CN213517962U - 一种发电厂低压电汇互联系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发电厂低压电汇互联系统，包括电压测量模块、电流测量模块、CPU模块，电压测量模块、电流测量模块的输出端分别连接CPU模块的输入端，CPU模块分别电连接I/O输入输出模块、液晶显示人机交互模块模块，液晶显示人机交互模块模块用于实现就地状态显示以及人机交互，I/O输入输出模块的输入端连接开关状态采集模块的输出端，I/O输入输出模块的输出端分别连接开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块，CPU模块通过跳三类负荷指令输出模块实现分段减载；本实用新型能够避免备用电源再次合闸于故障母线的风险，可实现分段减载功能，有效防止了联络开关合闸后造成的低压厂用变压器过负荷情况。

Description

一种发电厂低压电汇互联系统

[技术领域]

本实用新型涉及发电设备技术领域，具体地说是一种发电厂低压电汇互联系统。

[背景技术]

目前，在发电厂的典型设计中，400伏低压电汇按照设备划分常分为两段，如附图1所示。该电厂400伏系统分为两段电汇A、B，两段间互为备用，备用方式为“暗备用”。即正常工作中两段电源均带有负载，如其中一条电汇因某种原因失电，联络开关QF3合闸，由其中一条电汇向另外一条电汇供电。该设计在实际应用中存在以下问题：

(1)联络开关QF3合闸回路无电汇故障闭锁功能，仍以以上电路分析，假设正常运行中电汇A发生母线短路故障，由QF1开关自带保护动作跳开QF1开关切除故障，此时备用电源自投回路检测到电汇A无电，而电汇B电压正常,满足联络开关QF3合闸条件，联络开关QF3合闸，电汇B通过联络开关QF3向电汇A供电。由于电汇A上存在短路故障,两条电汇互联后，短路故障扩大到电汇B，此时即使联络开关QF3保护动作跳闸，也会造成对电汇B的冲击，严重时引起QF2开关保护动作，电汇B也将失电。而此类暗备用配置的电汇上往往设置发电厂机组的对称负载，一旦两条电汇都失电，将造成发电机组的故障停运。

(2)随着机组低压电汇上负载的不断增加，单台低压厂用变压器所带电汇的负荷率也在不断增加，一条电汇失电，如备用电源投入成功，会造成一台低压厂用变压器同时带两条电汇运行的工况。此时低压厂用变压器存在过负荷的风险，如果过负荷导致低压厂用变压器保护动作跳闸则仍会导致两条电汇同时失电的结果。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种发电厂低压电汇互联系统，能够避免备用电源再次合闸于故障母线的风险，可实现分段减载功能，有效防止了联络开关合闸后造成的低压厂用变压器过负荷情况。

为实现上述目的设计一种发电厂低压电汇互联系统，包括电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块，所述电压测量模块、电流测量模块的输出端分别连接CPU模块的输入端，所述电压测量模块用于实时检测电汇A、电汇B两条低压电汇的电压，所述电汇A中串联有开关一QF1，所述电汇B中串联有开关二QF2，所述电汇A与电汇B之间通过开关三QF3互联，所述电流测量模块用于实时检测开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的运行电流，所述CPU模块分别电连接I/O输入输出模块、液晶显示人机交互模块模块，所述液晶显示人机交互模块模块用于实现就地状态显示以及人机交互，所述I/O输入输出模块的输入端连接开关状态采集模块的输出端，所述开关状态采集模块用于将开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸状态通过直流24V电压信号传送给I/O输入输出模块，所述I/O输入输出模块的输出端分别连接开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块，所述开关分合闸指令输出模块用于接受CPU输出的开关分闸、合闸指令，并实现开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸操作，所述CPU模块通过跳三类负荷指令输出模块输出切除电汇A、电汇B上负载的指令以实现分段减载。

进一步地，所述I/O输入输出模块的输出端连接有声光报警模块，所述声光报警模块、电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块分别连接电源模块，并由电源模块供电。

进一步地，所述电源模块用于提供+24V、±15V或+5V电源。

进一步地，所述电压测量模块包括三相电磁式电压互感器一PT1和三相电磁式电压互感器二PT2，所述三相电磁式电压互感器一PT1、三相电磁式电压互感器二PT2分别将两条母线的电压按比例转换为低电压信号，并经采样检测电路将输出电压有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。

进一步地，所述电流测量模块包括三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3，所述三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3分别将流过其的电流按比例转换为小电流信号，并经采样检测电路将输出电流有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。

进一步地，所述三相电磁式电流互感器一CT1、开关一QF1、三相电磁式电压互感器一PT1串联于电汇A中，所述三相电磁式电流互感器二CT2、开关二QF2、三相电磁式电压互感器二PT2串联于电汇B中，所述三相电磁式电流互感器三CT3与开关三QF3串联。

本实用新型同现有技术相比，相比原备用电源自投装置有两大改进，一方面，当电汇母线故障引发常用开关跳闸后，联络开关的合闸经常用开关保护动作闭锁(即电汇母线故障闭锁备用电源投入)，可以避免备用电源再次合闸于故障母线的风险。另一方面，联络开关合闸后本系统根据合闸后电源开关电流判断是否出现过负荷情况，如发生单台低压厂用变压器带两条电汇运行时的过负荷情况，本系统可实现分段减载功能(分两段延时切除两条电汇上的三类负载)，从而有效的防止联络开关合闸后造成的低压厂用变压器过负荷情况。

[附图说明]

图1是发电厂低压电汇互联接线图；

图2是本实用新型的功能框图；

图3是本实用新型的外观示意图；

图4是本实用新型联络开关柜QF3正视图，图中：1、互联控制器 2、带电指示 3、温湿度控制器 4、操作钮指示灯 5、开关观察窗 6、开关进出舱操作孔 7、控制保护舱 8、联络开关舱 9、其它开关舱(备用)。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型提供了一种发电厂低压电汇互联系统，包括电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块，电压测量模块、电流测量模块的输出端分别连接CPU模块的输入端，电压测量模块用于实时检测电汇A、电汇B两条低压电汇的电压，电汇A中串联有开关一QF1，电汇B中串联有开关二QF2，电汇A与电汇B之间通过开关三QF3互联，电流测量模块用于实时检测开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的运行电流，CPU模块分别电连接I/O输入输出模块、液晶显示人机交互模块模块，液晶显示人机交互模块模块用于实现就地状态显示以及人机交互，I/O输入输出模块的输入端连接开关状态采集模块的输出端，开关状态采集模块用于将开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸状态通过直流24V电压信号传送给I/O输入输出模块，I/O输入输出模块的输出端分别连接开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块，开关分合闸指令输出模块用于接受CPU输出的开关分闸、合闸指令，并实现开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸操作，CPU模块通过跳三类负荷指令输出模块输出切除电汇A、电汇B上负载的指令以实现分段减载；I/O输入输出模块的输出端连接有声光报警模块，声光报警模块、电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块分别连接电源模块，并由电源模块供电，该电源模块用于提供+24V、±15V或+5V电源。

其中，电压测量模块包括三相电磁式电压互感器一PT1和三相电磁式电压互感器二PT2，三相电磁式电压互感器一PT1、三相电磁式电压互感器二PT2分别将两条母线的电压按比例转换为低电压信号，并经采样检测电路将输出电压有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。电流测量模块包括三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3，三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3分别将流过其的电流按比例转换为小电流信号，并经采样检测电路将输出电流有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。三相电磁式电流互感器一CT1、开关一QF1、三相电磁式电压互感器一PT1串联于电汇A中，三相电磁式电流互感器二CT2、开关二QF2、三相电磁式电压互感器二PT2串联于电汇B中，三相电磁式电流互感器三CT3与开关三QF3串联。

本实用新型所述的发电厂低压电汇互联系统主要由电压测量模块(PT1、PT2)、电流测量模块(CT1、CT2、CT3)、CPU模块、I/O(输入输出)模块、开关状态采集模块、开关分、合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块、声光报警模块、电源模块等部分组成(如附图2所示)，各部分功能如下：

(1)电压测量模块：实时检测两条低压电汇的电压。PT1、PT2两台三相电磁式电压互感器分别将两条母线的电压按比例转换为低电压信号，经采样检测电路将PT1、PT2的输出电压有效值转换为CPU可以直接读取的数字信号。作为CPU对两条母线低电压及正常电压的判断依据，实现低压电汇运行中的电压实时监视。

(2)电流测量模块：实时检测三台开关QF1、QF2、QF3的运行电流。CT1、CT2、CT3三台三相电磁式电流互感器分别将流过三台开关的电流按比例转换为小电流信号，经采样检测电路将CT1、CT2、CT3的输出电流有效值转换为CPU可以直接读取的数字信号。作为CPU对三台开关电流大小的数据来源，实现三台开关运行中的电流实时监视。

(3)开关状态采集模块：将QF1、QF2、QF3三个开关的分闸、合闸状态通过直流24V电压信号传送给输入、输出模块，CPU根据采样结果的0、1信号来确定QF1、QF2、QF3三个开关的分闸、合闸状态。

(4)开关分、合闸指令输出模块：接受CPU输出的开关分闸、合闸指令，实现QF1、QF2、QF3三个开关的分闸、合闸操作。

(5)跳三类负荷指令输出模块：联络开关QF3合闸后，两条低压电汇处于实连状态，由一台低压厂用变压器同时为两条电汇供电，此时如发生低压厂用变压器过负荷情况，CPU通过本模块输出切除电汇上三类负载的指令，实现分段减载功能(分两段延时切除两条电汇上的三类负载)，防止联络开关合闸后造成的低压厂用变压器过负荷情况。

(6)CPU模块、I/O(输入输出)模块：该部分为装置核心控制部分，有以下功能：1)实时监视两条母线的电压，对母线电压进行判断，按照相关国家标准，母线电压低于25％额定值为母线无电压；母线电压高于60％为母线电压正常。当CPU检测中发现某一条电汇满足母线无电压条件时，启动备用电源自动投入逻辑。2)实时监视电源开关QF1、QF2电流，实现简单的开关过电流判断。当某一条母线无电压时，如果伴随着相应的电源开关过电流，则判断为该母线发生了故障。此时，CPU对联络开关QF3进行合闸闭锁，防止因QF3合闸造成备用电源合闸于故障造成的事故扩大。当某一条母线无电压时，如果没有相应的电源开关过电流，则判断为外部原因造成该母线失去电源。此时，CPU不对联络开关QF3合闸闭锁，备用电源自动投入逻辑启动可以发出联络开关QF3合闸指令。3)一条低压电汇失电后，CPU启动备用电源自动投入逻辑，联络开关QF3合闸，两条低压电汇处于实连状态，由一台低压厂用变压器同时为两条电汇供电，这种工况下容易发生低压厂用变压器过负荷情况。CPU通过检测低压厂用变压器输出电流大小，实现简单过流保护功能，分两段延时先后切除两条电汇上的三类负载(输出切除电汇上三类负载的指令)，实现分段减载功能，防止联络开关合闸后造成的低压厂用变压器过负荷情况。4)CPU模块还担负着定值设置、定值存储、事件记录、人机通信、报警信号输出和确认等任务。

(7)液晶显示人机交互模块模块：用于实现装置就地状态显示和简单人机交互功能。

(8)声光报警模块：当装置本身自检故障、低压电汇失电、电源开关过流、联络开关过流、开关变位等各种异常事件时，将异常信息通过声音、光字牌等方式通知监视人员。

(9)电源模块：为本装置提供+24V、±15V、+5V电源。

本实用新型所述的发电厂低压电汇互联系统，对原有的低压电汇暗备用设计进行改进，增加了电汇母线故障时联络开关的合闸闭锁功能和联络开关合闸后的低压厂用变压器防止过负荷功能。由于设计采用单片机系统和友好的人机界面，使系统更加智能化，设备的运维调试简单化，设备整体安全性和可靠性也得到了很大提升。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发电厂低压电汇互联系统，包括电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块，其特征在于：所述电压测量模块、电流测量模块的输出端分别连接CPU模块的输入端，所述电压测量模块用于实时检测电汇A、电汇B两条低压电汇的电压，所述电汇A中串联有开关一QF1，所述电汇B中串联有开关二QF2，所述电汇A与电汇B之间通过开关三QF3互联，所述电流测量模块用于实时检测开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的运行电流，所述CPU模块分别电连接I/O输入输出模块、液晶显示人机交互模块模块，所述液晶显示人机交互模块模块用于实现就地状态显示以及人机交互，所述I/O输入输出模块的输入端连接开关状态采集模块的输出端，所述开关状态采集模块用于将开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸状态通过直流24V电压信号传送给I/O输入输出模块，所述I/O输入输出模块的输出端分别连接开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块，所述开关分合闸指令输出模块用于接受CPU输出的开关分闸、合闸指令，并实现开关一QF1、开关二QF2、开关三QF3的分闸、合闸操作，所述CPU模块通过跳三类负荷指令输出模块输出切除电汇A、电汇B上负载的指令以实现分段减载。

2.如权利要求1所述的发电厂低压电汇互联系统，其特征在于：所述I/O输入输出模块的输出端连接有声光报警模块，所述声光报警模块、电压测量模块、电流测量模块、CPU模块、I/O输入输出模块、开关状态采集模块、开关分合闸指令输出模块、跳三类负荷指令输出模块、液晶显示人机交互模块模块分别连接电源模块，并由电源模块供电。

3.如权利要求2所述的发电厂低压电汇互联系统，其特征在于：所述电源模块用于提供+24V、±15V或+5V电源。

4.如权利要求1所述的发电厂低压电汇互联系统，其特征在于：所述电压测量模块包括三相电磁式电压互感器一PT1和三相电磁式电压互感器二PT2，所述三相电磁式电压互感器一PT1、三相电磁式电压互感器二PT2分别将两条母线的电压按比例转换为低电压信号，并经采样检测电路将输出电压有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。

5.如权利要求4所述的发电厂低压电汇互联系统，其特征在于：所述电流测量模块包括三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3，所述三相电磁式电流互感器一CT1、三相电磁式电流互感器二CT2、三相电磁式电流互感器三CT3分别将流过其的电流按比例转换为小电流信号，并经采样检测电路将输出电流有效值转换为CPU可直接读取的数字信号。

6.如权利要求5所述的发电厂低压电汇互联系统，其特征在于：所述三相电磁式电流互感器一CT1、开关一QF1、三相电磁式电压互感器一PT1串联于电汇A中，所述三相电磁式电流互感器二CT2、开关二QF2、三相电磁式电压互感器二PT2串联于电汇B中，所述三相电磁式电流互感器三CT3与开关三QF3串联。

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