CN218678448U - 一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，主要解决配电网过渡期的安全隐患，降低事故发生率。该装置包括CPU处理模块、开入插件、交流插件、开出插件、管理插件以及电源插件。通过上述设计，本实用新型利用交流插件和开入插件将获取的数据通过装置内部总线传输给CPU处理模块，CPU处理模块根据合环换电逻辑进行功能判断，并向开出插件输出阶跃脉冲合闸或跳闸指令，从而解决电网人工合环换电的不利影响，实现自动安全合环，大幅提高电网的供电可靠性，特别是提高市区变电站的稳定运行水平及供电可靠性，将带来极大的社会效益、经济效益。

Description

一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置

技术领域

本实用新型属于电力系统配电网运行与控制技术领域，具体地说，是涉及一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置。

背景技术

随着负荷和电源的快速增长，电网的建设速度往往不能及时满足需要，当出现部分线路过载、检修模式和特定运行模式时，时常发生110kV母线和220kV 母线合环换电操作，即从1#进线切换至2#进线，线路正常运行后，再切换回初始供电方式。但目前合环换电通常由人工操作完成，如果操作不慎，会导致停电事故发生，更有甚者是设备损坏、人员伤亡。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，主要解决配电网过渡期的安全隐患，降低事故发生率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，包括CPU处理模块，与 CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线开关和母联开关的HWJ和TWJ 状态的开入插件，与CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线、母线I 和母线II的三相电压和电流的交流插件，与CPU处理模块相连用于接收CPU 处理模块的开出指令，负责控制指定断路器合闸或跳闸的开出插件，与CPU处理模块相连用于负责录波、报文、液晶显示功能的管理插件，以及用于为交流插件、开入插件、开出插件、CPU处理模块、管理插件供给电源的电源插件。

进一步地，在本实用新型中，所述CPU处理模块采用高性能的32位双核处理器。

进一步地，在本实用新型中，所述交流插件包括电压变换器和电流变换器。

进一步地，在本实用新型中，所述开入插件和开出插件均包括继电器模块。

进一步地，在本实用新型中，所述管理插件包括4G硬盘。

进一步地，在本实用新型中，所述电源插件通过整流模块将接入的交流220V 或直流110V转换为直流24V电压，为交流插件、开入插件、开出插件、CPU 处理模块和管理插件供给电源。

进一步地，在本实用新型中，所述人机交互界面包括通过数据总线与CPU 处理模块相连的显示屏、LED指示灯和操作按键。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过交流插件和开入插件将获取的数据通过装置内部总线传输给CPU处理模块，CPU处理模块根据合环换电逻辑进行功能判断，并向开出插件输出阶跃脉冲合闸或跳闸指令，从而解决电网人工合环换电的不利影响，实现自动安全合环，大幅提高电网的供电可靠性，特别是提高市区变电站的稳定运行水平及供电可靠性，将带来极大的社会效益、经济效益。

附图说明

图1为本实用新型-实施例中现有技术的一次系统示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

图3为本实用新型-实施例中装置实体结构的正视图。

图4为本实用新型-实施例中装置实体结构的后视图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1所示，为配网变电站的一种一次系统示意图，本实用新型的自动合环换电装置适用于该一次系统。具体地，如图2所示，本实用新型公开的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，包括CPU处理模块，与CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线开关和母联开关的HWJ和TWJ状态的开入插件，与CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线、母线I和母线 II的三相电压和电流的交流插件，与CPU处理模块相连用于接收CPU处理模块的开出指令，负责控制指定断路器合闸或跳闸的开出插件，与CPU处理模块相连用于负责录波、报文、液晶显示功能的管理插件，以及用于为交流插件、开入插件、开出插件、CPU处理模块、管理插件供给电源的电源插件。

该自动合环换电装置适用于110kV及以下电压等级变电站，可完成变电站进线自动合环换电功能。

本装置提供三种自动合环换电功能，分别命名为“合环换电一”、“合环换电二”和“合环换电三”，对应的典型应用如下：

合环换电一：1#进线切换至2#进线；切换前状态：1#进线开关合位，2#进线开关分位，母联合位；

合环换电二：2#进线切换至1#进线；切换前状态：2#进线开关合位，1#进线开关分位，母联合位；

合环换电三：单进线供电；切换前状态：1#进线开关合位，2#进线开关合位，母联分位。

1、合环换电一(1#进线切换至2#进线)

切换前状态：1#进线开关1DL合位，2#进线开关2DL分位，母联3DL合位。

(1)合2DL操作逻辑判断

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL在合位、3DL在合位、2DL在分位且无流；

C、合环开入从0变化到1(就地模式)；

D、满足上述A、B、C条件，合2DL开关；

E、满足C，不满足其它条件发合环失败报文。

(2)跳1DL操作逻辑判断(模式2_2：2#进线单独供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL在合位、3DL在合位、2DL在合位；

C、判定前次操作为合2DL开关，延时T1(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳1DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳2DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、1DL在合位且有流(0.04In)，则跳开2DL；

G、1DL在合位，1DL无流，则发告警信号，报选跳1DL异常。

H、Ⅰ母无压、Ⅱ母无压且2DL无流，经1s延时合1DL，跳2DL。(反向切换)

(3)跳3DL操作条件(模式3_2：双进线分列供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL在合位、3DL在合位、2DL在合位；

C、判定前次操作为合2DL开关，延时T2(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳3DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳2DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、3DL在合位且有流，则跳开2DL；

G、3DL在合位，3DL无流，则发告警信号，报选跳3DL异常。

H、Ⅰ母有压、Ⅱ母无压且2DL无流，经1s延时合3DL，跳开2DL。

2、合环换电二(2#进线切换至1#进线)

切换前状态：2#进线开关合位，1#进线开关分位，母联合位。

(1)合1DL操作判断逻辑

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常，

B、2DL在合位、3DL在合位、1DL在分位且无流，

C、合环开入从0变化到1(就地模式)；

D、满足上述A、B、C条件，合1DL开关；

E、满足C，不满足其它条件发合环失败报文

(2)跳2DL操作判断逻辑(模式1_1：1#进线单独供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL在合位、3DL在合位、2DL在合位；

C、判定前次操作为合1DL开关，延时T3(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳2DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳1DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、2DL在合位且有流，则跳开1DL；G、2DL在合位，2DL无流，则发告警信号，报选跳2DL异常；

G、Ⅰ母无压、Ⅱ母无压1DL无流，经1s延时合2DL，跳开1DL.(反向切换)

(3)跳3DL操作判断逻辑(模式3_1：双进线分列供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL在合位、3DL在合位、2DL在合位；

C、判定前次操作为合1DL开关，延时T4(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳3DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳1DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、3DL在合位且有流，则跳开1DL；

G、3DL在合位，3DL无流，则发告警信号，报选跳3DL异常；

H、Ⅱ母有压、Ⅰ母无压且1DL无流，经1s延时合3DL，跳开1DL.(反向切换)

3、合环换电三(单进线供电)

切换前状态：1#进线开关合位，2#进线开关合位，母联分位。

(1)合3DL操作判断逻辑

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL、2DL在合位、3DL在分位且无流；

C、合环开入从0变化到1(就地模式)；

D、满足上述A、B、C条件，合3DL开关；

E、满足C，不满足其它条件发合环失败报文

(2)跳1DL操作条件(模式2_3：2#进线单独供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常，

B、1DL、2DL在合位、3DL在合位

C、判定前次操作为合3DL开关，延时T5(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳1DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳3DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、1DL在合位且有流，则跳开3DL；

G、1DL在合位，1DL无流，则发告警信号，报选跳1DL异常；

H、Ⅰ母、Ⅱ母均无压，则经1s延时合1DL跳2DL；

I、Ⅰ母无压、Ⅱ母有压则经过1s延时合1DL跳3DL(反向切换)。

(3)跳2DL操作条件(模式1_3：1#进线单独供电)

A、Ⅰ母电压、Ⅱ母电压正常；

B、1DL、2DL在合位、3DL在合位；

C、判定前次操作为合3DL开关，延时T6(可整定)；

D、满足上述A、B、C条件，跳2DL开关；

E、满足条件C，但是不满足其它条件(或者有保护跳闸开入)，跳3DL并发合环失败报文。

步骤D后经0.5s延时：(不管步骤D成功与否均执行以下操作)

F、2DL在合位且有流，则跳开3DL；

G、2DL在合位，2DL无流，则发告警信号，报选跳2DL异常。

H、Ⅰ母、Ⅱ母均无压，则经1s延时合2DL跳1DL；

I、Ⅱ母无压、Ⅰ母有压则经过1s延时合2DL跳3DL(反向切换)。

如图3、4所示本实用新型的合环换电装置具体应用时的一种实体结构装置的正视图与后视图。在图4中，展示了该装置中的各插件模块的接口，其中，J0 为CPU处理模块接口，J1～J8为交流插件接口(AI插件)、J9～J10为管理插件接口、J11为开入插件接口、J14为开出插件接口、J15为电源插件接口。

在本实施例中，所述CPU处理模块块是装置的核心功能判断模块，其包含 CPU计算系统、模拟量处理系统、开关量控制系统和高可靠的时钟晶振系统，采用高性能的32为双核处理器。

在本实施例中，交流插件负责采集1#、2#进线、母线I和母线II的三相电压和电流。该交流插件包含电压变换器和电流变换器，不仅起到电气隔离的作用，还将电流电压信号转换为数据采集系统可以处理的信号。

在本实施例中，开入插件负责采集1#、2#进线开关和母联开关的HWJ和 TWJ状态，含有高性能的继电器模块，保证采集的开关量可靠。开出插件接收 CPU处理模块的开出指令，负责控制指定断路器合闸或跳闸，含有高性能的继电器模块，保证输出的开关量信号可靠。

在本实施例中，管理插件负责录波、报文、液晶显示等管理功能，包含4G 硬盘，录波文件超出时循环覆盖。

在本实施例中，所述电源插件通过整流模块将接入的交流220V或直流110V 转换为直流24V电压，为交流插件、开入插件、开出插件、CPU处理模块和管理插件供给电源。

在本实施例中，所述人机交互界面包括通过数据总线与CPU处理模块相连的显示屏、LED指示灯和操作按键。

通过上述设计，本实用新型利用交流插件和开入插件将获取的数据通过装置内部总线传输给CPU处理模块，CPU处理模块根据合环换电逻辑进行功能判断，并向开出插件输出阶跃脉冲合闸或跳闸指令，从而解决电网人工合环换电的不利影响，实现自动安全合环，大幅提高电网的供电可靠性，特别是提高市区变电站的稳定运行水平及供电可靠性，将带来极大的社会效益、经济效益。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，包括CPU处理模块，与CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线开关和母联开关的HWJ和TWJ状态的开入插件，与CPU处理模块相连用于采集变电站的1#、2#进线、母线I和母线II的三相电压和电流的交流插件，与CPU处理模块相连用于接收CPU处理模块的开出指令、负责控制指定断路器合闸或跳闸的开出插件，与CPU处理模块相连用于负责录波、报文、液晶显示功能的管理插件，与CPU处理模块相连的人机交互界面，以及用于为交流插件、开入插件、开出插件、CPU处理模块、管理插件供给电源的电源插件。

2.根据权利要求1所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述CPU处理模块采用高性能的32位双核处理器。

3.根据权利要求2所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述交流插件包括电压变换器和电流变换器。

4.根据权利要求3所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述开入插件和开出插件均包括继电器模块。

5.根据权利要求4所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述管理插件包括4G硬盘。

6.根据权利要求5所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述电源插件通过整流模块将接入的交流220V或直流110V转换为直流24V电压，为交流插件、开入插件、开出插件、CPU处理模块和管理插件供给电源。

7.根据权利要求6所述的一种适用于配网变电站进线的自动合环换电装置，其特征在于，所述人机交互界面包括通过数据总线与CPU处理模块相连的显示屏、LED指示灯和操作按键。

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