上。当装置达到动作条件，即电压传感器信号采集端均消失，单片机使继电器工作切除变电站内的直流负荷。其中直流负荷包括照明负荷、电子围栏等，供电电源实际运用上可以接入变电站现有的UPS一路馈出回路中。采用的信号出入端连接至现有变电站内的公共测控装置的高低压测得电压节点上，作为判定条件。

参见图3，继电器切断的直流负荷回路上还串联指示灯，用于对直流回路的状态进行指示。

参见图4，图4为本实用新型提出的一具体实施方式结构图。

如图4所示，模拟110千伏某变电站(接线方式为高低压侧均单母分段接线方式)，其中U1为110kV电压互感器二次采集电压，U2为10kV电压互感器二次采集电压，U3为380V母线采集电压T为延时时间；

如图4所示装置原理图，电压传感器分别采集高压侧110千伏两段母线的二次电压、低压侧10千伏两段母线的二次电压和交流系统进线电压，当单片机监测不到应有的输入信号时，使变电站内直流回路接上的继电器模块动作。从而能够切除当全站发生失压的情况下，对站内事故照明，电子围栏等安防装置进行及时的切除，减少事故情况便变电站内蓄电池的损耗程度，延长蓄电池的使用时间。

本实用新型提供的装置，仅需连接电源开启电源即可，通过单片机判断输入端(即变电站内交流部分)是否带电，若几个电压传感器都未检测到电压的情况下，单片机就会发出指令，经过几秒钟的延时等待后，延时的目的是躲过变电站内线路重合闸装置动作整定时间和安全稳定控制装置动作整定时间，装置即动作于所需要切除站内直流负荷的继电器，使对应的继电器动作来切除变电站站内所需要的直流负荷，减少直流负荷的耗电量，从而达到延长蓄电池供电时间的目的。

本实用新型实施例中，提供的一种变电站用直流负荷自动切除装置可以适用变电站站端的直流辐射馈出网络，经过测算，在异常状况下可以通过该装置主动切除站内的事故照明，工业视屏，电子围栏等辅助设备和UPS所接部分装置负荷。

测算切除前变电站内电气回路单元功耗计算变电站内直流负荷为14.857A；使用该电气回路单元功耗对站内事故情况下进行计算，事故时负荷为53.893A。所列电气元件回路在正常情况和事故情况下负荷如表1所示：

表1变电站内电气回路单元功耗表

负荷名称	经常电流(A)	事故放电电流(A)
			110kV变压器	0.82	1.1
110kV线路	0.54	0.72
			10kV线路	2.952	3.924
跳合闸电源	3.28	4.36
			断路器储能电动机	5.46	7.28
110kV监控装置	0.82	1.09
			备自投装置	0.11	0.146
计量电源	0.055	0.073
			110kV母线保护	0.41	0.55
110kV故障录波器	0.41	0.55
			事故照明	——	13.64
UPS装置	——	20.46
			合计	14.857	53.893

通过公式I₁₀＝0.1C₁₀(A)，并且通过蓄电池的放电特性可计算3小时的容量率C₃＝75％C₁₀，3小时率的放电电流I₃＝2.5I₁₀，放电终止电压为1.8V。在事故情况下,可计算：

(1)事故发生后不切除负荷：T＝C₃/I₃＝0.75*200/53.89＝2.78(h)，即如果不切除站内负荷，仅2.78个小时，站内蓄电池即可到达放电终止。

(2)事故发生后对工业视频、事故照明等负荷进行切除：T＝10＝C₁₀/I₁₀，事故情况下切除站内事故照明和UPS装置电源，由表1可计算合计为19.79A，故：C’＞C₁₀，I’＜I₁₀→T′＞C₁₀/I₁₀＝200/19.79＝10.10(h)；可计算节省时间约为T′-T＝7.32(h)。

本装置在变电站遇到全站停电情况下，通过装置主动的切除站内部分不必要的直流负荷，如站内事故照明、电子围栏、工业视频等装置，来有效的延长蓄电池供电时长。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于：包括：

一控制器；

设置在变电站高压侧供电线路二次侧上的第一电压传感器，所述第一电压传感器的输出端通过第一AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在变电站低压侧供电线路二次侧上的第二电压传感器，所述第二电压传感器的输出端通过第二AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在交流系统供电线路二次侧上的第三电压传感器，所述第三电压传感器的输出端通过第三AD转换器与控制器的输入端连接；

设置在直流回路供电线路上的继电器组，所述继电器组与直流回路供电线路上的控制开关连接，所述控制器的输出端连接继电器组；

供电电源，与控制器连接为其提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述继电器还串联指示灯。

3.根据权利要求1所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器采用交流电压传感器。

4.根据权利要求3所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述交流电压传感器采用JLDA4U/10mV～1000V型电压传感器。

5.根据权利要求1所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述控制器采用AT89S51型号的单片机。

6.根据权利要求1所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述继电器组采用HH52P型号的继电器。

7.根据权利要求1所述的一种变电站用直流负荷自动切除装置，其特征在于，所述供电电源采用UPS供电回路。

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