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      管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法及系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:7364333閱讀:167來源:國知局
      專利名稱:管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明是一種長輸管道變電所操作安全預警及模擬培訓的長輸管道變電所模擬 操作安全預警操作按鈕信號檢測方法及系統(tǒng),涉及電路緊急保護裝置、供電和配電的電路 裝置和管道系統(tǒng)技術領域。
      背景技術
      目前長輸管道現(xiàn)有變電所運行人員的培訓方法除在校學習專業(yè)知識外,就是在變 電所跟班實習,這種培訓方式雖是有效的,但不夠理想;由于電力生產(chǎn)和運行的特點是其生 產(chǎn)的連續(xù)性,因此這一特點決定了運行人員在其日常工作中只能“看、聽、想”,而不能動手 練。一旦出現(xiàn)異常、事故需要動手時,就要求在很短的時間內(nèi)不允許有絲毫差錯地進行系統(tǒng) 的各種倒閘操作,這項工作只有具備熟練的實際操作技能的人員才能很好地完成。因此,為 了保證輸油氣泵站變電所安全可靠地運行,必須對變電所運行人員進行有效的培訓,并且 是能適應各層次管道變電所操作人員離線培訓需求,操作方式與變電所在線操作系統(tǒng)操作 方式完全相同,操作人員培訓就如同親臨實際現(xiàn)場一樣能進行靈活的、安全可靠的、反復的 操作練習,使操作運行人員可從中積累處理各種異常、障礙和事故的經(jīng)驗,提高操作技能, 以提高變配電運行人員的綜合素質(zhì)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是發(fā)明一種功能多、靈活、能反復操作、安全可靠、能客觀、準確地實 現(xiàn)變電所運行操作人員操作訓練的管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法 及系統(tǒng)。本發(fā)明是選擇長輸管道泵站變電所典型的橋型接線為原形,在充分體現(xiàn)長輸管道 泵站變電所特點的基礎上,開發(fā)出的一套管道泵站變電所運行崗操作人員培訓、操作票檢 驗和變電所系統(tǒng)工作狀態(tài)模擬顯示方法及裝置。本管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測的控制流程如圖3所示。其 檢測操作按鈕信號控制流程是當有檢測操作按鈕信號,經(jīng)邏輯判斷,如錯誤,則發(fā)出聲音 報警,返回初始狀態(tài);如正確,則由輸出控制接口分別控制發(fā)出按鍵音、隔離開關狀態(tài)指示、 手車開關狀態(tài)指示、斷路器狀態(tài)指示、負載出線狀態(tài)指示、補償電容狀態(tài)指示后返回初始狀 態(tài)。其中檢測操作按鈕信號分為變壓器高壓和變壓器低壓兩部分變壓器高壓部分如圖1所示,變壓器高壓部分分接地開關、高壓PT開關、高壓隔離 開關、高壓斷路器、分段隔離開關、分段斷路器六部分的操作邏輯方法①接地開關操作邏輯方法當按下接地開關,高壓PT開關如接通,則返回初始狀 態(tài);如斷開且接地開關也斷開,則接通接地開關后返回,如接地開關接通,則斷開接地開關后返回;②高壓PT開關操作邏輯方法當按下高壓PT開關,如接地開關接通,則返回初始 狀態(tài);如接地開關斷開,并高壓隔離開關接通,則返回初始狀態(tài),高壓隔離開關斷開,視高壓 PT開關的開關狀態(tài)而定若高壓PT開關接通,則斷開高壓PT開關,返回初始狀態(tài);若高壓 PT開關斷開,則接通高壓PT開關,返回初始狀態(tài);③高壓隔離開關操作邏輯方法當按下高壓隔離開關,如高壓PT開關斷開,則返 回初始狀態(tài);如高壓PT開關接通,則視高壓斷路器的開關狀態(tài)而定若高壓斷路器接通, 則斷開高壓隔離開關返回初始狀態(tài);若高壓斷路器斷開,則接通高壓隔離開關返回初始狀 態(tài);④高壓斷路器操作邏輯方法當按下高壓斷路器,如高壓隔離開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如高壓隔離開關接通,則視高壓斷路器的開關狀態(tài)而定若高壓斷路器斷開,則接 通高壓斷路器返回初始狀態(tài);若高壓斷路器接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀 態(tài);若高壓斷路器接通,并低壓PT接地開關斷開,則斷開高壓斷路器返回初始狀態(tài);⑤分段隔離開關操作邏輯方法當按下分段隔離開關,如高壓斷路器斷開,則返 回初始狀態(tài);如高壓斷路器接通,并分段隔離開關接通,則返回初始狀態(tài);如高壓斷路器接 通,并分段隔離開關斷開,則視分段隔離開關的狀態(tài)而定若分段隔離開關接通,則斷開分 段隔離開關返回初始狀態(tài);若分段隔離開關斷開,則接通分段隔離開關返回初始狀態(tài);⑥分段斷路器操作邏輯方法當按下分段斷路器,如分段隔離開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如分段隔離開關接通,則視低壓PT接地開關的狀態(tài)而定若低壓PT接地開關接 通,則返回初始狀態(tài);若低壓PT接地開關斷開,并分段斷路器接通,則斷開分段斷路器返回 初始狀態(tài);若低壓PT接地開關斷開,并分段斷路器斷開,則接通分段斷路器返回初始狀態(tài);站場低壓供電部分分PT接地開關、PT隔離開關、隔離開關、斷路器、母聯(lián)隔離開 關、母聯(lián)斷路器六部分的操作邏輯方法(見圖2)①PT接地開關操作邏輯方法當按下PT接地開關,如PT開關接通,則返回初始狀 態(tài);如PT開關斷開,則視接地開關的狀態(tài)而定若接地開關接通,則斷開接地開關返回初始 狀態(tài);若接地開關斷開,則接通接地開關返回初始狀態(tài);②PT隔離開關操作邏輯方法當按下PT隔離開關,如接地開關接通,則返回初始 狀態(tài);如接地開關斷開,并低壓隔離開關接通,則返回初始狀態(tài);如接地開關斷開,并則低 壓隔離開關斷開,則視低壓PT隔離開關的狀態(tài)而定若低壓PT隔離開關斷開,則接通PT隔 離開關返回初始狀態(tài);若低壓PT隔離開關接通,則斷開PT隔離開關返回初始狀態(tài);③低壓隔離開關操作邏輯方法當按下低壓隔離開關,如低壓PT開關斷開,則返 回初始狀態(tài);如低壓PT開關接通,并低壓斷路器接通,則返回初始狀態(tài);如低壓PT開關斷 開,并低壓斷路器斷開,則視低壓隔離開關的狀態(tài)而定若低壓隔離開關斷開,則接通低壓 隔離開關返回初始狀態(tài);若低壓隔離開關接通,則斷開低壓隔離開關返回初始狀態(tài);④低壓斷路器操作邏輯方法當按下低壓斷路器,如低壓隔離開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如低壓隔離開關接通,則視低壓斷路器的狀態(tài)而定若低壓斷路器斷開,則接通低 壓斷路器返回初始狀態(tài);若低壓斷路器接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀態(tài);若 低壓斷路器接通,并低壓PT接地開關斷開,則斷開低壓斷路器返回初始狀態(tài);⑤母聯(lián)隔離開關操作邏輯方法當按下母聯(lián)隔離開關,如供電段PT接地開關斷開,則返回初始狀態(tài);如供電段PT接地開關接通,并母聯(lián)斷路器接通,則返回初始狀態(tài);如供電段PT接地開關接通,并母聯(lián)斷路器斷開,則接通分段隔離開關返回初始狀態(tài);⑥母聯(lián)斷路器操作邏輯方法當按下母聯(lián)斷路器,如母聯(lián)隔離開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如母聯(lián)隔離開關接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀態(tài);如母聯(lián)隔離開關 接通,并低壓PT接地開關斷開,則按下分段斷路器返回初始狀態(tài);為了防止意外發(fā)生,在操作安全預警控制流程中還有五防功能,即防止帶負載合 隔離開關控制邏輯、防止誤跳斷路器控制邏輯、防止帶負載拉隔離開關控制邏輯、防止帶電 掛接地線控制邏輯、防止帶地線合隔離開關控制邏輯防止帶負載合隔離開關控制邏輯又分兩種情況一如圖4所示;初始狀態(tài)斷路器 斷開,若接地開關斷開、隔離開關閉合、手車開關閉合、補償電容斷開、供電電源工作、互感 器投運,則斷路器閉合;二如圖6所示;初始狀態(tài)隔離開關斷開,若接地開關斷開、斷路器斷 開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則斷路器閉合;防止誤跳斷路器控制邏輯如圖5所示;初始狀態(tài)斷路器閉合,若接地開關斷開、隔 離開關閉合、手車開關閉合、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則斷路器斷開;防止帶負載拉隔離開關控制邏輯如圖7所示;初始狀態(tài)隔離開關閉合,若接地開 關斷開、斷路器斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則斷路器斷開;防止帶電掛接地線控制邏輯如圖8所示;初始狀態(tài)接地開關斷開,斷路器斷開、隔 離開關斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則接地開關閉合;防止帶地線合隔離開關控制邏輯如圖9所示;初始狀態(tài)隔離開關斷開,若接地開 關斷開、斷路器斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則隔離開關閉合;另有常規(guī)的防止人員誤入帶電間隔控制邏輯,如圖10所示,初始狀態(tài)系統(tǒng)停運, 若系統(tǒng)投運、進入檢動作,則系統(tǒng)報警。按上述方法,本發(fā)明之系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和供電電路兩部分。控制系統(tǒng)的構成如圖11所示,是由PLC控制系統(tǒng)、操作和指示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)運行 復位按鈕、系統(tǒng)操作按鈕、供電電源切換按鈕、系統(tǒng)消音按鈕、供電回路隔離開關、供電回路 手車開關、供電回路斷路器、負載回路隔離開關、負載回路手車開關、負載回路斷路器、補償 電容隔離開關均接PLC的輸入端,而PLC的輸出端接4個輸出控制接口及直接接系統(tǒng)操作 輸出、系統(tǒng)操作音輸出、系統(tǒng)誤操作音報警輸出;4個輸出控制接口中的一個分別接系統(tǒng)運 行狀態(tài)指示、系統(tǒng)操作狀態(tài)指示、供電電源切換指示、系統(tǒng)消音狀態(tài)指示;第二個分別接供 電回路隔離開關狀態(tài)指示、供電回路手車開關狀態(tài)指示、供電回路斷路器狀態(tài)指示;第三個 分別接母線電壓顯示控制、母聯(lián)接母線電壓顯示控制;第四個分別接負載回路隔離開關狀 態(tài)指示、負載回路手車開關狀態(tài)指示、負載回路斷路器狀態(tài)指示、負載回路出線狀態(tài)指示、 負載回路補償電容狀態(tài)指示、負載回路標稱電流顯示控制;第五個分別接主變電壓等級顯 示控制、供電回路電壓等級顯示控制。 供電電路部分包括主變電源進線、高壓和低壓三部分。長輸管道變電所操作安全預警裝置屏面示意圖見圖12 ;主變電源進線如圖13所 示。主變電源進線高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線,選用兩臺主變;兩個電源進線分別模擬兩個電壓等 級,S卩1 IOkV和35kV ;設有電源監(jiān)測、防雷保護和接地保護。高壓供電接線分為兩段,圖14為高壓供電(I段)接線圖,圖15為高壓供電(II段)接線圖。來自1#主變的1#進線接I段PT和多臺泵電機;來自2#主變的2#進線接II 段PT、備用、站變和多臺泵電機。 高壓供電I段、II段母線聯(lián)絡接線圖見圖16,是1#進線和2#進線之間由母線連 絡連接。低壓供電接線圖如圖17所示,低壓側(cè)采用單母線分段接線,電壓等級為6kV;負荷 有照明、動力柜、儀表、直流柜、通信。動力柜負荷主要由輸油泵、消防泵等動力設備組成。一段開關設備選用隔離開關和斷路器,二段選用高壓開關柜作為用電設備的控制 和保護。設有負荷監(jiān)測、接地保護、防雷保護、過載和短路保護等裝置。另外,本系統(tǒng)中采用紅外探頭對進入帶電間隔的人員進行探測,當有人員進入帶 電間隔時,系統(tǒng)發(fā)出聲音報警信號,以此模擬防止人員誤入帶電間隔的防護功能。站場高低壓接線原理系統(tǒng)實時檢測模擬屏操作按鈕,判斷是否滿足“五防”操作規(guī)程;操作正確時,輸出 控制相應指示燈,表示完成一次正確操作,并輸出正確操作音和正確操作輸出脈沖;操作錯 誤時,輸出錯誤操作音,并輸出錯誤操作輸出脈沖。管道變電所操作安全預警系統(tǒng)屏面示意圖如圖12所示。本發(fā)明利用PLC技術和必要的變電所物理模擬設備,在離線狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)防止 電氣誤操作的閉鎖裝置,既所謂“五防”功能防止誤跳、誤合斷路器;防止帶負載拉、合隔 離開關;防止帶電掛接地線;防止帶地線合隔離開關;防止人員誤入帶電間隔。本發(fā)明功能多、靈活、能反復操作、安全可靠,能客觀、準確地實現(xiàn)變電所運行操作 人員操作訓練。


      圖1管道變電所操作安全預警流程圖(高壓部分)圖2管道變電所操作安全預警流程圖(低壓部分)圖3操作安全預警的系統(tǒng)控制流程4防止帶負載合隔離開關控制邏輯5防止誤跳斷路器控制邏輯6防止帶負載合隔離開關控制邏輯7防止帶負載拉隔離開關控制邏輯8防止帶電掛接地線控制邏輯9防止帶地線合隔離開關控制邏輯10防止人員誤入帶電間隔控制邏輯11管道變電所操作安全預警系統(tǒng)原理框12管道變電所操作安全預警裝置屏面示意13管道變電所操作安全預警系統(tǒng)主變電源進線14管道變電所操作安全預警系統(tǒng)站場高壓供電(I段)接線15管道變電所操作安全預警系統(tǒng)站場高壓供電(II段)接線16管道變電所操作安全預警系統(tǒng)站場高壓供電I段、II段母線聯(lián)絡接線圖 圖17管道變電所操作安全預警系統(tǒng)站場低壓供電接線圖
      具體實施例方式實施例.本例的構成如圖11所示,是由PLC控制系統(tǒng)、操作和指示系統(tǒng)組成。系統(tǒng) 運行復位按鈕、系統(tǒng)操作按鈕、供電電源切換按鈕、系統(tǒng)消音按鈕、供電回路隔離開關、供電 回路手車開關、供電回路斷路器、負載回路隔離開關、負載回路手車開關、負載回路斷路器、 補償電容隔離開關均接PLC的輸入端,而PLC的輸出端接4個輸出控制接口及直接接系統(tǒng) 操作輸出、系統(tǒng)操作音輸出、系統(tǒng)誤操作音報警輸出;4個輸出控制接口中的一個分別接系 統(tǒng)運行狀態(tài)指示、系統(tǒng)操作狀態(tài)指示、供電電源切換指示、系統(tǒng)消音狀態(tài)指示;第二個分別 接供電回路隔離開關狀態(tài)指示、供電回路手車開關狀態(tài)指示、供電回路斷路器狀態(tài)指示;第 三個分別接母線電壓顯示控制、母聯(lián)接母線電壓顯示控制;第四個分別接負載回路隔離開 關狀態(tài)指示、負載回路手車開關狀態(tài)指示、負載回路斷路器狀態(tài)指示、負載回路出線狀態(tài)指 示、負載回路補償電容狀態(tài)指示、負載回 路標稱電流顯示控制;第五個分別接主變電壓等級 顯示控制、供電回路電壓等級顯示控制。圖中系統(tǒng)檢測接收模擬屏操作按鈕信號,經(jīng)PLC邏輯判斷后輸出控制信號,輸出 控制接口將PLC的控制信號轉(zhuǎn)換、擴展成面板顯示控制信號模擬顯示執(zhí)行器狀態(tài)。管道變電所操作安全預警裝置屏面示意圖見圖12。主變電源進線如圖13所示。主變電源進線高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線,選用兩臺主變; 兩個電源進線分別模擬兩個電壓等級,即IlOkV和35kV ;設有電源監(jiān)測、防雷保護和接地保 護。高壓供電接線分為兩段,圖14為高壓供電(I段)接線圖,圖15為高壓供電(II 段)接線圖。來自1#主變的1#進線接I段PT和多臺泵電機;來自2#主變的2#進線接II 段PT、備用、站變和多臺泵電機。高壓供電I段、II段母線聯(lián)絡接線圖如圖16所示,1#進線和2#進線之間由母線 連絡連接。低壓供電接線圖如圖17所示,低壓側(cè)采用單母線分段接線,電壓等級為6kV;負荷 有照明、動力柜、儀表、直流柜、通信。動力柜負荷主要由輸油泵、消防泵等動力設備組成。一段開關設備選用隔離開關和斷路器,二段選用高壓開關柜作為用電設備的控制 和保護。設有負荷監(jiān)測、接地保護、防雷保護、過載和短路保護等裝置。另外,本系統(tǒng)中采用紅外探頭對進入帶電間隔的人員進行探測,當有人員進入帶 電間隔時,系統(tǒng)發(fā)出聲音報警信號,以此模擬防止人員誤入帶電間隔的防護功能。系統(tǒng)及接口說明主變電源進線回路隔離開關(圖13 中 1101-1、1101-2、1101-3、1102-1、1102-2、 1102-3)用來隔離供電電源,以保證其它電器設備的安全檢修;主變電源進線回路斷路器(圖13中1101、1102)用來通斷供電電流,并在嚴重過 載和短路時自動跳閘,切斷過載電流和短路電流;高壓供電回路手車開關(圖15中614.......618):兼有隔離開關和斷路器的雙
      重作用,具有操作靈活的特點;高壓供電回路隔離開關(圖14 中 603-1、603-2、605-1、605-2、......611-1、
      611-2)用來隔離高壓母線,以保證其他電器設備的安全檢修;
      高壓供電回路斷路器(圖14中603、605....... 611)用來通斷負載回路電流,并
      在嚴重過載和短路時自動跳閘,斷開故障回路;低壓供電回路手車開關(圖17中041、042、043、044、045、046、049)兼有隔離開關和斷路器的雙重作用,具有操作靈活的特點;低壓供電補償電容隔離開關(圖17中040)用來隔離電容器和高壓電源,以保證 電容器的安全檢修;系統(tǒng)運行復位按鈕(見圖11)系統(tǒng)運行按鈕與系統(tǒng)操作按鈕配合使用,按下系 統(tǒng)運行按鈕顯示當前變電所供變電系統(tǒng)的運行狀態(tài);當按下系統(tǒng)運行按鈕達三秒鐘時,供 變電系統(tǒng)設備全部復位,即主接線圖中接地隔離開關接通,其余隔離開關和斷路器全部斷 開;系統(tǒng)操作按鈕(見圖11)按下系統(tǒng)操作按鈕系統(tǒng)進入操作狀態(tài),此時可通過模擬 屏上的操作按鈕模擬各種倒閘操作;供電電源切換按鈕(見圖11)長輸管道變電所供電有220kV和IlOkV兩種,為了 反映出長輸管道變電所供電情況設置了此按鈕;系統(tǒng)消音按鈕(見圖11)在系統(tǒng)操作時會發(fā)出操作按鈕音和錯誤操作音,此提示 音可在按下消音按鈕后關閉;輸出控制接口(見圖11)完成PLC的I/O端與模擬各種電力控制設備的按鈕和 指示燈的接口;系統(tǒng)操作輸出(見圖11)輸出系統(tǒng)操作脈沖;系統(tǒng)操作音輸出(見圖11)非消音時系統(tǒng)正確操作時的聲音提示;系統(tǒng)誤操作音報警輸出(見圖11)非消音時系統(tǒng)錯誤操作時的聲音提示。本系統(tǒng)按照前述的操作安全預警系統(tǒng)的控制流程和操作計數(shù)及考核成績顯示流 程進行運行。其操作安全預警系統(tǒng)的控制流程如圖3所示??刂屏鞒谭譃闄z測操作按鈕信號和 操作計數(shù)及考核成績顯示流程,檢測操作按鈕信號控制流程是當有檢測操作按鈕信號,經(jīng) 邏輯判斷,如錯誤,則發(fā)出聲音報警,返回初始狀態(tài);如正確,則由輸出控制接口分別控制發(fā) 出按鍵音、隔離開關狀態(tài)指示、手車開關狀態(tài)指示、斷路器狀態(tài)指示、負載出線狀態(tài)指示、補 償電容狀態(tài)指示后返回初始狀態(tài)。操作過程本系統(tǒng)具有的四種基本工作方式,即兩臺變壓器分別供電;兩臺變壓器并列供電 (一般不允許并列);由一路電源兩臺變壓器分別供電;由一路電源一臺變壓器供電。這三 種基本工作方式在相互切換時能完成四十二項倒閘操作。系統(tǒng)操作分為兩部分,一是開關復位后三種基本運行方式下系統(tǒng)投入運行的操 作;二是由某種運行方式直接轉(zhuǎn)換到另一種運行方式的操作。1.開關復位后三種基本運行方式下系統(tǒng)投入運行的操作①打開模擬屏上的鑰匙開關;②按住運行按鈕大于3秒鐘各開關復位;③按操作按鈕;④按照以下各種運行方式的具體操作步驟操作;
      ⑤操作完成后,按運行按鈕(指示燈變?yōu)榧t色),模擬屏上的各開關不能操作;2.開關復位后三種基本運行方式下系統(tǒng)投入運行的操作包括下列七種方式由兩路電源兩臺變壓器分別供電;IAA段電源進線和兩臺變壓器分別供電;2AA段電源進線和兩臺變壓器分別供電;IAA段電源進線1#變壓器單獨供電;2AA段電源進線2#變壓器單獨供電;IAA段電源進線2#變壓器單獨供電;2AA段電源進線1#變壓器單獨供電。長輸管道變電所操作安全預警系統(tǒng)功能1.泵站變電所離線“五防”功能,即①防止誤跳、誤合斷路器;②防止帶負載合隔離開關;③防止帶負載拉隔離開關;④防止帶電掛接地線;⑤防止帶地線合隔離開關;還有防止人員誤入帶電間隔功能;系統(tǒng)中以PLC模擬的方式實現(xiàn)變電所設備操作的閉鎖保護,這是本系統(tǒng)培訓的 主要功能,當產(chǎn)生誤操作時,系統(tǒng)發(fā)出錯誤報警音;另外的防止人員誤入帶電間隔功能,現(xiàn) 場設備采用的是物理防護,本系統(tǒng)中采用紅外探頭對進入帶電間隔的人員進行探測,當有 人員進入帶電間隔時,系統(tǒng)發(fā)出聲音報警信號,以此模擬防止人員誤入帶電間隔的防護功 能;2.模擬變電所模擬量(電壓、電流等)顯示功能對于供電回路供電電壓、站內(nèi)主變參數(shù)、母線電壓、負載電流均按標稱值進行顯 示,使學員對整個變電所的設備運行參數(shù)有全面的了解;3.各種復雜運行方式下的倒閘操作的正誤判斷,對錯誤操作可發(fā)出報警信息;系統(tǒng)的“五防”功能決定了所有變電所電氣設備的操作規(guī)程,違背此操作規(guī)程是變 電所操作所不允許的,此時,系統(tǒng)發(fā)出誤操作聲音報警;4.系統(tǒng)進行7種基本操作,42項供電倒閘操作和根據(jù)出線數(shù)量對各用電設備供電 和切換操作,同時,系統(tǒng)配置了 16條二次高壓負載出線回路和低壓負載出線回路,根據(jù)需 要可進行負載設備供電的切換操作;5.附屬功能①倒閘操作票驗證功能;變電所操作是按照操作票進行操作的,操作票編制的正確與否,可以應用本系統(tǒng)對操作票進行驗證,從而保證操作票操作程序的正確,克服操作票中不規(guī)范和錯誤的操作 步驟,起到變電所操作安全預警的作用;②變電所運行模擬管理功能;系統(tǒng)可以根據(jù)變電所設備的投運情況進行設置顯示,使當前設備運行狀態(tài)一目了 然,便于變電所的供電管理;③系統(tǒng)狀態(tài)掉電記憶功能;
      系統(tǒng)軟件設計采用具有掉電記憶功能的內(nèi)部寄存器,當系統(tǒng)掉電后能夠記憶系統(tǒng)當前狀態(tài),上電后,系統(tǒng)將顯示與掉電前完全相同的系統(tǒng)狀態(tài)信息;④電網(wǎng)頻率監(jiān)測功能;系統(tǒng)以一個4位數(shù)字表頭顯示當前電網(wǎng)頻率,電網(wǎng)頻率監(jiān)測儀顯示周期為800ms, 顯示精度在800ms內(nèi)平均值為0. OlHz ;其作用是使學員了解電網(wǎng)頻率的變化情況;⑤可顯示日歷、時鐘、安全運行天數(shù)及掉電走時功能;為了與現(xiàn)場的變電所模擬屏保持一致,系統(tǒng)設置了日歷、時鐘及安全累進日板顯 示器,其中日歷、時鐘具有掉電走時功能;系統(tǒng)對已設定和累進的安全運行天數(shù)進行存儲, 并根據(jù)日歷的時間以及系統(tǒng)掉電后日歷、時鐘的走時情況計算出相應的天數(shù),累加到安全 運行天數(shù)中,保證系統(tǒng)掉電恢復后也能有正確的顯示。本發(fā)明的有益效果是,它適應各層次長輸管道變電所操作人員離線培訓需求,操 作方式與變電所在線操作系統(tǒng)操作方式完全相同。本例功能多,有四十二種倒閘操作程序, 嚴格按照變電所操作規(guī)程設計,通過對變電所操作票的檢驗,可以完全從操作程序上杜絕 各種誤操作及不規(guī)范操作。操作人員在本系統(tǒng)上培訓就如同親臨實際現(xiàn)場一樣能進行靈活 的、安全可靠的、反復的操作練習,使操作運行人員可從中積累處理各種異常、障礙和事故 的經(jīng)驗,提高操作技能。同時,本系統(tǒng)能客觀、準確地實現(xiàn)變電所運行操作人員的實際操作 訓練。
      權利要求
      一種長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法,其特征是其檢測操作按鈕信號控制流程是當有檢測操作按鈕信號,經(jīng)邏輯判斷,如錯誤,則發(fā)出聲音報警,返回初始狀態(tài);如正確,則由輸出控制接口分別控制發(fā)出按鍵音、隔離開關狀態(tài)指示、手車開關狀態(tài)指示、斷路器狀態(tài)指示、負載出線狀態(tài)指示、補償電容狀態(tài)指示后返回初始狀態(tài)。
      2.根據(jù)權利要求1所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述檢測操作按鈕信號的方法分為變壓器高壓和變壓器低壓兩部分變壓器高壓部分分接地開關、高壓PT開關、高壓隔離開關、高壓斷路器、分段隔離開 關、分段斷路器六部分的操作邏輯方法①接地開關操作邏輯方法當按下接地開關,高壓PT開關如接通,則返回初始狀態(tài); 如斷開且接地開關也斷開,則接通接地開關后返回,如接地開關接通,則斷開接地開關后返 回;②高壓PT開關操作邏輯方法當按下高壓PT開關,如接地開關接通,則返回初始狀態(tài); 如接地開關斷開,并高壓隔離開關接通,則返回初始狀態(tài),高壓隔離開關斷開,視高壓PT開 關的開關狀態(tài)而定若高壓PT開關接通,則斷開高壓PT開關,返回初始狀態(tài);若高壓PT開 關斷開,則接通高壓PT開關,返回初始狀態(tài);③高壓隔離開關操作邏輯方法當按下高壓隔離開關,如高壓PT開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如高壓PT開關接通,則視高壓斷路器的開關狀態(tài)而定若高壓斷路器接通,則斷開 高壓隔離開關返回初始狀態(tài);若高壓斷路器斷開,則接通高壓隔離開關返回初始狀態(tài);④高壓斷路器操作邏輯方法當按下高壓斷路器,如高壓隔離開關斷開,則返回初始狀 態(tài);如高壓隔離開關接通,則視高壓斷路器的開關狀態(tài)而定若高壓斷路器斷開,則接通高 壓斷路器返回初始狀態(tài);若高壓斷路器接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀態(tài);若 高壓斷路器接通,并低壓PT接地開關斷開,則斷開高壓斷路器返回初始狀態(tài);⑤分段隔離開關操作邏輯方法當按下分段隔離開關,如高壓斷路器斷開,則返回初始 狀態(tài);如高壓斷路器接通,并分段隔離開關接通,則返回初始狀態(tài);如高壓斷路器接通,并 分段隔離開關斷開,則視分段隔離開關的狀態(tài)而定若分段隔離開關接通,則斷開分段隔離 開關返回初始狀態(tài);若分段隔離開關斷開,則接通分段隔離開關返回初始狀態(tài);⑥分段斷路器操作邏輯方法當按下分段斷路器,如分段隔離開關斷開,則返回初始狀 態(tài);如分段隔離開關接通,則視低壓PT接地開關的狀態(tài)而定若低壓PT接地開關接通,則 返回初始狀態(tài);若低壓PT接地開關斷開,并分段斷路器接通,則斷開分段斷路器返回初始 狀態(tài);若低壓PT接地開關斷開,并分段斷路器斷開,則接通分段斷路器返回初始狀態(tài);站場低壓供電部分分PT接地開關、PT隔離開關、隔離開關、斷路器、母聯(lián)隔離開關、母 聯(lián)斷路器六部分的操作邏輯方法①PT接地開關操作邏輯方法當按下PT接地開關,如PT開關接通,則返回初始狀態(tài); 如PT開關斷開,則視接地開關的狀態(tài)而定若接地開關接通,則斷開接地開關返回初始狀 態(tài);若接地開關斷開,則接通接地開關返回初始狀態(tài);②PT隔離開關操作邏輯方法當按下PT隔離開關,如接地開關接通,則返回初始狀態(tài); 如接地開關斷開,并低壓隔離開關接通,則返回初始狀態(tài);如接地開關斷開,并則低壓隔離 開關斷開,則視低壓PT隔離開關的狀態(tài)而定若低壓PT隔離開關斷開,則接通PT隔離開關 返回初始狀態(tài);若低壓PT隔離開關接通,則斷開PT隔離開關返回初始狀態(tài);③低壓隔離開關操作邏輯方法當按下低壓隔離開關,如低壓PT開關斷開,則返回初 始狀態(tài);如低壓PT開關接通,并低壓斷路器接通,則返回初始狀態(tài);如低壓PT開關斷開,并 低壓斷路器斷開,則視低壓隔離開關的狀態(tài)而定若低壓隔離開關斷開,則接通低壓隔離開 關返回初始狀態(tài);若低壓隔離開關接通,則斷開低壓隔離開關返回初始狀態(tài);④低壓斷路器操作邏輯方法當按下低壓斷路器,如低壓隔離開關斷開,則返回初始狀 態(tài);如低壓隔離開關接通,則視低壓斷路器的狀態(tài)而定若低壓斷路器斷開,則接通低壓斷 路器返回初始狀態(tài);若低壓斷路器接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀態(tài);若低壓 斷路器接通,并低壓PT接地開關斷開,則斷開低壓斷路器返回初始狀態(tài);⑤母聯(lián)隔離開關操作邏輯方法當按下母聯(lián)隔離開關,如供電段PT接地開關斷開,則 返回初始狀態(tài);如供電段PT接地開關接通,并母聯(lián)斷路器接通,則返回初始狀態(tài);如供電段 PT接地開關接通,并母聯(lián)斷路器斷開,則接通分段隔離開關返回初始狀態(tài);⑥母聯(lián)斷路器操作邏輯方法當按下母聯(lián)斷路器,如母聯(lián)隔離開關斷開,則返回初始狀 態(tài);如母聯(lián)隔離開關接通,并低壓PT接地開關接通,則返回初始狀態(tài);如母聯(lián)隔離開關接 通,并低壓PT接地開關斷開,則按下分段斷路器返回初始狀態(tài)。
      3.根據(jù)權利要求1所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是在檢測操作按鈕信號控制流程中還有五防功能控制邏輯防止帶負載合隔離開關 控制邏輯、防止誤跳斷路器控制邏輯、防止帶負載拉隔離開關控制邏輯、防止帶電掛接地線 控制邏輯、防止帶地線合隔離開關控制邏輯。
      4.根據(jù)權利要求3所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述防止帶負載合隔離開關控制邏輯分兩種情況一是初始狀態(tài)斷路器斷開,若 接地開關斷開、隔離開關閉合、手車開關閉合、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運, 則斷路器閉合;二是初始狀態(tài)隔離開關斷開,若接地開關斷開、斷路器斷開、補償電容斷開、 供電電源工作、互感器投運,則斷路器閉合。
      5.根據(jù)權利要求3所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述防止誤跳斷路器控制邏輯初始狀態(tài)斷路器閉合,若接地開關斷開、隔離開關 閉合、手車開關閉合、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則斷路器斷開。
      6.根據(jù)權利要求3所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述防止帶負載拉隔離開關控制邏輯初始狀態(tài)隔離開關閉合,若接地開關斷開、 斷路器斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則斷路器斷開。
      7.根據(jù)權利要求3所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述防止帶電掛接地線控制邏輯初始狀態(tài)接地開關斷開,若斷路器斷開、隔離開 關斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則接地開關閉合。
      8.根據(jù)權利要求3所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法, 其特征是所述防止帶地線合隔離開關控制邏輯初始狀態(tài)隔離開關斷開,若接地開關斷開、 斷路器斷開、補償電容斷開、供電電源工作、互感器投運,則隔離開關閉合。
      9.一種權利要求1所述方法的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測 系統(tǒng),其特征是它包括控制系統(tǒng)和供電電路兩部分控制系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、考核成績單片機系統(tǒng)、操作和指示系統(tǒng)組成;系統(tǒng)運行復位 按鈕、系統(tǒng)操作按鈕、供電電源切換按鈕、系統(tǒng)消音按鈕、供電回路隔離開關、供電回路手車開關、供電回路斷路器、負載回路隔離開關、負載回路手車開關、負載回路斷路器、補償電容 隔離開關均接PLC的輸入端,而PLC的輸出端接4個輸出控制接口及直接接系統(tǒng)操作輸出、 系統(tǒng)操作音輸出、系統(tǒng)誤操作音報警輸出;4個輸出控制接口中的一個分別接系統(tǒng)運行狀 態(tài)指示、系統(tǒng)操作狀態(tài)指示、供電電源切換指示、系統(tǒng)消音狀態(tài)指示;第二個分別接供電回 路隔離開關狀態(tài)指示、供電回路手車開關狀態(tài)指示、供電回路斷路器狀態(tài)指示;第三個分別 接母線電壓顯示控制、母聯(lián)接母線電壓顯示控制;第四個分別接負載回路隔離開關狀態(tài)指 示、負載回路手車開關狀態(tài)指示、負載回路斷路器狀態(tài)指示、負載回路出線狀態(tài)指示、負載 回路補償電容狀態(tài)指示、負載回路標稱電流顯示控制;第五個分別接主變電壓等級顯示控 制、供電回路電壓等級顯示控制;PLC的輸出端還接有考核成績單片機系統(tǒng),它是考核成績 計數(shù)器輸出接操作次數(shù)及成績顯示器;供電電路部分包括主變電源進線、高壓和低壓三部分主變電源進線高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線,選用兩臺主變;兩個電源進線分別模擬兩個電壓 等級,即IlOkV和35kV;設有電源監(jiān)測、防雷保護和接地保護;高壓供電接線分為兩段,來自1#主變的1#進線接I段PT和多臺泵電機;來自2#主變 的2#進線接II段PT、備用、站變和多臺泵電機;1#進線和2#進線之間由母線連絡連接; 低壓供電采用單母線分段接線,電壓等級為6kV ;負荷有照明、動力柜、儀表、直流柜、通信。
      10.根據(jù)權利要求9所述的長輸管道變電所模擬操作安全預警系統(tǒng),其特征是所述考 核成績單片機系統(tǒng)為操作按鍵接單片機PCU的輸入;有計數(shù)脈沖輸入的計數(shù)門控電路與 單片機PCU有輸出及輸入的連接;單片機PCU的一路輸出接蜂鳴器,第二路輸出接狀態(tài)指 示控制驅(qū)動后再接狀態(tài)顯示器,第三路輸出經(jīng)電平變換后分別至四個正確操作次數(shù)顯示接 口的輸入,第四路輸出經(jīng)顯示控制及電平變換后分別至四個正確操作次數(shù)顯示接口的控制 端;四個正確操作次數(shù)顯示接口經(jīng)圖17所示顯示譯碼電路譯碼顯示;操作計數(shù)及成績評定電路接收PLC送來的操作信號脈沖OP-IN和錯誤操作信號脈沖 ERR-IN,經(jīng)以單片機為核心的操作計數(shù)及成績評定電路運算、處理后,輸出正確操作次數(shù)、 錯誤操作次數(shù)、操作總數(shù)和考核成績分數(shù),經(jīng)顯示譯碼電路譯碼后顯示正確操作次數(shù)、錯誤 操作次數(shù)、操作總數(shù)和考核成績分數(shù)。
      全文摘要
      本發(fā)明是一種長輸管道變電所操作安全預警及模擬培訓的長輸管道變電所模擬操作安全預警操作按鈕信號檢測方法及系統(tǒng),涉及電路緊急保護裝置、供電和配電的電路裝置和管道系統(tǒng)技術領域。其特征是其檢測操作按鈕信號控制流程是當有檢測操作按鈕信號,經(jīng)邏輯判斷,如錯誤,則發(fā)出聲音報警,返回初始狀態(tài);如正確,則由輸出控制接口分別控制發(fā)出按鍵音、隔離開關狀態(tài)指示、手車開關狀態(tài)指示、斷路器狀態(tài)指示、負載出線狀態(tài)指示、補償電容狀態(tài)指示后返回初始狀態(tài)。本發(fā)明功能多、靈活、能反復操作、安全可靠。
      文檔編號H02B1/20GK101807355SQ20081022735
      公開日2010年8月18日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權日2008年11月26日
      發(fā)明者劉彥儒, 張偉, 張寶玉, 張小謙, 張文海, 張淑清, 張素玲, 楊文川, 王成會, 王瑋, 田金波, 肖兵, 榮萍 申請人:中國石油天然氣管道局
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