CN219351353U - 一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统，该系统包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置，两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置都安装在控制屏柜内，两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，第一电源装置和第二电源装置分别经电源切换装置与回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接回路装置，回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。基于本实用新型的系统，能够保证系统运行稳定可靠的同时简化同期系统结构。

Description

一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统

技术领域

本实用新型涉及断路器同期系统技术领域，尤其涉及一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统。

背景技术

一个半断路器接线，是由两个元件(线路或发变组)引线用三台断路器接往两组母线组成一个半断路器接线，每一回路经一台断路器接至母线，两回路间设一联络断路器形成一串，又称二分之三接线，适用于220kV以上超高压、大容量系统中。该3/2接线方式具备供电可靠性高、运行调度灵活、倒闸操作方便等特点，但二次控制回路接线和继电保护都比较复杂。

例如现有的某大型水电站，该大型水电站的500kV开关站为3/2接线方式，其包括两条母线、两回出线、一个联络变压器及5台发变组。该500kV开关站的同期系统于2011年改造后投入使用，共设10面控制屏柜，包含6面断路器同期屏及4面辅助继电器屏。共配置6套同期装置，以该大型水电站中的第5串断路器组为例，第5串断路器组中的5051、5052断路器，5042、5043断路器，5032、5033断路器，5061、5062断路器，5031、5041、5053断路器分别共用一套同期装置，5063断路器单独配置一套同期装置。

由于投运时间较早，整个500kV系统仅配置5个电压互感器，分别装设在两条母线上、两回出线线路侧及一个联络变高压侧，每个500kV断路器两侧都未配置电压互感器。因此，每个断路器都有4个同期电压选择点，由于同期点的不同，每个断路器同期合闸时有3-4中同期电压组合方式。由于该电厂500kV系统断路器同期回路、电压回路均采用硬接线搭接，而每一个同期点电压均靠相应的一次设备状态位置选择判断，导致回路复杂、接线繁琐，加之控制屏柜及元器件配置繁多，不仅增加了检修维护工作量，更增加回路误动或拒动的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统，主要目的在于保证系统运行稳定可靠的同时简化同期系统结构。

为达上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统，包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置，所述两套同期装置、所述两套电源装置、所述电源切换装置和所述回路装置都安装在控制屏柜内，所述两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，所述第一电源装置和所述第二电源装置分别经所述电源切换装置与所述回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，所述两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接所述回路装置，所述回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。

本实用新型实施例的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置，两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置都安装在控制屏柜内，两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，第一电源装置和第二电源装置分别经电源切换装置与回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接回路装置，回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。在这种情况下，相较于现有的繁琐的同期系统，本实用新型综合控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置实现断路器合闸控制，利用两套电源装置以保证回路装置的供电可靠性，利用两套同期装置以便进行主备用切换，简化了同期系统结构，也保证了系统运行安全稳定性。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述电源切换装置的输出线路包括第一线路和第二线路，所述第一线路和所述第二线路分别与所述回路装置连接，所述回路装置包括第一中继器组和第二中继器组，所述第一中继器组与所述主同期装置连接，所述第二中继器组与所述备用同期装置连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述第一线路经所述主备用切换控制模块与所述第二线路连接，所述主备用切换控制模块包括同期装置主备用切换把手、第一中继器组中各继电器的线圈和第二中继器组中各继电器的线圈。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述回路装置包括预选中继器组，预选中继器组中预选中继器的数量等于断路器的数量，所述断路器合闸预选模块包括所有预选中继器的线圈，所述第一线路经所有预选中继器的线圈与所述第二线路连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述投电压回路模块包括系统侧回路单元和待并侧回路单元。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述系统侧回路单元包括多个系统侧中继器，所述系统侧中继器的数量与系统侧母线数量相等，所述第一线路经所述多个系统侧中继器的线圈与所述第二线路连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述待并侧回路单元包括多个待并侧中继器，所述待并侧中继器的数量与待并侧线路数量相等，所述第一线路经所述多个待并侧中继器的线圈与所述第二线路连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述回路装置包括开出中继器组，开出中继器组中开出中继器的数量等于断路器的数量，所述断路器合闸模块包括所有开出中继器的线圈和所有预选中继器的触点开关，所述第一线路经所有预选中继器的触点开关、所有开出中继器的线圈与所述第二线路连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述电源切换装置包括第一电源监视继电器、第二电源监视继电器和电源切换继电器，所述第一电源装置经所述第一电源监视继电器与主同期装置连接，所述第二电源装置经所述第二电源监视继电器与所述备用同期装置连接。

在本实用新型第一方面实施例的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统中，所述同期系统还包括两套微机多功能同步表，一套微机多功能同步表连接对应的一套同期装置，一套微机多功能同步表连接对应的一套电源装置。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例所提供的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统的框图；

图2为本实用新型实施例所提供的电源装置和电源切换装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的主备用切换控制模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的断路器合闸预选模块；

图5(a)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的连接示意图；

图5(b)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的外部第一母线连接示意图；

图5(c)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的外部第一母线连接示意图；

图6(a)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的连接示意图；

图6(b)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第一母线连接示意图；

图6(c)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第二母线连接示意图；

图6(d)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第一回线连接示意图；

图6(e)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第二回线连接示意图；

图6(f)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部其他线路连接示意图；

图7为本实用新型实施例所提供的同期系统外部连接示意图；

图8为本实用新型实施例所提供的断路器合闸模块的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。还应当理解，本实用新型中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合具体的实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提出一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统，主要目的在于保证系统运行稳定可靠的同时简化同期系统结构。本实用新型提出的500kV开关站3/2接线断路器同期系统可以简称为同期系统。

图1为本实用新型实施例所提供的一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统的框图。如图1所示，本实用新型实施例提供的500kV开关站3/2接线断路器同期系统S包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置。两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，第一电源装置和第二电源装置分别经电源切换装置与回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接回路装置。两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置都安装在控制屏柜内。

具体地，在本实施例中，两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，主同期装置和备用同期装置互为备用，可以通过现地切换开关实现主备用切换。在本实施例中，主同期装置也可以称为同期装置1，备用同期装置也可以称为同期装置2。

在本实施例中，两套同期装置正常运行所需的电源可以由电源装置提供，每套同期装置连接单独的一套电源装置。

在本实施例中，同期系统还包括两套微机多功能同步表，一套微机多功能同步表连接对应的一套同期装置，一套微机多功能同步表连接对应的一套电源装置。例如两套微机多功能同步表包括微机多功能同步表1(可以简称为同步表1)和微机多功能同步表2(可以简称为同步表2)，微机多功能同步表1与同期装置1连接，微机多功能同步表2与同期装置2连接。微机多功能同步表1和微机多功能同步表2分别连接单独的一套电源装置。

在本实施例中，两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置。第一电源装置可以称为电源装置1(或主用电源)，第二电源装置可以称为电源装置2(或备用电源)。第一电源装置用于为主同期装置和微机多功能同步表1提供电源，第二电源装置用于为备用同期装置和微机多功能同步表2提供电源。第一电源装置和第二电源装置分别经电源切换装置与回路装置连接，第一电源装置和第二电源装置经电源切换装置后作为回路电源，为回路装置供电，当主用电源掉电后可自动切换至备用电源，从而保证回路供电可靠性。

在本实施例中，第一电源装置连接同期系统外部的第一路直流电源，第二电源装置连接同期系统外部的第二路直流电源，该两路直流电源可以是220V直流电源。第一电源装置和第二电源装置中可以包括设置在电源正极和电源负极的保险元件。

在本实施例中，电源切换装置包括第一电源监视继电器、第二电源监视继电器和电源切换继电器，第一电源装置经第一电源监视继电器与主同期装置连接，第二电源装置经第二电源监视继电器与备用同期装置连接。

在本实施例中，第一电源监视继电器用于监视第一电源装置是否异常，第二电源监视继电器用于监视第二电源装置是否异常，电源切换继电器用于在第一电源装置或第二电源装置中的一套电源装置异常时将当前电源装置切换至另一套电源装置。

在本实施例中，电源切换装置的输出线路包括第一线路和第二线路。第一线路和第二线路分别与回路装置连接。电源切换装置还包括控制电源监视继电器，控制电源监视继电器用于监视电源切换继电器输出的电源是否异常。

图2为本实用新型实施例所提供的电源装置和电源切换装置的结构示意图。如图2所示，第一电源装置和第二电源装置包括第一电源开关QF1和第二电源开关QF2。电源切换装置包括第一电源监视继电器KW1、第二电源监视继电器KW2、电源切换继电器KH和控制电源监视继电器KW3。第一电源开关QF1和第二电源开关QF2的通断受外部的监控系统(即上位机)控制。

如图2所示，第一电源装置连接同期系统外部的第一路直流电源，即DC220V电源Ⅰ，DC220V电源Ⅰ的电源正极可以用回路编号101’表示，DC220V电源Ⅰ的电源负极可以用回路编号102’表示。

第一电源装置中回路编号101的一端经端子号X6-1连接回路编号101’(即连接电源正极)，回路编号101的另一端连接主同期装置、微机多功能同步表1的正极。回路编号101上设置有第一电源开关QF1。第一电源装置中回路编号102的一端经端子号X6-5连接回路编号102’(即连接电源负极)，回路编号102的另一端连接主同期装置、微机多功能同步表1的负极。回路编号102上设置有第一电源开关QF1。其中，第一电源开关QF1为双刀双掷开关，其包括四个触点，其中第一电源开关QF1的触点1和触点2设置在回路编号101上，第一电源开关QF1的触点3和触点4设置在回路编号102上。回路编号101上的端子号X6-18与回路编号102上的端子号X6-22之间连接有第一电源监视继电器KW1的线圈，其中KW1的1引脚为线圈正极，KW1的10引脚为线圈负极。端子号X6-1处引出一条线路连接电源切换继电器KH输入侧的端子号X6-2，端子号X6-5处引出一条线路连接电源切换继电器KH输入侧的端子号X6-6，引脚X1与引脚X2之间连接有电源切换继电器KH的线圈，其中KH的1引脚为线圈正极，KH的10引脚为线圈负极。其中回路编号101指的是编号为101的线路，其他回路编号的含义可以类比回路编号101。

如图2所示，电源切换继电器KH包括线圈和一个双刀双掷开关，源切换继电器KH的线圈连接第一电源装置，源切换继电器KH的双刀双掷开关包括触点2、触点3、触点4、触点7、触点8和触点9。其中，触点4和触点7连接第二电源装置。

如图2所示，第二电源装置连接同期系统外部的第二路直流电源，即DC220V电源ⅠⅠ，DC220V电源ⅠⅠ的电源正极可以用回路编号201’表示，DC220V电源ⅠⅠ的电源负极可以用回路编号202’表示。

第二电源装置中回路编号201的一端经端子号X6-9连接回路编号201’(即连接电源正极)，回路编号201的另一端连接备用同期装置、微机多功能同步表2的正极。回路编号201上设置有第二电源开关QF2。第二电源装置中回路编号202的一端经端子号X6-13连接回路编号202’(即连接电源负极)，回路编号202的另一端连接备用同期装置、微机多功能同步表2的负极。回路编号202上设置有第二电源开关QF2。第二电源开关QF2也为双刀双掷开关，第二电源开关QF2的触点1和触点2设置在回路编号201上，第二电源开关QF2的触点3和触点4设置在回路编号202上。回路编号201上的端子号X6-26与回路编号202上的端子号X6-30之间连接有第二电源监视继电器KW2的线圈，其中KW2的1引脚为线圈正极，KW2的10引脚为线圈负极。

端子号X6-9处引出一条线路连接电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点4，端子号X6-13处引出一条线路连接电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点7，电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点3与端子号X6-2连接，电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点8与端子号X6-6连接，电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点2与端子号X6-38连接，电源切换继电器KH中双刀双掷开关的触点9与端子号X6-48连接。

如图2所示，电源切换继电器KH的输出线路包括第一线路(即回路编号301)和第二线路(回路编号302)。回路编号301的端子号X6-38与回路编号302的端子号X6-48之间连接有控制电源监视继电器KW3的线圈，其中，KW3的1引脚为线圈正极，KW3的10引脚为线圈负极。回路编号301和回路编号302提供220V的直流电源，其中回路编号301为正极，回路编号302为负极。

在本实施例中，回路装置包括第一中继器组和第二中继器组，第一中继器组与主同期装置连接，第二中继器组与备用同期装置连接。第一中继器组包括用于接收来自监控系统的启动信号以启动同期装置1的启动中继器、用于在同期装置1启动后反馈给监控系统的反馈中继器、用于控制同期装置1无压解锁的中继器、用于控制同期装置1无压使能(即用于开放同期装置1无压合闸功能)的中继器、用于将电压导入同期装置1、同步表1的主用扩展继电器、以及用于将同期装置1主用信号反馈监控系统的主用扩展继电器。第二中继器组的继电器数量与第一中继器组的继电器数量一致。第二中继器组的继电器的功能可以类比第一中继器组的继电器功能。

在本实施例中，回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。

在本实施例中，第一线路经主备用切换控制模块与第二线路连接，主备用切换控制模块包括同期装置主备用切换把手、第一中继器组中各继电器的线圈和第二中继器组中各继电器的线圈。

图3为本实用新型实施例所提供的主备用切换控制模块的结构示意图。

如图3所示，回路装置包括用于接收来自监控系统的启动信号以启动同期装置1的启动中继器KA1(1)、用于在同期装置1启动后反馈给监控系统的反馈中继器KA1(2)、用于接收来自监控系统的启动信号以启动同期装置2的启动中继器KA2(1)、用于在同期装置2启动后反馈给监控系统的反馈中继器KA2(2)、用于控制同期装置1无压解锁的中继器KA3、用于控制同期装置2无压解锁的中继器KA4、用于控制同期装置1无压使能的中继器KA5、用于控制同期装置2无压使能的中继器KA6、用于将电压导入同期装置1的主用扩展继电器KA7(1)、用于将电压导入同步表1的主用扩展继电器KA7(2)、用于将同期装置1主用信号反馈监控系统的主用扩展继电器KA7(3)、用于将电压导入同期装置2的主用扩展继电器KA8(1)、用于将电压导入同步表2的主用扩展继电器KA8(2)、用于将同期装置2主用信号反馈监控系统的主用扩展继电器KA8(3)。

如图3所示，主备用切换控制模块包括同期装置主备用切换把手QK，同期装置主备用切换把手QK包括24个触点，该24个触点分为2组，每组控制一套同期装置，各组的触点按照表1的动作图表控制对应的同期装置。

表1同期装置主备用切换把手QK动作图表

其中，表中“·”表示对应的2个触点导通控制对应的同期装置运行，例如触点1和2导通时，同期装置1主用，即主同期装置为当前主用的同期装置，主同期装置开始运行。

如图3所示，主备用切换控制模块中，第一线路(即回路编号301)的端子号X5-1处引出回路编号303，回路编号303分别经回路编号304和回路编号305与回路编号302的端子号X6-47连接。回路编号303设置有用于接收来自监控系统的监控开出信号的启动开关、回路编号304设置有同期装置主备用切换把手QK的触点1和触点2，以及并联的启动中继器KA1(1)的线圈和反馈中继器KA1(2)的线圈，同期装置主备用切换把手QK的触点3和触点4、并联的启动中继器KA2(1)的线圈和反馈中继器KA2(2)的线圈设置在回路编号305上，回路编号305的端子号X5-7连接回路编号303的端子号X5-6。回路编号301的端子号X5-1还引出回路编号306和回路编号309；回路编号306分别经回路编号307和回路编号308与回路编号302连接，回路编号307设置同期装置主备用切换把手QK的触点5和触点6、中继器KA3的线圈，回路编号308设置QK的触点7和触点8和中继器KA4的线圈；回路编号309分别经回路编号310和回路编号311与回路编号302连接，回路编号310设置同期装置主备用切换把手QK的触点9和触点10、中继器KA5的线圈，回路编号311设置QK的触点11和触点12、中继器KA6的线圈；

如图3所示，回路编号301的端子号X6-35分别经由回路编号312、回路编号313、回路编号314、回路编号315、回路编号316和回路编号317与回路编号302的端子号X6-45连接。回路编号312设置QK的触点13触点14、中继器KA7(1)的线圈，回路编号313设置QK的触点15和触点16、中继器KA7(2)的线圈，回路编号314设置QK的触点17和触点18、中继器KA7(3)的线圈，回路编号315设置QK的触点19和触点20、中继器KA8(1)的线圈，回路编号316设置QK的触点21和触点22、中继器KA8(2)的线圈，回路编号317设置QK的触点23和触点24、中继器KA8(3)的线圈。在图3中各线圈的1端是为线圈正极，10端为线圈负极。

在本实施例中，监控系统开出至同期装置的启动装置、无压解锁、无压使能、投电压等信号，均通过主备用切换把手接点导入主用同期装置或同步表。

在本实施例中，回路装置包括预选中继器组，预选中继器组中预选中继器的数量等于断路器的数量，断路器合闸预选模块包括所有预选中继器的线圈，第一线路经所有预选中继器的线圈与第二线路连接。在监控系统开出相应断路器合闸预选信号后对应的预选中继器动作。

以5031、5032、5033、5041、5042、5043、5051、5052、5053、5061、5062、5063共12个断路器为例，图4为本实用新型实施例所提供的断路器合闸预选模块。图4中包括12个预选中继器的线圈。如图4所示，预选中继器组包括12个预选中继器，1KA1-1KA12：分别为5031、5032、5033、5041、5042、5043、5051、5052、5053、5061、5062、5063断路器合闸预选中继器。回路编号301的端子号X5-31引出318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329十二个回路编号，分别设置1KA1-1KA12十二个预选中继器的线圈，各线圈的1端是为线圈正极，10端为线圈负极。318-329十二个回路编号上的端子号X5-44、X5-46、X5-48、X5-50、X5-52、X5-54、X5-56、X5-58、X5-60、X5-62、X5-64、X5-66与端子号X5-31之间分别设置有一个预选开关，预选开关用于监控开出合闸预选信号，例如当监控系统开出5051断路器合闸预选信号时，回路编号324上的预选开关闭合，预选中继器1KA7动作，预选中继器1KA7常保持动作，此时接通5051断路器的合闸回路。

在本实施例中，当监控系统开出断路器合闸预选信号时，监控系统还判断是否为自动准同期合闸，若否，则基于同期系统当前主用的同期装置，启动主用同期装置无压合闸，具体地，当当前主用的同期装置启动时，其启动信号反馈至监控系统，用于闭锁其它500kV断路器同期合闸、无压合闸操作。监控系统基于当前主用的同期装置开出对应同期装置的无压解锁、无压使能信号，控制图3中对应的启动开关闭合和同期装置主备用切换把手QK的触点闭合，从而启动当前主用的同期装置进行无压合闸。

在本实施例中，监控系统判断是自动准同期合闸时，同期系统中当前主用的同期装置控制投电压回路模块和断路器合闸模块进行对应的处理从而完成断路器合闸。

具体地，为自动准同期合闸时，监控系统先根据表2中的逻辑进行一次设备状态判断，开出对应系统侧、待并侧的投电压信号。其中，表2是以5051、5052、5053共3个断路器为例的断路器新的同期电压判断逻辑。

表2 500kV开关站断路器同期电压判断逻辑表

如表2所示，500kV断路器同期点电压选择采用就近原则，用相应断路器、隔离开关位置组成逻辑，将500kV各断路器同期点电压选择方式写入监控系统的监控程序中，由监控系统根据一次设备状态位置进行系统侧、待并侧电压点确定，并开出相应投电压信号。

在本实施例中，同期系统接收投电压信号后控制投电压回路模块动作。

在本实施例中，投电压回路模块包括系统侧回路单元和待并侧回路单元。系统侧回路单元包括多个系统侧中继器，系统侧中继器的数量与系统侧母线数量相等，第一线路经多个系统侧中继器的线圈与第二线路连接。待并侧回路单元包括多个待并侧中继器，待并侧中继器的数量与待并侧线路数量相等，第一线路经多个待并侧中继器的线圈与第二线路连接。

图5(a)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的连接示意图；图5(b)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的外部第一母线连接示意图；图5(c)为本实用新型实施例所提供的系统侧回路单元的外部第一母线连接示意图。

如图5(a)所示，系统侧中继器包括监控开出系统侧投第一母线电压(即Ⅰ母电)的中继器2KA1、监控开出系统侧投第二母线电压(即ⅠⅠ母电)的中继器2KA2。Ⅰ母电的电压例如为1WYH，Ⅱ母电的电压例如为2WYH。

如图5(a)所示，回路编号301的端子号X4-1分别经由回路编号330、回路编号331与回路编号302的端子号X6-44连接，回路编号330、回路编号331上分别设置中继器2KA1和中继器2KA2的线圈，回路编号330、回路编号331上的端子号X4-6和端子号X4-16与端子号X4-1之间分别设置有一个系统开关。

如图5(b)所示，系统侧回路单元的外部与Ⅰ母电(即Ⅰ母PT，取开口三角线圈电压，回路编号为：1WYMa”、1WYML。)连接时，具体连接方式为：通过端子号X2-1与1WYMa”连接，通过端子号X2-8与1WYML连接，其中，中继器2KA1的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X2-1与端子号X1-1之间，中继器2KA1的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X2-8与端子号X1-4之间。

如图5(c)所示，系统侧回路单元的外部与ⅠⅠ母电(即ⅠⅠ母PT，取开口三角线圈电压，回路编号为：2WYMa”、2WYML。)连接时，具体连接方式为：通过端子号X2-2与2WYMa”连接，通过端子号X2-9与2WYML连接，其中，中继器2KA2的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X2-2与端子号X1-7之间，中继器2KA2的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X2-9与端子号X1-10之间。

图6(a)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的连接示意图；图6(b)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第一母线连接示意图；图6(c)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第二母线连接示意图；图6(d)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第一回线连接示意图；图6(e)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部第二回线连接示意图；图6(f)为本实用新型实施例所提供的待并侧回路单元的外部其他线路连接示意图。

如图6(a)所示，待并侧中继器包括监控开出待并侧投第一母线电压的中继器3KA1、监控开出待并侧投第二母线电压的中继器3KA2、监控开出待并侧投第一回线电压(即Ⅰ回线)的中继器3KA3、监控开出待并侧投第二回线电压(即ⅠⅠ回线)的中继器3KA5、监控开出待并侧投其他线路电压的中继器3KA4。Ⅰ母电的电压例如为1WYH，Ⅱ母电的电压例如为2WYH，Ⅰ回线的电压例如为4WYH，Ⅱ回线电压的电压例如为5WYH，其他线路电压例如为3WYH。

如图6(a)所示，回路编号301的端子号X4-21分别经由回路编号332、回路编号333、回路编号334、回路编号335和回路编号336与回路编号302的端子号X6-44连接，回路编号332、回路编号333、回路编号334、回路编号335和回路编号336上分别设置3KA1、3KA2、3KA3、3KA4和3KA5五个中继器的线圈，回路编号332、回路编号333、回路编号334、回路编号335和回路编号336上端子号X4-26、端子号X4-36、端子号X4-43、端子号X4-47和端子号X4-51与端子号X4-21之间分别设置有一个待并侧开关。

如图6(b)所示，待并侧回路单元的外部与Ⅰ母电(即Ⅰ母PT)连接时，具体连接方式为：通过端子号X3-1与1WYMa”连接，通过端子号X3-11与1WYML连接，其中，中继器3KA1的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X3-1与端子号X1-2之间，中继器3KA1的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X3-11与端子号X1-5之间。

如图6(c)所示，待并侧回路单元的外部与ⅠⅠ母电(即ⅠⅠ母PT)连接时，具体连接方式为：通过端子号X3-2与2WYMa”连接，通过端子号X3-12与2WYML连接，其中，中继器3KA2的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X3-2与端子号X1-8之间，中继器3KA2的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X3-12与端子号X1-11之间。

如图6(d)所示，待并侧回路单元的外部与Ⅰ回线连接时，取I回线线路PT开口三角线圈电压，回路编号为：A612”、L612，具体连接方式为：通过端子号X3-3与A612”连接，通过端子号X3-13与L612连接，其中，中继器3KA3的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X3-3与端子号X1-13之间，中继器3KA3的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X3-13与端子号X1-15之间。

如图6(e)所示，待并侧回路单元的外部与ⅠⅠ回线连接时，取ⅠⅠ回线线路PT开口三角线圈电压，回路编号为：A612”、L612，具体连接方式为：通过端子号X3-5与A612”连接，通过端子号X3-15与L612连接，其中，中继器3KA5的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X3-5与端子号X1-21之间，中继器3KA5的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X3-15与端子号X1-23之间。

如图6(f)所示，待并侧回路单元的外部与其他线路(例如7号联变高压侧PT，取7号联变高压侧PT开口三角线圈电压，回路编号为：A611”、L611。)连接时，具体连接方式为：通过端子号X3-4与A611”连接，通过端子号X3-14与L611连接，其中，中继器3KA4的触点2、触点3、触点11和触点12串联在端子号X3-4与端子号X1-17之间，中继器3KA4的触点8、触点9、触点14和触点15串联在端子号X3-14与端子号X1-19之间。

在本实施例中，图5(a)-图5(c)、图6(a)至图6(f)中分别设置两条电压母线，一条为系统侧电压母线，接入500kVⅠ母、Ⅱ母电压信号，一条为待并侧电压母线，接入500kVⅠ母、Ⅱ母电压信号，两回线路及联络变压器高压侧电压信号。图5(a)-图5(c)、图6(a)至图6(f)中的各中继器基于投电压信号进行相应的动作。

在本实施例中，在监控系统开出投电压信号后，将对应的电压导入当前主用的同期装置及同步表中。

图7为本实用新型实施例所提供的同期系统外部连接示意图，如图7所示，1TQMa为待并侧电压母线正极、1TQMc为待并侧电压母线负极、1TQMa’为系统侧电压母线正极、1TQMc’为系统侧电压母线负极，SJ-12D-1为同期装置1，SID-2SL-A-1为同步表1，SJ-12D-2为同期装置2、SID-2SL-A-2为同步表2。

如图7所示，1TQMa通过端子号X3-6、主用扩展继电器KA7(1)的触点11和触点12与同期装置1的引脚J2-3连接，1TQMc通过端子号X3-16、主用扩展继电器KA7(1)的触点14和触点15与同期装置1的引脚J2-4连接，1TQMa’通过端子号X2-3、主用扩展继电器KA7(1)的触点2和触点3与同期装置1的引脚J2-1连接，1TQMc’通过端子号X2-10、主用扩展继电器KA7(1)的触点8和触点9与同期装置1的引脚J2-2连接。

如图7所示，1TQMa通过端子号X3-7、主用扩展继电器KA7(2)的触点11和触点12与同步表1的引脚JK1-3连接，1TQMc通过端子号X3-17、主用扩展继电器KA7(2)的触点14和触点15与同步表1的引脚JK1-4连接，1TQMa’通过端子号X2-4、主用扩展继电器KA7(2)的触点2和触点3与同步表1的引脚JK1-1连接，1TQMc’通过端子号X2-11、主用扩展继电器KA7(2)的触点8和触点9与同步表1的引脚JK1-2连接。

如图7所示，1TQMa通过端子号X3-8、主用扩展继电器KA8(1)的触点11和触点12与同期装置2的引脚J2-3连接，1TQMc通过端子号X3-18、主用扩展继电器KA8(1)的触点14和触点15与同期装置2的引脚J2-4连接，1TQMa’通过端子号X2-5、主用扩展继电器KA8(1)的触点2和触点3与同期装置2的引脚J2-1连接，1TQMc’通过端子号X2-12、主用扩展继电器KA8(1)的触点8和触点9与同期装置2的引脚J2-2连接。

如图7所示，1TQMa通过端子号X3-9、主用扩展继电器KA8(2)的触点11和触点12与同步表2的引脚JK1-3连接，1TQMc通过端子号X3-19、主用扩展继电器KA8(2)的触点14和触点15与同步表2的引脚JK1-4连接，1TQMa’通过端子号X2-6、主用扩展继电器KA8(2)的触点2和触点3与同步表2的引脚JK1-1连接，1TQMc’通过端子号X2-13、主用扩展继电器KA8(2)的触点8和触点9与同步表2的引脚JK1-2连接。

在本实施例中，图5(a)-图5(c)、图6(a)至图6(f)中中继动作后，将对应的电压导入待并侧、系统侧母线，然后在通过图7，最终导入当前主用的同期装置、同步表中，当监控开出启动同期装置信号即可启动主用同期装置进行同期合闸或无压合闸。

在本实施例中，在电压导入当前主用的同期装置及同步表后，判断同期装置是否故障，若出现故障，则出现同期系统控制异常，若没有故障，则不进行调频、调压，等待同期条件满足，在同期条件满足后，开出中继器组中对应上述运行的预选中继器的开出中继器动作，出对应的断路器合闸信号，若同期装置启动360S后合闸成功或未收到同期失败信号。则同期系统控制正常，否则同期系统控制异常。

在本实施例中，回路装置包括开出中继器组，开出中继器组中开出中继器的数量等于断路器的数量，断路器合闸模块包括所有开出中继器的线圈和所有预选中继器的触点开关，第一线路经所有预选中继器的触点开关、所有开出中继器的线圈与第二线路连接。

以5031、5032、5033、5041、5042、5043、5051、5052、5053、5061、5062、5063共12个断路器为例，图8为本实用新型实施例所提供的断路器合闸模块的结构示意图。TQZZ1(J3-12、J3-13)用于检测同期装置1是否开出合闸信号，TBB1(JK-7、JK-6)用于检测同步表1是否开出合闸闭锁信号(当同期合闸条件不满足断开)，TQZZ2(J3-12、J3-13)用于检测同期装置2是否开出合闸信号，TBB2(JK-7、JK-6)用于检测同步表2是否开出合闸闭锁信号(当同期合闸条件不满足断开)。

如图8所示，回路编号301的端子号X6-36经回路编号337、回路编号338、回路编号341同时与342-353十二个回路编号连接，回路编号301的端子号X6-36经回路编号339、回路编号340、回路编号341同时与342-353十二个回路编号连接。

如图8所示，在回路编号337上串联有TQZZ1(J3-12、J3-13)、回路编号338上串联有TBB1(JK-7、JK-6)，中继器KA3的触点2和触点3与TBB1(JK-7、JK-6)并联，回路编号338与回路编号341之间串联有启动中继器KA1(1)的触点8和触点9，在回路编号339上串联有TQZZ2(J3-12、J3-13)、回路编号340上串联有TBB2(JK-7、JK-6)，中继器KA4的触点2和触点3与TBB2(JK-7、JK-6)并联，回路编号340与回路编号341之间串联有反馈中继器KA1(2)的触点8和触点9。

如图8所示，在342-353十二个回路编号依次设置有4KA1至4KA12分别为5031、5032、5033、5041、5042、5043、5051、5052、5053、5061、5062、5063十二个断路器对应的用于合闸的开出中继器(同期条件满足后回路接通，对应断路器合闸开出中继动作)，在342-353十二个回路编号上1KA1-1KA12十二个预选中继器中各个预选中继器的触点2和触点3与对应回路编号上的开出中继器的线圈串联。

在本实施例中，若预选中继器1KA7动作，则在同期条件满足后，图8中4KA7继电器动作，开出5051断路器合闸信号。由于此时该断路器的合闸预选中间继电器保持动作，因此，该断路器合闸回路接通，最终将合闸信号开出至断路器操作箱实现断路器的合闸，起到防止误合其它断路器的作用。

本实用新型的500kV开关站3/2接线断路器同期系统是基于不对一次设备进行改造的前提下，对以下四个方面进行优化，具体为：

(1)整个500kV开关站4串12个断路器共用两套同期装置，两套同期装置互为备用，每套同期装置配置1个微机同步表，所有的同期元器件及回路装设在一个屏柜内。两套同期装置由现地切换开关实现主备用切换。通过这样的优化配置，不仅精简控制屏柜及元器件数量，也提高系统运行安全稳定性。

(2)将500kV断路器同期电压选择组合方式写入监控程序中，监控系统根据一次设备的状态确定同期合闸断路器系统侧及待并侧电压，并开出相应的投电压信号，将断路器同期点两侧电压导入同期装置，将投电压程序写入监控系统中，能够减少大量投电压硬接线回路。

(3)将500kV系统各台机组通过主变高压侧边断路器同期并网功能转移至对应机组出口断路器装置中，500kV新同期系统保留各断路器同期合环、无压合闸功能。一方面主变侧低压侧电压不用导入500kV新同期系统，降低主变低压侧电压与高压侧电压同时导入同期装置造成短路的风险；另一方面原先与各机组相关的调频、调压信号不用接入500kV新同期系统，也起到精简回路的作用。

(4)回路设计简洁、巧妙。一是两套同期装置通过现地切换开关实现主备切换，监控开出的启动、无压解锁、无压使能等信号，均通过切换开关的扩展继电器接点进行区分，可减少监控至同期系统的信号回路；二是配置两条PT电压母线，监控根据一次设备状态确定同期合闸断路器系统侧及待并侧电压，保证每次同期合闸时导入两条母线PT电压的唯一性，能够有效防止不同PT电压导入同一母线造成短路的风险，也能够满足12个断路器同期合闸的21种同期电压组合方式；三是每个断路器都配置一个合闸预选中间继电器，用于区分12个断路器的合闸回路，能够有效地防范误合其它断路器的风险。

本实用新型的实施例提出的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置，两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置都安装在控制屏柜内，两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，第一电源装置和第二电源装置分别经电源切换装置与回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接回路装置，回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。在这种情况下，相较于现有的繁琐的同期系统，本实用新型综合控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置实现断路器合闸控制，利用两套电源装置以保证回路装置的供电可靠性，利用两套同期装置以便进行主备用切换，简化了同期系统结构，也保证了系统运行安全稳定性。本实用新型的实施例提出的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，针对500kV开关站3/2接线断路器同期回路复杂、接线繁琐的问题，将整个500kV开关站断路器同期元器件及回路安装在一个控制屏柜内，精简设备、优化控制回路、完善控制逻辑，最终实现减少检修维护工作量、提高系统运行稳定性的目的。本实用新型的同期系统配置合理、回路精简、逻辑完善、运行稳定可靠，具有显著的经济效益和社会效益，具有广泛的推广价值。

应该理解，本实用新型所示的部件、部件的连接和关系、以及部件的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本实用新型中描述的和/或者要求的本实用新型的实现。可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型公开的技术方案所期望的结果，本实用新型在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于，包括控制屏柜、两套同期装置、两套电源装置、电源切换装置和回路装置，所述两套同期装置、所述两套电源装置、所述电源切换装置和所述回路装置都安装在控制屏柜内，所述两套电源装置包括第一电源装置和第二电源装置，所述第一电源装置和所述第二电源装置分别经所述电源切换装置与所述回路装置连接，一套同期装置连接对应的一套电源装置，所述两套同期装置包括主同期装置和备用同期装置，两套同期装置分别连接所述回路装置，所述回路装置包括主备用切换控制模块、断路器合闸预选模块、投电压回路模块和断路器合闸模块。

2.如权利要求1所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述电源切换装置的输出线路包括第一线路和第二线路，所述第一线路和所述第二线路分别与所述回路装置连接，所述回路装置包括第一中继器组和第二中继器组，所述第一中继器组与所述主同期装置连接，所述第二中继器组与所述备用同期装置连接。

3.如权利要求2所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述第一线路经所述主备用切换控制模块与所述第二线路连接，所述主备用切换控制模块包括同期装置主备用切换把手、第一中继器组中各继电器的线圈和第二中继器组中各继电器的线圈。

4.如权利要求2所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述回路装置包括预选中继器组，预选中继器组中预选中继器的数量等于断路器的数量，所述断路器合闸预选模块包括所有预选中继器的线圈，所述第一线路经所有预选中继器的线圈与所述第二线路连接。

5.如权利要求4所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述投电压回路模块包括系统侧回路单元和待并侧回路单元。

6.如权利要求5所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述系统侧回路单元包括多个系统侧中继器，所述系统侧中继器的数量与系统侧母线数量相等，所述第一线路经所述多个系统侧中继器的线圈与所述第二线路连接。

7.如权利要求6所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述待并侧回路单元包括多个待并侧中继器，所述待并侧中继器的数量与待并侧线路数量相等，所述第一线路经所述多个待并侧中继器的线圈与所述第二线路连接。

8.如权利要求7所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述回路装置包括开出中继器组，开出中继器组中开出中继器的数量等于断路器的数量，所述断路器合闸模块包括所有开出中继器的线圈和所有预选中继器的触点开关，所述第一线路经所有预选中继器的触点开关、所有开出中继器的线圈与所述第二线路连接。

9.如权利要求1所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述电源切换装置包括第一电源监视继电器、第二电源监视继电器和电源切换继电器，所述第一电源装置经所述第一电源监视继电器与主同期装置连接，所述第二电源装置经所述第二电源监视继电器与所述备用同期装置连接。

10.如权利要求1所述的500kV开关站3/2接线断路器同期系统，其特征在于：所述同期系统还包括两套微机多功能同步表，一套微机多功能同步表连接对应的一套同期装置，一套微机多功能同步表连接对应的一套电源装置。

Images