一種電力輸運系統的變壓器自動投切裝置的製作方法
2023-10-29 19:04:47
專利名稱：一種電力輸運系統的變壓器自動投切裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電力輸運系統的變壓器運行技術領域，涉及一種經濟運行式電力輸運系統的變壓器自動投切裝置。
背景技術：
現有的基於負荷預測的電力輸運系統的變壓器經濟運行式自動投切裝置，在結構上離自動化投切還有較大差別，特別是在自動投切功能上存在有很大的進步空間，比如在僅輸入變壓器的空載損耗、短路損耗、視在功率就可以自行計算經濟運行點，以及在經濟運行的點的選擇上，缺少滯回原理的運用功能，加大了系統運行的穩定性還有待於進一步提高。目前各地所使用的電力輸運系統中的供電一般採用雙變壓器供電模式，正常運行時，兩臺變壓器分別給負載供電，在兩路負載間設置低壓聯絡開關，當一臺變壓器出現故障時，低壓聯絡開關合閘，由另一臺正常運行的變壓器給所有負載供電；而且為保證供電可靠性，每臺變壓器容量都按總負載量計算；在實際運行中，用電小區的用電負載跟隨季節和時間有較大波動，一天內的早中晚三個時間段用電負荷較大，其餘的時間變壓器大多處於輕載運行狀態，如果兩臺變壓器都處於運行狀態，能損失電能。歸結起來，在現有的電力輸運系統中，變壓器的自動投切存在著設備連接複雜，投切可靠性不易保證，能量損失大，變壓器使用壽命短，浪費人力財力和物力等缺點。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的缺點，尋求設計製備一種電力輸運系統變壓器經濟運行式自動投切裝置，實現基於負荷的變壓器自動切換，從而使變壓器自動運行於經濟運行狀態。為了實現上述目的，本發明的整機連接結構是在現有的電力輸運系統中選用兩臺變壓器並行運行的電路結構，在電力輸運系統的控制軟體及硬體中再置於自動投切功能的軟體內容和硬體設備模塊，構成能夠實現電力輸運系統中變壓器自動投切式控制系統裝置；第一變壓器和第二變壓器並行接入電力輸運線路中，第一變壓器的輸出端串接第四斷路器後連接用戶供電線路；第二變壓器的輸入端與供電線路之間串接第一斷路器，第二變壓器的輸出端串接第二斷路器後連接用戶供電線路，在第四斷路器與第二斷路器之間串入式跨接第三斷路器；第一變壓器和第二變壓器分別單獨與用戶供電線路電連接，或共同與用戶供電線路電連接，實現兩臺變壓器的經濟運行式自動投切功效。本發明根據不同型號和不同容量的變壓器，在電力輸運控制系統中加入自動投切軟體支持模塊，在軟體中輸入參數自動計算臨界點，自動投切裝置的CPU採用32位DSP數位訊號處理器TMSM811，作為核心部件的CPU主板與其它插件板相聯繫完成AD轉換、開關量採集、開關量輸出、人機界面控制、EEPROM存取、時鐘存取、通訊控制和抑制勵磁湧流的功能；其CPU主板採用四層印刷板及表面封裝工藝；開入板包括開關量輸入處理電路，開關量輸入處理電路完成對12路開關量採集的預處理；所涉及的開入量包括開關位置、彈簧未儲能、控制迴路斷線、遠方操作閉鎖、閉鎖重合閘和備用開入；SAMPLE採樣板插件包括互感器板和信號調理板，完成對被保護和控制線路的交流電壓和電流的傳感並進行調理和放大處理，將電力互感器的交流信號轉換成符合AD轉換模塊輸入範圍(0-3V)的電壓信號，由AD 轉換模塊完成數模轉換；電源板包括電源電路，電源電路為自動化投切裝置提供低壓直流電源，包括開關量輸入輸出用+24V電源、CPU和顯示板用+5V電源；將通訊模塊集成在DSP 控制板中，實現各不同自動投切裝置之間以及自動投切裝置與控制平臺之間數據的通訊， 便於整個系統的運行與管理。本發明實現自動投切時的步驟為①接通電力輸運系統的電路，使兩臺變壓器投入供電運行；②分別對變壓器電路中的電壓和電流值進行採樣；③依據所採樣值的電壓和電流值，按臨界點值要求判斷是否自動投切，如不需自動投切，則返回步驟②，重新進行採樣；如果需要自動投切，則第三投斷路器並返回開關狀態；④判斷第三斷路器是否已投入運行，如果沒有投入運行，則進行報警，如果第三斷路器已投入運行，則切斷第二斷路器；⑤判斷第二斷路器是否已經切除，如果沒切除，則進行報警，同時，切斷第三斷路器並返回開關狀態，然後判斷第三斷路器是否切除，如果沒切除則報警；如果第二斷路器已切除，則再切除第一斷路器；⑥判斷第一斷路器是否已經切除，如果已經切除，則準備變壓器切除；如果第一斷路器沒能切除，則進行報警，同時，合上第二斷路器並返回開關狀態，如果第二斷路器沒能合閘則進行報警；如果第二斷路器合上並返回開關狀態，則切斷第三斷路器並返回開關狀態，同時判斷第三斷路器是否切除，如沒切除則報警。本發明與現有技術相比，可實現電力輸運系統中的變壓器基於負荷的自動投切功能，使變壓器處於經濟運行狀態，降低電力系統運行成本，同時節約人力物力；遲滯原理的應用加大了自動投切的成功率和可靠性；其整體結構簡單，連接和運行經濟可靠，安全穩定，運行壽命長，節省能源，可廣泛應用於現有電力輸運系統的改進和功能的提高。
圖1為本發明的整機連接結構原理示意圖，包括第一變壓器1、第二變壓器2、第一斷路器3、第二斷路器4、第三斷路器5和第四斷路器6。圖2為本發明實現自動投切的工作流程示意框圖。
具體實施例方式下面通過實施例並結合附圖做進一步說明。實施例本實施例的整機連接結構是在現有的電力輸運系統中選用兩臺變壓器並行運行的電路結構，在電力輸運系統的控制軟體及硬體中置於相應的軟體內容和硬體設備模塊， 構成能夠實現電力輸運系統中變壓器自動投切式的控制系統；第一變壓器1和第二變壓器 2並行接入電力輸運線路中，第一變壓器1的輸出端串接第四斷路器6後連接用戶供電線路，第二變壓器2的輸入端與供電線路之間串接第一斷路器3，第二變壓器2的輸出端串接第二斷路器4後連接用戶供電線路，在第四斷路器6與第二斷路器4之間串入式跨接第三斷路器5 ；第一變壓器1和第二變壓器2能夠分別單獨與用戶供電線路電連接，或共同與用戶供電線路電連接，實現兩臺變壓器的經濟運行式自動投切功效；根據不同型號和不同容量的變壓器，在電力輸運控制系統中加入自動投切軟體支持模塊，在軟體中輸入幾個參數自動計算臨界點，自動投切裝置的CPU採用32位DSP數位訊號處理器TMSM811，作為核心部件的CPU主板與其它插件板相聯繫完成AD轉換、開關量採集、開關量輸出、人機界面控制、EEPROM存取、時鐘存取、通訊控制和抑制勵磁湧流等功能；其CPU主板採用四層印刷板及表面封裝工藝；開入板包括開關量輸入處理電路，開關量輸入處理電路完成對12路開關量採集的預處理；所涉及的開入量包括開關位置、彈簧未儲能、控制迴路斷線、遠方操作閉鎖、閉鎖重合間和備用開入；SAMPLE採樣板插件包括互感器板和信號調理板，完成對被保護和控制線路的交流電壓和電流的傳感並進行調理和放大處理，將電力互感器的交流信號轉換成符合AD轉換模塊輸入範圍(0-3V)的電壓信號，由AD轉換模塊完成數模轉換；電源板包括電源電路，電源電路為自動化投切裝置提供低壓直流電源，包括開關量輸入輸出用 +24V電源、CPU和顯示板用+5V電源；將通訊模塊集成在DSP控制板中，實現各不同自動投切裝置之間，以及自動投切裝置與控制平臺之間數據的通訊，便於整個系統的運行與管理。本實施例實現自動投切時的步驟為①接通電力輸運系統的電路，使兩臺變壓器投入供電運行；②分別對變壓器電路中的電壓和電流值進行採樣；③依據所採樣值的電壓和電流值，按臨界點值要求判斷是否自動投切，如不需自動投切，則返回步驟②，重新進行採樣；如果需要自動投切，則投第三斷路器5並返回開關狀態；④判斷第三斷路器5是否已投入運行，如果沒有投入運行，則進行報警，如果第三斷路器5已投入運行，則切斷第二斷路器4 ；⑤判斷第二斷路器4是否已經切除，如果沒切除，則進行報警，同時，切斷第三斷路器5並返回開關狀態，然後判斷第三斷路器5是否切除，如果沒切除則報警；如果第二斷路器4已切除，則再切除第一斷路器3 ；⑥判斷第一斷路器3是否已經切除，如果已經切除，則準備變壓器切除；如果第一斷路器3沒能切除，則進行報警，同時，合上第二斷路器4並返回開關狀態，如果第二斷路器 4沒能合閘則進行報警；如果第二斷路器4合上並返回開關狀態，則切斷第三斷路器5並返回開關狀態，同時判斷第三斷路器5是否切除，如沒切除則報警。
權利要求
1.一種電力輸運系統的變壓器自動投切裝置，其特徵在於在現有的電力輸運系統中選用兩臺變壓器並行運行的電路結構，在電力輸運系統的控制軟體及硬體中再置於自動投切功能的軟體內容和硬體設備模塊，構成能夠實現電力輸運系統中變壓器自動投切式控制系統裝置；第一變壓器和第二變壓器並行接入電力輸運線路中，第一變壓器的輸出端串接第四斷路器後連接用戶供電線路；第二變壓器的輸入端與供電線路之間串接第一斷路器，第二變壓器的輸出端串接第二斷路器後連接用戶供電線路，在第四斷路器與第二斷路器之間串入式跨接第三斷路器；第一變壓器和第二變壓器分別單獨與用戶供電線路電連接，或共同與用戶供電線路電連接，實現兩臺變壓器的經濟運行式自動投切功效。
2.根據權利要求1所述的電力輸運系統的變壓器自動投切裝置，其特徵在於根據不同型號和不同容量的變壓器，在電力輸運控制系統中加入自動投切軟體支持模塊，在軟體中輸入參數自動計算臨界點；CPU採用32位DSP數位訊號處理器TMSM811，作為核心部件的CPU主板與其它插件板相連通完成AD轉換、開關量採集、開關量輸出、人機界面控制、 EEPROM存取、時鐘存取、通訊控制和抑制勵磁湧流的功能；其CPU主板採用四層印刷板及表面封裝工藝；開入板包括開關量輸入處理電路，開關量輸入處理電路完成對12路開關量採集的預處理；所涉及的開入量包括開關位置、彈簧未儲能、控制迴路斷線、遠方操作閉鎖、 閉鎖重合間和備用開入；SAMPLE採樣板插件包括互感器板和信號調理板，完成對被保護和控制線路的交流電壓和電流的傳感並進行調理和放大處理，將電力互感器的交流信號轉換成符合AD轉換模塊輸入範圍0-3V的電壓信號，由AD轉換模塊完成數模轉換；電源板包括電源電路，電源電路為自動化投切裝置提供低壓直流電源，包括開關量輸入輸出用+24V電源、CPU和顯示板用+5V電源；將通訊模塊集成在DSP控制板中，實現各不同自動投切裝置之間以及自動投切裝置與控制平臺之間數據的通訊，便於整個系統的運行與管理。
3.根據權利要求1所述的電力輸運系統的變壓器自動投切裝置，其特徵在於實現自動投切的步驟為①接通電力輸運系統的電路，使兩臺變壓器投入供電運行；②分別對變壓器電路中的電壓和電流值進行採樣；③依據所採樣值的電壓和電流值，按臨界點值要求判斷是否自動投切，如不需自動投切，則返回步驟②，重新進行採樣；如果需要自動投切，則第三投斷路器並返回開關狀態；④判斷第三斷路器是否已投入運行，如果沒有投入運行，則進行報警，如果第三斷路器已投入運行，則切斷第二斷路器；⑤判斷第二斷路器是否已經切除，如果沒切除，則進行報警，同時，切斷第三斷路器並返回開關狀態，然後判斷第三斷路器是否切除，如果沒切除則報警；如果第二斷路器已切除，則再切除第一斷路器；⑥判斷第一斷路器是否已經切除，如果已經切除，則準備變壓器切除；如果第一斷路器沒能切除，則進行報警，同時，合上第二斷路器並返回開關狀態，如果第二斷路器沒能合閘則進行報警；如果第二斷路器合上並返回開關狀態，則切斷第三斷路器並返回開關狀態，同時判斷第三斷路器是否切除，如沒切除則報警。
全文摘要
本發明屬於電力輸運技術領域，涉及一種變壓器自動投切裝置，在現有電力輸運系統中選用兩臺變壓器並行運行的電路結構，在控制系統中置於自動投切功能軟體和硬體模塊，構成自動投切式控制系統裝置；第一變壓器和第二變壓器並行接入電力輸運線路中，第一變壓器輸出端串接第四斷路器後連接用戶供電線路；第二變壓器的輸入端與供電線路之間串接第一斷路器，第二變壓器輸出端串接第二斷路器後連接用戶供電線路，在第四斷路器與第二斷路器之間串入式跨接第三斷路器；第一和第二變壓器分別單獨或共同與用戶供電線路電連接，實現兩臺變壓器自動投切功效；其結構簡單，運行可靠，運行壽命長，節省能源，可用於現有電力輸運系統改進和功能提高。
文檔編號H02J3/38GK102255338SQ201110239878
公開日2011年11月23日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日
發明者劉志珍, 孫福鵬, 屈東明, 張旭, 李廣智, 由恆遠, 穆曉鵬, 耿曉玲 申請人:青島特銳德電氣股份有限公司