專(zhuān)利名稱(chēng)：方向式母線保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于當(dāng)變電站母線發(fā)生短路故障時(shí)快速斷開(kāi)和該母線有聯(lián)系的線路或變壓器開(kāi)關(guān)的母線保護(hù)裝置。
現(xiàn)有的母線保護(hù)裝置有多種，但目前多以較先進(jìn)的微機(jī)式母線保護(hù)裝置為代表，該母線保護(hù)裝置通常由電流變換器、采樣器、運(yùn)算處理器、跳閘回路組成，其工作方式是將與該母線有聯(lián)系的線路及變壓器的電流經(jīng)電流互感器(CT)引入母線保護(hù)裝置，裝置將引入的各路電流按相相加。當(dāng)母線無(wú)故障時(shí)，各相和電流為零；當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，故障相和電流不為零，由此判別母線是否出現(xiàn)故障。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于原理簡(jiǎn)單，可靠。但它存在下述缺點(diǎn)1、當(dāng)電流互感器飽和時(shí)，會(huì)產(chǎn)生和電流，造成裝置誤動(dòng)，故此時(shí)裝置需閉鎖，造成切除故障延時(shí)。
2、變電站內(nèi)二次接線復(fù)雜，電纜多，設(shè)計(jì)復(fù)雜。
3、隨著變電站自動(dòng)化的發(fā)展，二次設(shè)備分布式系統(tǒng)的應(yīng)用成為趨勢(shì)。上述原理用于分布式系統(tǒng)時(shí)，解決采樣同步比較困難，實(shí)現(xiàn)難度較大。
4、資源不能共享，成本較高。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種資源共享，成本低且二次接線簡(jiǎn)單，性能可靠的方向式母線保護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于它由多個(gè)方向判別電路、邏輯判別電路和多個(gè)跳閘出口電路組成，各方向判別電路的輸入分別與變電站母線上的各線路和(或)變壓器的電流互感器的輸出對(duì)應(yīng)相連，同時(shí)均與變電站母線上的電壓互感器的輸出相連，各方向判別電路的輸出均與邏輯判別電路的輸入相連，以將母線上的各線路和(或)變壓器的故障分量方向信號(hào)送入邏輯判別電路，邏輯判別電路的輸出分別與各對(duì)應(yīng)跳閘出口電路的輸入相連，各跳閘出口電路的輸出分別與變電站母線上各線路和(或)變壓器的斷路器相連，使得母線出現(xiàn)故障時(shí)，各跳閘出口電路均根據(jù)邏輯判別電路的指令將各線路和(或)變壓器上的斷路器分閘。
本實(shí)用新型采用判別與變電站母線聯(lián)系的線路及變壓器的電氣故障分量的方向來(lái)判別母線的故障。當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，各線路及變壓器的電氣故障分量的方向指向母線；當(dāng)發(fā)生線路或變壓器等區(qū)外故障時(shí)，故障線路或故障變壓器的電氣故障分量的方向指向故障點(diǎn)，即背離母線。由此可區(qū)分是否是變電站母線故障。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、特別適合于二次設(shè)備分布式系統(tǒng)，各分布單元的采樣不需同步，裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易。
2、不受電流互感器飽和的影響，工作性能可靠。
3、二次接線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。當(dāng)和線路及變壓器保護(hù)復(fù)用時(shí)，可共享硬件資源，不需專(zhuān)用的母線保護(hù)電流互感器及相應(yīng)的電纜，減少投資，降低成本。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電原理圖。
如圖1，本實(shí)用新型由多個(gè)方向判別電路1、邏輯判別電路2和多個(gè)跳閘出口電路3組成，各方向判別電路1的輸入分別與變電站母線4上的各線路5和(或)變壓器6的電流互感器7(型號(hào)可為L(zhǎng)CWD2-110)的輸出對(duì)應(yīng)相連，同時(shí)均與變電站母線4上的電壓互感器8(型號(hào)可為JCC1M-110)的輸出相連，各方向判別電路1的輸出均與邏輯判別電路2的輸入相連，它將母線4上的各線路5和(或)變壓器6的故障分量方向信號(hào)送入邏輯判別電路2，邏輯判別電路2的輸出分別與各對(duì)應(yīng)跳閘出口電路3的輸入相連，各跳閘出口電路3的輸出分別與變電站母線4上各線路5和(或)變壓器6的斷路器9(型號(hào)可為SW4-110)相連，使得母線4出現(xiàn)故障時(shí)，各跳閘出口電路3均根據(jù)邏輯判別電路2的指令將各線路5和(或)變壓器6上的斷路器9分閘，達(dá)到母線保護(hù)的目的。
如圖2，本實(shí)用新型的方向判別電路1可由A/D轉(zhuǎn)換器(型號(hào)可為AD574)和單片機(jī)系統(tǒng)組成，其中單片機(jī)系統(tǒng)由中央處理器CPU1(型號(hào)可為68332)、程序存貯器IC1-1(型號(hào)可為27256)、數(shù)據(jù)存貯器IC1-2(型號(hào)可為62256)構(gòu)成，單片機(jī)系統(tǒng)也可采用工控微機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中的數(shù)據(jù)存貯器還可包括有可電擦除電改寫(xiě)數(shù)據(jù)存貯器或閃速存貯器，以便修改整定值及數(shù)據(jù)記錄。A/D轉(zhuǎn)換器的輸入分別通過(guò)電流變換器LH和電壓變換器YH與變電站母線4上對(duì)應(yīng)線路5或變壓器6的電流互感器7和母線電壓互感器8相連，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出接單片機(jī)系統(tǒng)中中央處理器CPU1的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)系統(tǒng)的輸出通過(guò)接口電路IC1-3與邏輯判別電路2的輸入相連。
邏輯判別電路2可以就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)或工控微機(jī)系統(tǒng)，它可由中央處理器CPU2、程序存貯器IC2-1、數(shù)據(jù)存貯器IC2-2(型號(hào)均可與前述相應(yīng)器件型號(hào)相同)構(gòu)成，CPU2的輸入端就通過(guò)接口電路IC2-3與各方向判別電路1中的單片機(jī)系統(tǒng)的輸出對(duì)應(yīng)相連，CPU2的輸出就分別與各跳閘出口電路3相連。
跳閘出口電路3可由光電耦合器G1和繼電器J組成，光電耦合器G1的輸入通過(guò)接口電路IC2-4與邏輯判別電路2中單片機(jī)系統(tǒng)CPU2的對(duì)應(yīng)輸出相連，其輸出與繼電器J線包相連，繼電器J的輸出從其常開(kāi)觸點(diǎn)Ja引出，該常開(kāi)觸點(diǎn)Ja就串接在變電站母線4上對(duì)應(yīng)線路5或變壓器6的斷路器9的操作箱上。
本實(shí)用新型的工作原理如下本實(shí)用新型的各方向判別電路1分別與被保護(hù)母線4相聯(lián)的線路5及(或)變壓器6母線側(cè)電流互感器7、該母線4上的電壓互感器8相連，用于引入上述各線路5或變壓器6母線側(cè)的電氣故障分量信號(hào)。當(dāng)電力系統(tǒng)無(wú)短路故障時(shí)，各方向判別電路1接收到的為健全電流、電壓信號(hào)，無(wú)電氣故障分量信號(hào)，此時(shí)，各方向判別電路1無(wú)輸出，經(jīng)邏輯判別電路2判別，使得各跳閘出口電路3的繼電器J不動(dòng)作。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，各方向判別電路1接收到的為故障分量的電流、電壓信號(hào)，則各方向判別電路1將電氣故障分量提取后，經(jīng)其單片機(jī)系統(tǒng)CPU1的內(nèi)部軟件處理，可以確定電氣故障的方向，并將方向信號(hào)傳遞給邏輯判別電路2，當(dāng)邏輯判別電路2判別各方向判別電路1的方向信號(hào)，均為指向變電站母線4時(shí)，則判定為母線4發(fā)生故障，并將跳閘允許信號(hào)傳遞給所有與該母線4相連的跳閘出口電路3，使各跳閘出口電路3的繼電器J動(dòng)作，則各繼電器J的常開(kāi)觸點(diǎn)Ja閉合，從而將與母線4聯(lián)系的各線路5和變壓器6上的斷路器9分閘斷開(kāi)，切除故障。當(dāng)邏輯判別電路2判別各方向判別電路1的方向信號(hào)，至少有一路指向線路5(或變壓器6)時(shí)，則判定為是母線區(qū)外故障，此時(shí)不驅(qū)動(dòng)各跳閘出口電路3。故當(dāng)母線4上發(fā)生短路故障時(shí)，該母線保護(hù)裝置可以正確動(dòng)作，切除故障。當(dāng)線路5(或變壓器6)發(fā)生短路故障時(shí)，該母線保護(hù)裝置可以正確判別而不動(dòng)作，保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。
當(dāng)變電站母線為雙母線時(shí)，此時(shí)可將各線路和變壓器刀閘位置信號(hào)接入各對(duì)應(yīng)的方向判別電路的狀態(tài)量輸入端，相應(yīng)地，各方向判別電路中單片機(jī)系統(tǒng)CPU1輸入端再通過(guò)光電耦合器G2引出一狀態(tài)量輸入端(見(jiàn)圖2)，用于區(qū)分與各母線相連的線路和變壓器，保證在任一母線出現(xiàn)故障時(shí)，只有與該故障母線相連的線路和變壓器的斷路器被切斷，而與正常母線相連的線路和變壓器可正常運(yùn)行。
為能共享資源及設(shè)計(jì)方便，本實(shí)用新型在實(shí)際應(yīng)用中，其各方向判別電路1與各自對(duì)應(yīng)的跳閘出口電路3可以做在一個(gè)箱體內(nèi)。相應(yīng)地邏輯判別電路2中分別與方向判別電路1和跳閘出口電路3聯(lián)接的接口電路可以采用雙向接口電路，同樣地方向判別電路1與跳閘出口電路3的接口電路也采用雙向接口電路。此時(shí)，信號(hào)傳遞為雙向信號(hào)傳遞，信號(hào)傳遞可以采用通信方式。其工作原理與前述相同。
權(quán)利要求1.一種方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于它由多個(gè)方向判別電路、邏輯判別電路和多個(gè)跳閘出口電路組成，各方向判別電路的輸入分別與變電站母線上的各線路和(或)變壓器的電流互感器的輸出對(duì)應(yīng)相連，同時(shí)均與變電站母線上的電壓互感器的輸出相連，各方向判別電路的輸出均與邏輯判別電路的輸入相連，以將母線上的各線路和(或)變壓器的故障分量方向信號(hào)送入邏輯判別電路，邏輯判別電路的輸出分別與各對(duì)應(yīng)跳閘出口電路的輸入相連，各跳閘出口電路的輸出分別與變電站母線上各線路和(或)變壓器的斷路器相連，使得母線出現(xiàn)故障時(shí)，各跳閘出口電路均根據(jù)邏輯判別電路的指令將各線路和(或)變壓器上的斷路器分閘。
2.如權(quán)利要求1所述的方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于所述方向判別電路可由A/D轉(zhuǎn)換器和單片機(jī)系統(tǒng)組成，其中單片機(jī)系統(tǒng)由中央處理器CPU1、程序存貯器IC1-1、數(shù)據(jù)存貯器IC1-2構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入分別通過(guò)電流變換器LH和電壓變換器YH與變電站母線上對(duì)應(yīng)線路或變壓器的電流互感器和母線電壓互感器相連，A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出接單片機(jī)系統(tǒng)中中央處理器CPU1的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)系統(tǒng)的輸出通過(guò)接口電路IC1-3與邏輯判別電路的輸入相連。
3.如權(quán)利要求2所述的方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于所述方向判別電路中的單片機(jī)系統(tǒng)也可采用工控微機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中的數(shù)據(jù)存貯器還可包括有可電擦除電改寫(xiě)數(shù)據(jù)存貯器或閃速存貯器，以便修改整定值及數(shù)據(jù)記錄。
4.如權(quán)利要求1所述的方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于所述邏輯判別電路可以就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)或工控微機(jī)系統(tǒng)，它可由中央處理器CPU2、程序存貯器IC2-1、數(shù)據(jù)存貯器IC2-2構(gòu)成，CPU2的輸入端就通過(guò)接口電路IC2-3與各方向判別電路中的單片機(jī)系統(tǒng)的輸出對(duì)應(yīng)相連，CPU2的輸出就分別與各跳閘出口電路相連。
5.如權(quán)利要求1所述的方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于所述跳閘出口電路可由光電耦合器G1和繼電器J組成，光電耦合器G1的輸入通過(guò)接口電路IC2-4與邏輯判別電路中單片機(jī)系統(tǒng)CPU2的對(duì)應(yīng)輸出相連，其輸出與繼電器J線包相連，繼電器J的輸出從其常開(kāi)觸點(diǎn)Ja引出，該常開(kāi)觸點(diǎn)Ja就串接在變電站母線上對(duì)應(yīng)線路或變壓器的斷路器的操作箱上。
6.如權(quán)利要求1所述的方向式母線保護(hù)裝置，其特征在于在變電站母線為雙母線時(shí)，可將各線路和變壓器刀閘位置信號(hào)接入各對(duì)應(yīng)的方向判別電路的狀態(tài)量輸入端，相應(yīng)地，各方向判別電路中單片機(jī)系統(tǒng)CPU1輸入端再通過(guò)光電耦合器G2引出一狀態(tài)量輸入端，用于區(qū)分與各母線相連的線路和變壓器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種母線保護(hù)裝置，它由多個(gè)方向判別電路、邏輯判別電路和多個(gè)跳閘出口電路組成，各方向判別電路的輸入分別與變電站母線上的各線路和(或)變壓器的電流互感器的輸出對(duì)應(yīng)相連，同時(shí)均與變電站母線上的電壓互感器的輸出相連，各方向判別電路的輸出均與邏輯判別電路的輸入相連，邏輯判別電路的輸出分別與各對(duì)應(yīng)跳閘出口電路的輸入相連，各跳閘出口電路的輸出分別與變電站母線上各線路和(或)變壓器的斷路器相連。
文檔編號(hào)H02H7/26GK2354285SQ98242748
公開(kāi)日1999年12月15日 申請(qǐng)日期1998年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月25日
發(fā)明者郭效軍 申請(qǐng)人:國(guó)家電力公司南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠