一種集成電壓切換的雙母線線路保護裝置的製作方法

2023-09-18 05:45:15

本實用新型涉及雙母線線路保護領域，具體涉及一種集成電壓切換功能的雙母線線路保護裝置。

背景技術：

目前，市場上各廠家所生產的雙母線主接線方式的線路保護裝置，為了解決線路保護的電壓選擇問題，現有線路保護裝置所採用的方法是使用由繼電器來實現的專門的電壓切換裝置，參看圖2和圖3的現有保護裝置電路的繼電器接線示意圖與電壓切換裝置電路示意圖，這種方式有以下一些缺點：1、需要單獨的切換裝置，增加了接線的複雜性；2、裝置用線路的刀閘輔助接點來進行電壓切換，一旦輔助接點異常，可能導致兩條母線誤並列或電壓互感器反充電，從而引發保護誤動、燒壞電壓切換箱等電力事故。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於針對上述現有技術中存在的問題，提出一種集成電壓切換的雙母線線路保護裝置，徹底解決了兩個母線電壓可能存在誤並列的問題，同時簡化了保護裝置接線，提高保護裝置的可靠性。

為達到上述實用新型的目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

本實用新型提出一種集成電壓切換的雙母線線路保護裝置，包括有雙母線線路保護裝置、連接在第一母線上的第一電壓互感器和連接在第二母線上的電壓互感器，第一母線、第二母線上分別接第一斷路器刀閘、第二斷路器刀閘後接入斷路器及線路；將與第一斷路器刀閘聯動的第一常開接點，以及與第二斷路器刀閘聯動的第二常開接點分別接入雙母線線路保護裝置的電壓選擇模塊；包括用於強置切換第一母線與第二母線的強置切換開關，其用於切換第一母線的第一輔助接點、用於切換第二母線的第二輔助接點分別接入雙母線線路保護裝置的電壓選擇模塊，所述第一母線的電壓互感器二次電壓接入I母電壓採集單元，所述第二母線的電壓互感器二次電壓接入II母電壓採集單元，所述電壓選擇模塊分別控制I母電壓採集單元和II母電壓採集單元選擇性接入保護裝置CPU電壓輸入模塊。

進一步，所述電壓選擇模塊包括第一至第七與門、第一至第四或門、第一選通開關和第二選通開關，所述第一與門的兩輸入端分別連接第一斷路器刀閘聯動的第一常開接點和第二斷路器刀閘聯動的第二常開接點，第一與門的反向輸出端同時接入第二與門和第三與門；第五與門一輸入端為反向接入端，其反向接入端連接所述第二常開接點，第五與門的另一輸入端連接所述第一常開接點，第五與門的輸出端同時接入第一或門和第二與門；第四與門一輸入端為反向接入端，其反向接入端連接所述第一常開接點，第四與門的另一輸入端連接所述第二常開接點，第四與門的輸出端同時接入第二或門和第三與門；第一或門的輸出端接入第六與門，第二與門的反向輸出端接入第七與門，第七與門的輸出端同時接入第四或門和第二或門，第六與門的輸出端同時接入第三或門和第一或門；第三或門的一輸入端還連接第一輔助接點，第四或門的一輸入端還連接第二輔助接點，第三或門的輸出端連接第一選通開關的門極，並同時接入第七與門的反向輸入端；第四或門的輸出端連接第二選通開關的門極，並同時接入第六與門的反向輸入端；所述第一選通開關串聯在I母電壓採集單元和保護裝置cpu電壓輸入模塊之間；所述第二選通開關串聯在II母電壓採集單元和保護裝置cpu電壓輸入模塊之間。

所述I母電壓採集單元和II母電壓採集單元分別採集第一母線電壓互感器二次側三相電壓和第二母線電壓互感器二次側三相電壓。

所述強置切換開關為三檔強置切換開關，三檔分別為作為第一輔助接點的「I母」、作為第二輔助接點的「II母」、「自動」，裝置正常運行時將三檔切換開關置於「自動」；當線路工作於第一母線，而第一母線斷路器刀閘異常時，將三檔切換開關置於「I母」；當線路工作於第二母線，而第二母線斷路器刀閘異常時，將三檔切換開關置於「II母」。

本實用新型的一種集成電壓切換功能的雙母線線路保護裝置，本實用新型取消由繼電器構成的電壓切換裝置，將雙母線的兩條母線電壓直接進入保護裝置採樣迴路，同時將線路刀閘位置作為開入量開入到保護裝置，使用線路刀閘的輔助接點直接進入保護裝置進行電壓切換的判斷，由保護裝置根據刀閘位置通過邏輯判斷來選擇母線電壓，在線路刀閘輔助接點不正常時，可以採用手動強置的方法來選擇母線電壓。通過這種設計方式，徹底解決了兩個母線電壓可能存在誤並列的問題，同時簡化了保護裝置接線，提高保護裝置的可靠性。

附圖說明

圖1為現有電壓切換裝置切換繼電器接線示意圖。

圖2為現有電壓切換裝置電壓切換迴路接線示意圖。

圖3為現有電壓互感器電壓切換接線示意圖。

圖4為本實用新型的集成電壓切換的雙母線線路保護裝置的結構圖。

圖5為本實用新型的集成電壓切換的雙母線線路保護裝置原理步驟圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。

圖1至圖3的現有保護裝置電路的接線示意圖，當I母刀閘合閘時，其輔助接點「I母常開」閉合，「I母常閉」打開，雙位置繼電器的線圈1YQJ4、線圈1YQJ5、線圈1YQJ6、線圈1YQJ7動作，其常開輔助接點閉合，I母母線TV二次電壓從接點7D1、接點7D2、接點7D3、接點7D4、接點7D5進來後經線圈1YQJ5、線圈1YQJ6、線圈1YQJ7的常開輔助接點，再經過空開開關ZKK後進入到保護裝置；當I母刀閘分閘時，其輔助接點「I母常開」打開，「I母常閉」閉合，雙位置繼電器的線圈1YQJ4、線圈1YQJ5、線圈1YQJ6、線圈1YQJ7返回，線圈1YQJ5、線圈1YQJ6、線圈1YQJ7各自對應的常開輔助接點斷開，I母母線TV二次電壓不能進入保護裝置；當II母刀閘合閘時，其輔助觸點「II母常開」閉合，「II母常閉」打開，雙位置繼電器的線圈2YQJ4、線圈2YQJ5、線圈2YQJ6、線圈2YQJ7動作，其常開輔助觸點閉合，II母母線TV二次電壓從接點7D6、接點7D7、接點7D8、接點7D9、接點7D10進來後經線圈2YQJ5、線圈2YQJ6、線圈2YQJ7的常開輔助觸點，再經過空開ZKK後進入到保護裝置；當II母刀閘分閘時，其輔助觸點「II母常開」打開，「II母常閉」閉合，雙位置繼電器的線圈2YQJ4、線圈2YQJ5、線圈2YQJ6、線圈2YQJ7返回，線圈2YQJ5、線圈2YQJ6、線圈2YQJ7的常開輔助觸點斷開，II母母線TV二次電壓不能進入保護裝置。

採用繼電器來實現電壓選擇存在的問題

1)誤並列問題

參看圖3，當線圈1YQJ或線圈2YQJ觸點粘連、或者因刀閘輔助觸點未變位導致線圈1YQJ或線圈2YQJ未返回，將造成I母電壓和II母電壓誤並列，若兩電壓互感器二次電壓不一致，則會產生環流，損壞互感器。

2)反充電問題

如圖3所示，當I母電壓和II母電壓並列時(含誤並列)，此時若某一母線電壓互感器的一次側失電，例如I母線停電，則II母線電壓互感器將向I母線電壓互感器反充電，反充電將導致II母線電壓互感器二次側空開2ZKKII流過很大的電流而跳閘，這會使所有的保護裝置都失去工作電壓而誤動，造成電力系統事故。

3)設備投資及可靠性問題

採用繼電器來實現電壓選擇，增加了投資，且增加了設備的複雜度，發生故障的機率增大。

針對上述存在的問題，本實用新型提出一種集成電壓切換的雙母線保護裝置，結合圖4、表1，本實用新型具體實施例的裝置，包括有雙母線線路保護裝置1、連接在第一母線上的第一電壓互感器TV1和連接在第二母線上的電壓互感器，第一母線、第二母線上分別接第一斷路器刀閘QF1、第二斷路器刀閘QF2後接入斷路器QS及線路；將與第一斷路器刀閘QF1聯動的第一常開接點QF1K，以及與第二斷路器刀閘QF2聯動的第二常開接點QF2K分別接入雙母線線路保護裝置1的電壓選擇模塊3；包括用於強置切換第一母線與第二母線的強置切換開關(未圖示)，其用於切換第一母線的第一輔助接點SW-1、用於切換第二母線的第二輔助接點SW-2分別接入雙母線線路保護裝置1的電壓選擇模塊3，所述第一母線的第一電壓互感器TV1二次電壓接入I母電壓採集單元21，所述第二母線的第二電壓互感器TV2二次電壓接入II母電壓採集單元22，所述電壓選擇模塊3分別控制I母電壓採集單元21和II母電壓採集單元22選擇性接入保護裝置CPU電壓輸入模塊4。

表1.SW切換開關

作為另一具體實施例，所述電壓選擇模塊包括第一至第七與門31～37、第一至第四或門38、39、310、311、第一選通開關K1和第二選通開關K2，所述第一與門31的兩輸入端分別連接第一斷路器刀閘QF1聯動的第一常開接點QF1K和第二斷路器刀閘QF2聯動的第二常開接點QF2K，第一與門31的反向輸出端同時接入第二與門32和第三與門33；第五與門35一輸入端為反向接入端，其反向接入端連接所述第二常開接點QF2K，第五與門35的另一輸入端連接所述第一常開接點QF1K，第五與門35的輸出端同時接入第一或門38和第二與門32；第四與門34一輸入端為反向接入端，其反向接入端連接所述第一常開接點QF1K，第四與門34的另一輸入端連接所述第二常開接點QF2K，第四與門34的輸出端同時接入第二或門39和第三與門33；第一或門38的輸出端接入第六與門36，第二與門32的反向輸出端接入第七與門37，第七與門37的輸出端同時接入第四或門311和第二或門39，第六與門36的輸出端同時接入第三或門310和第一或門38；第三或門310的一輸入端還連接第一輔助接點SW-1，第四或門311的一輸入端還連接第二輔助接點SW-2，第三或門310的輸出端連接第一選通開關K1的門極，並同時接入第七與門37的反向輸入端；第四或門311的輸出端連接第二選通開關K2的門極，並同時接入第六與門36的反向輸入端；所述第一選通開關K1串聯在I母電壓採集單元21和保護裝置cpu電壓輸入模塊4之間；所述第二選通開關K2串聯在II母電壓採集單元22和保護裝置cpu電壓輸入模塊4之間。

所述I母電壓採集單元21和II母電壓採集單元22分別採集第一母線的第一電壓互感器TV1二次側三相電壓和第二母線的第二電壓互感器TV2二次側三相電壓。

所述強置切換開關為三檔強置切換開關(未圖示)，其三檔分別為起第一輔助接點作用的「I母」、起第二輔助接點作用的「II母」、「自動」，裝置正常運行時將三檔切換開關置於「自動」；當線路工作於第一母線，而第一母線斷路器刀閘QF1異常時，將三檔切換開關置於「I母」；當線路工作於第二母線，而第二母線斷路器刀閘QF2異常時，將三檔切換開關置於「II母」。

參看圖5，其為本實用新型的集成電壓切換的雙母線線路保護裝置原理步驟圖，步驟如下：

步驟S10，第一母線、第二母線分別接第一斷路器刀閘QF1、第二斷路器刀閘QF2後接入開關QS及線路；

步驟S20，將與第一斷路器刀閘QF1聯動的第一常開接點QF1K，以及與第二斷路器刀閘QF2聯動的第二常開接點QF2K分別接入雙母線線路保護裝置1；在本實施例中，採用與第一、第二斷路器刀閘聯動的第一、第二常開接點QF1K、QF2K的閉合與斷開，可以實現第一斷路器刀閘QF1、第二斷路器刀閘QF2的工作狀態檢測，第一、第二常開接點QF1K、QF2K在一端共接開入公共端，另一端接入雙母線線路保護裝置1；

步驟S30，將強置切換開關的第一輔助接點SW-1、第二輔助接點SW-2分別接入雙母線線路保護裝置；在本實施例中，將強置切換開關的第一輔助接點SW-1、第二輔助接點SW-2的一端共接開入公共端，另一端接入雙母線線路保護裝置；

步驟S40，聯合判斷第一常開接點QF1K、第二常開接點QF2K、第一輔助接點SW-1、第二輔助接點SW-2的閉合及打開狀態，若第一常開接點QF1K閉合、第二常開接點QF2K打開、且第二輔助接點SW-2打開時，則判定隔離開關及其線路電性連接在第一母線上，第一母線的電壓互感器二次電壓接入雙母線線路保護裝置；若第一常開接點QF1K打開、第二常開接點QF2K閉合、第一輔助接點SW-1打開時，則判定隔離開關及其線路電性連接在第二母線上，第二母線的電壓互感器二次電壓接入雙母線線路保護裝置。

步驟S41,若第一常開接點QF1K閉合、第二常開接點QF2K閉合、第一輔助接點SW-1無開入、第二輔助接點SW-2無開入時，則判定第一斷路器刀閘QF1、第二斷路器刀閘QF2同時跨接在兩條母線上，此時雙母線線路保護裝置接入該邏輯判斷之前的母線電壓互感器二次電壓。

步驟S42,若第一常開接點QF1K打開、第二常開接點QF2K打開、第一輔助接點SW-1無開入、第二輔助接點SW-2無開入時，則此時雙母線線路保護裝置接入該邏輯判斷之前的母線電壓互感器二次電壓。

步驟S43，若第一輔助接點SW-1開入時，不論第一常開接點QF1K與第二常開接點QF2K是否閉合，則雙母線線路保護裝置的雙母線接入電壓均為第一母線電壓互感器二次電壓，同時雙母線線路保護裝置給出告警信號。

步驟S44，若第二輔助接點SW-2開入時，不論第一常開接點QF1K與第二常開接點QF2K是否閉合，則雙母線線路保護裝置的雙母線接入電壓均為第二母線電壓互感器二次電壓，同時雙母線線路保護裝置給出告警信號。

上述實施例僅用以說明本實用新型而並非限制本實用新型所描述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述的各個實施例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本實用新型進行修改或者等同替換；而一切不脫離本實用新型的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。