專(zhuān)利名稱(chēng)：變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變電站中通過(guò)有載調(diào)壓變壓器可靠調(diào)節(jié)供電電壓的安全自動(dòng)控制 技術(shù)，尤其是一種變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，在電力系統(tǒng)中，通過(guò)用有載調(diào)壓變壓器聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)，穩(wěn)定負(fù)荷中心電壓，調(diào)節(jié) 電網(wǎng)潮流分布，改善電氣設(shè)備運(yùn)行條件和提高供電電壓質(zhì)量，滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，具 有廣泛的優(yōu)越性，在近十幾年中就在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。在冶金煉鋼行業(yè)中， 通過(guò)在線調(diào)整電壓，控制煉爐溫度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)用范圍和前景廣闊。但有載調(diào) 壓變壓器采用的分接開(kāi)關(guān)，做為一種在線動(dòng)態(tài)裝置，需要通過(guò)其操作機(jī)構(gòu)不斷的動(dòng)作和 切斷負(fù)荷電流，動(dòng)作相對(duì)頻繁。由于受產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)行維護(hù)和人員操作水平的限制，發(fā) 生錯(cuò)誤操作的事件時(shí)有發(fā)生，難以保證運(yùn)行中的變壓器在調(diào)壓操作過(guò)程中，滿(mǎn)足變壓器 運(yùn)行規(guī)程和供電電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前的"無(wú)人值班"變電站， 一旦發(fā)生滑檔聯(lián)調(diào) 和錯(cuò)誤操作，通過(guò)現(xiàn)有的自動(dòng)化設(shè)備，無(wú)法立即進(jìn)行補(bǔ)救處理，影響變電站安全運(yùn)行水 平，影響電力企業(yè)的供電質(zhì)量，造成電壓異常降低或升高，還可能出現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的供電中 斷，影響供電可靠性。特別是操動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈發(fā)生滑檔聯(lián)調(diào)，因環(huán)流易造成變壓器嚴(yán)重過(guò) 負(fù)載運(yùn)行，增加變壓器自身?yè)p耗，產(chǎn)生的熱量造成變壓器溫度異常升高，嚴(yán)重危及變壓 器的安全運(yùn)行。對(duì)冶金煉鋼等行業(yè)除上述后果外，還嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至造成生 產(chǎn)設(shè)備的損壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用變電站已經(jīng)存在的信 息，通過(guò)采集變壓器各種狀態(tài)參數(shù)，并且邏輯判斷單元全面參照影響變壓器有載調(diào)壓開(kāi) 關(guān)操作可能遇到的自身和外部電網(wǎng)的各種因素，設(shè)置對(duì)各種因素的邏輯判斷以及相應(yīng)動(dòng) 作，可以保證變壓器及其有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的安全運(yùn)行，避免可能發(fā)生的各類(lèi)錯(cuò)誤操作，保 證電網(wǎng)安全、可靠供電，提高供電質(zhì)量的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)
控制裝置，包括指令輸出單元和調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)，其特征在于在指令輸出單元之前 設(shè)置邏輯判斷處理單元，邏輯判斷處理單元的輸入端分別連接信號(hào)源的輸出端、位置指 示傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端， 邏輯判斷處理單元的輸出端連接指令輸出單元的輸入端，指令輸出單元的輸出端連接調(diào) 壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的輸入端。
邏輯判斷處理單元采用單片機(jī)或者PLC可編程邏輯控制器。在單片機(jī)或者PLC可編程 邏輯控制器內(nèi)都寫(xiě)入邏輯判斷程序和變電站正常運(yùn)行時(shí)有載調(diào)壓變壓器的各種狀態(tài)參數(shù) 以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)。
其中信號(hào)源來(lái)自變壓器有載調(diào)壓控制裝置的面板上，位置指示傳感器安裝在調(diào)壓開(kāi) 關(guān)的操作機(jī)構(gòu)上。
本實(shí)用新型利用變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置的控制步驟為通過(guò)信號(hào) 源接收外部命令得到啟動(dòng)控制信號(hào)，控制過(guò)程啟動(dòng)，溫度傳感器、位置指示傳感器、電 流傳感器和電壓傳感器采集變壓器狀態(tài)信號(hào)，并且將信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)后的信 號(hào)輸送到邏輯判斷單元進(jìn)行邏輯判斷，根據(jù)判斷結(jié)果指令輸出單元控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī) 構(gòu)動(dòng)作。
邏輯判斷的判據(jù)為變電站正常運(yùn)行時(shí)有載調(diào)壓變壓器的各種狀態(tài)參數(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 如1、并列運(yùn)行的有載變壓器按照《DL/T572--95變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定"有載調(diào)壓開(kāi) 關(guān)的操作應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行，對(duì)并聯(lián)變壓器應(yīng)輪流逐級(jí)或同步進(jìn)行"；2、執(zhí)行國(guó)家 《GB/T12325—2003電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》標(biāo)準(zhǔn)，并約束調(diào)壓行為；3、執(zhí)行電力 生產(chǎn)反事故技術(shù)措施要求，在電網(wǎng)運(yùn)行電壓普遍低時(shí)禁止進(jìn)行調(diào)壓操作；4、在有載調(diào)壓 開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，發(fā)生滑檔聯(lián)調(diào)時(shí)切斷操作電源，尤其適用目前無(wú)人值班變電站；5、 按照《DL/T572—95變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，禁止變壓器過(guò)負(fù)載或系統(tǒng)出現(xiàn)短路時(shí)進(jìn)行切 換操作；6、禁止有載分接開(kāi)關(guān)在變壓器運(yùn)行溫度過(guò)髙時(shí)進(jìn)行切換操作。
邏輯判斷包括1、將變電站內(nèi)所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的控制 回路并聯(lián)在一起，取中、低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)，判斷變壓器是否并列運(yùn)行，分類(lèi)
實(shí)施控制策略若中、低壓任一母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)在"合"的位置，即判斷變壓器是并列運(yùn) 行；若中、低壓母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)同時(shí)都在"分"的位置，即判斷變壓器是分列運(yùn)行；2、從 變電站中、低壓母線PT上取電壓信號(hào)，判斷是否閉鎖有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證中、
低電壓母線電壓處在規(guī)定的范圍內(nèi)；3、從變壓器調(diào)壓線圈所在的母線PT上取電壓信號(hào)， 判斷是否閉鐨有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證在電網(wǎng)運(yùn)行電壓普遍低時(shí)不進(jìn)行調(diào)壓操作;
4、從調(diào)壓幵關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置指示器上取變壓器相應(yīng)的分接位置信號(hào)，判斷操動(dòng)機(jī)構(gòu)是 否發(fā)生了滑檔聯(lián)調(diào)現(xiàn)象，確定是否強(qiáng)制斷開(kāi)有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源開(kāi)關(guān)；5、從變 壓器高壓側(cè)CT上取電流信號(hào)，判定調(diào)壓操作的限值，可以通過(guò)在有載分接開(kāi)關(guān)的控制回 路中加裝電流閉鎖裝置，直接閉鎖變壓器有載開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)；6、從變壓器的溫度表上讀 取上層油溫信號(hào)，判斷變壓器的溫度調(diào)壓限值，在有載分接開(kāi)關(guān)的控制回路中加裝溫度 閉鎖裝置，直接閉鎖變壓器有載開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
邏輯判斷從調(diào)壓開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置指示器上取變壓器相應(yīng)的分接位置信號(hào)，判斷 操動(dòng)機(jī)構(gòu)是否發(fā)生了滑檔聯(lián)調(diào)現(xiàn)象，確定是否強(qiáng)制斷開(kāi)有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源開(kāi) 關(guān)，即一旦連調(diào)兩檔及以上，就立即通過(guò)電源開(kāi)關(guān)執(zhí)行切斷動(dòng)作，切斷跳閘線圈，強(qiáng)行 切斷操作電源，同時(shí)發(fā)出故障信號(hào)，告知維修信息。
本實(shí)用新型變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置的有益效果是，本實(shí)用新型利 用變電站已經(jīng)存在的信息，把所需要的信號(hào)全部通過(guò)電纜引入控制裝置，通過(guò)采集變壓 器各種狀態(tài)參數(shù)，并且邏輯判斷單元全面參照影響變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作可能遇到的 自身和外部電網(wǎng)的各種因素，設(shè)置對(duì)各種因素的邏輯判斷以及相應(yīng)動(dòng)作，可以保證變壓 器及其有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的安全運(yùn)行，避免可能發(fā)生的各類(lèi)錯(cuò)誤操作，保證電網(wǎng)安全、可靠 供電，提高供電質(zhì)量。本實(shí)用新型的執(zhí)行裝置外型尺寸做成抽屜式標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，可以方便 的安裝在變電站已有的綜合自動(dòng)化盤(pán)柜上。本實(shí)用新型可以溶入到變電站綜合自動(dòng)化系 統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)其功能拓展，更好的為變電站安全運(yùn)行服務(wù)。節(jié)約資源。

圖l是本實(shí)用新型的電氣原理方框圖； 圖2是本實(shí)用新型的控制方法流程圖； 圖3是PLC可編程邏輯控制器電路原理圖； 圖4是甲變手動(dòng)升降電路原理圖5是緊急停止、甲變升降壓及輸出驅(qū)動(dòng)電路原理圖； 圖6是最高檔和最低檔閉鎖電路、防滑檔電路、檔位信號(hào)編碼電路原理圖。 圖l-6是本實(shí)用新型的的最佳實(shí)施例，其中PLC可編程邏輯控制器J1-J17繼電
器D1-D31二極管DW1-DW9檔位滑動(dòng)觸頭DWCOM輸出控制公共端 Kl甲變手
動(dòng)升開(kāi)關(guān)K2甲變手動(dòng)降開(kāi)關(guān)K3甲變急停開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-6對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明
如圖l所示邏輯判斷處理單元的輸入端分別連接信號(hào)源的輸出端、位置指示傳感 器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端，邏輯 判斷處理單元的輸出端連接指令輸出單元的輸入端，指令輸出單元的輸出端連接調(diào)壓開(kāi) 關(guān)操作機(jī)構(gòu)的輸入端。
其中信號(hào)源設(shè)置在變壓器有載調(diào)壓控制裝置的面板上，位置指示傳感器安裝在調(diào)壓 開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)。
邏輯判斷處理單元采用PLC可編程邏輯控制器?；蛘邌纹瑱C(jī)。PLC可編程邏輯控制 器是整個(gè)變壓器調(diào)壓控制器的核心部分，它的主要功能是采集被控變壓器的高壓側(cè)、中 壓側(cè)和低壓側(cè)的電壓數(shù)據(jù)；高壓側(cè)的電流數(shù)據(jù)；變壓器油溫?cái)?shù)據(jù)等模擬量以及調(diào)壓開(kāi)關(guān) 檔位位置和中低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置等狀態(tài)量，經(jīng)過(guò)內(nèi)部軟件程序的邏輯處理和判斷分別 作出允許操作、升壓操作、降壓操作和緊急停止等操作。
如圖3所示
PLC可編程邏輯控制器電路是采用淄博科匯電氣有限公司的PZK-800型的控制器。 該控制器具有16路交流模擬量(AC)輸入和2路直流模擬量(DC)輸入，用于接入現(xiàn) 場(chǎng)的電壓、電流等交流量和變壓器油溫等直流量。
具體接入的位置是PLC可編程邏輯控制器的AC1端和AC2端連接甲變的髙壓側(cè)線 電壓互感器(PT)信號(hào)端Uab、 Ucb， AC3端和AC4端接甲變的中壓側(cè)電壓互感器(PT) 信號(hào)端Uab、 Ucb, AC5端、AC6端接甲變的低壓側(cè)電壓互感器(PT)信號(hào)端Uab、 Ucb， AC7端和AC8端接甲變的高壓側(cè)電流互感器(CT)信號(hào)端Ia、 Ic， AC9端和AC10端接 乙變的髙壓側(cè)電壓互感器(PT)信號(hào)端Uab、 Ucb， AC11端和AC12端接乙變的中壓側(cè)電 壓互感器(PT)信號(hào)端Uab、 Ucb, AC13端和AC14端接乙變的低壓側(cè)電壓互感器(PT) 信號(hào)端Uab、 Ucb, AC15端和AC16端接乙變的高壓側(cè)電流互感器(CT)信號(hào)端Ia、 Ic， DC1端接甲變的油溫傳感器直流信號(hào)輸出端，DC2端接乙變的油溫傳感器直流信號(hào)輸出 端。
12路數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸入模塊(DI)，用于接入現(xiàn)場(chǎng)的檔位信號(hào)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)位置 等狀態(tài)開(kāi)關(guān)量。PLC可編程邏輯控制器的DI1-DI4端連接甲變的調(diào)壓機(jī)構(gòu)的檔位二進(jìn)制 編碼信號(hào)1-4輸出端，DI5-DI8端連接乙變的調(diào)壓機(jī)構(gòu)的檔位二進(jìn)制編碼信號(hào)1-4端，
DI9端連接中壓母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)輸出端，DI10端連接低壓母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)輸出端。 甲變的調(diào)壓機(jī)構(gòu)的檔位信號(hào)1-4端分別通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)J4-1一J1-1連接檔位信號(hào)輸入公
共端DICOM。
8路數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出模塊(DO)用于對(duì)變壓器調(diào)壓檔位的控制。其中D01端通過(guò)繼 電器線圈J7連接輸出控制公共端DOCOM，對(duì)甲變的升壓進(jìn)行操作；D02端通過(guò)繼電器線 圈J8連接輸出控制公共端DOCOM,對(duì)甲變的降壓進(jìn)行操作；D03端通過(guò)繼電器J9連接 輸出控制公共端DOCOM,作為對(duì)甲變升降壓操作的允許控制；D04端通過(guò)繼電器J10連 接輸出控制公共端DOCOM，作為對(duì)甲變升降壓操作時(shí)出現(xiàn)意外情況的緊急停止操作。 D05-D08與D01-D04相對(duì)應(yīng)用于對(duì)乙變的升降壓操作的控制。
如圖4-6所示，調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)主要包括最高檔和最低檔閉鎖電路、防滑檔電路、 緊急停止電路、檔位信號(hào)編碼電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路。其具體連接和實(shí)施為
圖6最高檔和最低檔閉鎖電路
為了避免檔位處在最髙檔或最低檔時(shí)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)或誤操作造成調(diào)壓機(jī)構(gòu)的損壞， 須在最高檔或最低檔期間對(duì)其調(diào)壓控制回路進(jìn)行閉鎖。閉鎖電路由繼電器J5和J6構(gòu)成。
繼電器J5與二極管D21并聯(lián)連接檔位滑動(dòng)觸頭DW1與24V+之間，形成最低檔的 信號(hào)觸點(diǎn)回路；繼電器J6與二極管D22并聯(lián)連接在檔位滑動(dòng)觸頭DW9與24V+之間， 形成最髙檔的信號(hào)觸點(diǎn)回路。繼電器J5的常閉接點(diǎn)J5-l串聯(lián)在降壓操作回路，繼電器 J6的常閉接點(diǎn)J6-1串在升壓操作回路。當(dāng)調(diào)壓器的分接頭觸點(diǎn)處在最低位或最髙位時(shí)， 繼電器J5或繼電器J6動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)J5-1或J6-1斷開(kāi)，使得自動(dòng)升降壓和手動(dòng)升 降回路的電源斷開(kāi)，不能進(jìn)行操作。
圖6防滑檔電路
有載調(diào)壓控制器在升降壓的操作過(guò)程中，不允許出現(xiàn)連續(xù)升檔或降檔的情況，因?yàn)?這樣很可能造成變壓器的損壞或供電質(zhì)量不穩(wěn)定。為了避免這種情況的出現(xiàn)，本控制器 采取了兩種措施防止。
一是由PLC可編程邏輯控制器通過(guò)檢淵檔位狀態(tài)信號(hào)來(lái)判斷，啟動(dòng)急停輸出信號(hào)來(lái) 控制。二是設(shè)有防滑檔電路，即由二極管D23-D31、繼電器J11-J14構(gòu)成的。其中二極 管D23、 D25、 D27、 D29、 D31的陰極分別接到檔位滑動(dòng)觸頭的DW1、 DW3、 DW5、 DW7、 DW9位置上，二極管D24、 D26、 D28、 D30的陰極分別接到檔位滑動(dòng)觸頭的DW2、 DW4、 D怖、DW8位置上。二極管D23-D31的陽(yáng)極分別接到升檔控制回路的兩組繼電器Jll、 J12 的常閉觸點(diǎn)J11-2、 J12-2上和降檔控制回路的兩組繼電器J13、 J14的常閉觸點(diǎn)J13-2、 J14-2上。裝置的操作電源負(fù)極24V—接在檔位滑動(dòng)觸頭的公共端DWCOM上。
圖4甲變手動(dòng)升開(kāi)關(guān)Kl、繼電器J7的常開(kāi)觸點(diǎn)J7-1、繼電器Jll的常開(kāi)觸點(diǎn)Jll-1
和繼電器J12的常開(kāi)觸點(diǎn)J12-l并聯(lián)連接，然后與繼電器J9的常開(kāi)觸點(diǎn)J9-1、繼電器 J6的常閉觸點(diǎn)J6-l、繼電器J13的常閉觸點(diǎn)J13-l和繼電器J14的常閉觸點(diǎn)J14-l串 聯(lián)在電源24V+和繼電器J11和J12的公共端之間。甲變手動(dòng)將開(kāi)關(guān)K2、繼電器J8的 常開(kāi)觸點(diǎn)J8-1、繼電器J13的常開(kāi)觸點(diǎn)J13-l和繼電器J14的常開(kāi)觸點(diǎn)J14-l并聯(lián)連 接，然后與繼電器J9的常開(kāi)觸點(diǎn)J9-2、繼電器J5的常閉觸點(diǎn)J5-1、繼電器J11的常 閉觸點(diǎn)J11-1和繼電器J12的常閉觸點(diǎn)J12-1串聯(lián)在電源24V+和繼電器J13和J14的 公共端之間。
圖5升檔和降檔控制回路通過(guò)各個(gè)連接在檔位的二極管與電源的負(fù)極構(gòu)成回路。在 正常升檔時(shí)，升檔繼電器J11或J12只有一個(gè)是吸合的，并且這兩只繼電器是互為閉鎖 的。當(dāng)出現(xiàn)滑檔時(shí)調(diào)壓器的分接頭會(huì)同時(shí)跨在兩個(gè)檔位上，這樣繼電器Jll、 J12同時(shí) 吸合，經(jīng)由常閉觸點(diǎn)Jll-2、 J12-2常閉接點(diǎn)互相閉鎖，使得整個(gè)升壓控制回路都斷開(kāi)， 避免了滑檔情況的出現(xiàn)。降檔控制繼電器J13、 J14的接線和作用同繼電器J11、 J12。
圖6檔位信號(hào)編碼電路
為了減少PLC可編程邏輯控制器開(kāi)關(guān)狀態(tài)量輸入回路的數(shù)量，將調(diào)壓器調(diào)壓分接頭 電路的檔位信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼生成二進(jìn)制信號(hào)輸入到PLC可編程邏輯控制器的數(shù)字開(kāi)關(guān)量 輸入端。
四位二進(jìn)制編碼器是由二級(jí)管D1-D16和繼電器J1-J4構(gòu)成的。其中二極管D1-D5 與繼電器Jl構(gòu)成了二進(jìn)制編碼的bitO位。二極管Dl-D5的陰極分別連接檔位滑動(dòng)觸頭 的DW1、 DW3、 DW5、 DW7、 DW9位，二極管Dl-D5的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器Jl和二極 管D17連接電源24V+。 二極管D6-D9與繼電器J2構(gòu)成了二進(jìn)制編碼的bitl位。二極 管D6-D9的陰極分別連接檔位滑動(dòng)觸頭的DW2、 DW3、 DW6、 DW7位，二極管D6-D9的陽(yáng) 極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J2和二極管D18連接電源24V+ 。 二極管Dll-D14與繼電器J3構(gòu) 成了二進(jìn)制編碼的bit2位。二極管Dl卜D14的陰極分別連接在檔位滑動(dòng)觸頭DW4、 DW5、 DW6、 DW7位，二極管D11-D14的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J3和二極管D19連接電源24V + 。 二極管D15、 D16與繼電器J4構(gòu)成了二進(jìn)制編碼的bit3位。二極管D15、 D16的陰 極分別連接檔位滑動(dòng)觸頭DW8、 DW9， 二極管D15、 D16的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J4和 二極管D20連接電源24V+。繼電器Jl-J4的常開(kāi)觸點(diǎn)Jl-l、 J2-1、 J3-1、 J4-1分別 接到PLC可編程邏輯控制器的PLC可編程邏輯控制器的數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸入端的DIl-DI4 (甲變)和DI5-DI8 (乙變)。 圖5緊急停止電路
緊急停止電路是用來(lái)在緊急情況下斷開(kāi)輸出回路，是由繼電器J17構(gòu)成的。急停按 鈕和繼電器J10常開(kāi)觸點(diǎn)J10-1并聯(lián)，然后與繼電器J17串聯(lián)連接在電源24V+和24V —之間。
通過(guò)手動(dòng)或PLC可編程邏輯控制器的開(kāi)關(guān)量輸出控制的。當(dāng)繼電器J17吸合時(shí)，其 常閉接點(diǎn)J17-1- J17-4斷開(kāi)，使得升壓或調(diào)壓操作電路的輸出斷開(kāi)，調(diào)壓機(jī)構(gòu)斷電，
動(dòng)作停止。
圖5輸出驅(qū)動(dòng)電路
為了使裝置有足夠的帶負(fù)載能力，還增加了一級(jí)中間繼電器J15、 J16。繼電器Jll、 J12的常開(kāi)觸點(diǎn)J11-3、 J12-3并聯(lián)連接，然后與繼電器J15串聯(lián)連接在電源24V+和24V 一之間。繼電器J13、 J14的常開(kāi)觸點(diǎn)J13-3、 J14-3并聯(lián)連接，然后與繼電器J16串聯(lián)連 接在電源24V+和24V—之間。繼電器J15常開(kāi)觸點(diǎn)J15-1、 J15-2分別與繼電器J17常閉觸 點(diǎn)J17-1、 J17-2串聯(lián)，作為升壓操作的輸出；繼電器J16常開(kāi)觸點(diǎn)J16-1、 J16-2分別與 繼電器J17常閉觸點(diǎn)J17-3、 J17-4串聯(lián)，作為降壓操作的輸出。
如圖2所示本實(shí)用新型的控制方法流程為，通過(guò)信號(hào)源接收外部命令得到啟動(dòng)控 制信號(hào)，控制過(guò)程啟動(dòng)，溫度傳感器、位置指示傳感器、電流傳感器和電壓傳感器采集 變壓器狀態(tài)信號(hào)，并且將信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理過(guò)后的信號(hào)輸送到邏輯判斷單元進(jìn)行 邏輯判斷，根據(jù)判斷結(jié)果指令輸出單元控制調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，執(zhí)行判斷動(dòng)作執(zhí)行 步驟，或閉鎖控制回路。判斷動(dòng)作執(zhí)行步驟是否執(zhí)行到位，如果沒(méi)有執(zhí)行到位則切斷動(dòng) 作并且發(fā)出故障信號(hào)，如果執(zhí)行到位則結(jié)束整個(gè)控制過(guò)程，或者進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
接收外部命令主要是靠信號(hào)源接收開(kāi)機(jī)操作或者校正動(dòng)作等信號(hào)，以便于啟動(dòng)控制 過(guò)程。
溫度傳感器、位置指示傳感器、電流傳感器和電壓傳感器采集信號(hào)預(yù)處理的信號(hào)為 變壓器各側(cè)電壓信號(hào)、高壓側(cè)電流信號(hào)、油溫信號(hào)、中低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置信號(hào)和調(diào)壓 開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等。
邏輯判斷的判據(jù)為變電站正常運(yùn)行時(shí)有載調(diào)壓變壓器的各種狀態(tài)參數(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 如- 1、并列運(yùn)行的有載變壓器按照《DL/T572—95變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定"有載調(diào)壓開(kāi) 關(guān)的操作應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行，對(duì)并聯(lián)變壓器應(yīng)輪流逐級(jí)或同步進(jìn)行"；2、執(zhí)行國(guó)家 《GB/T12325—2003電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》標(biāo)準(zhǔn)，并約束調(diào)壓行為；3、執(zhí)行電 力生產(chǎn)反事故技術(shù)措施要求，在電網(wǎng)運(yùn)行電壓普遍低時(shí)禁止進(jìn)行調(diào)壓操作；4、在有載 調(diào)壓開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，發(fā)生滑檔聯(lián)調(diào)時(shí)切斷操作電源，尤其適用目前無(wú)人值班變電
站；5、按照《DL/T572--95變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，禁止變壓器過(guò)負(fù)載或系統(tǒng)出現(xiàn)短路 時(shí)進(jìn)行切換操作；6、禁止有載分接開(kāi)關(guān)在變壓器運(yùn)行溫度過(guò)高時(shí)進(jìn)行切換操作。
根據(jù)以上使用的邏輯判斷的判據(jù)，其具體邏輯判斷、有載開(kāi)關(guān)操作以及判斷動(dòng)作執(zhí) 行步驟如下
1、 將變電站內(nèi)所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的控制回路并聯(lián)在一 起，并取中、低壓側(cè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)，判斷變壓器是否并列運(yùn)行，分類(lèi)實(shí)施控制策 略；若中、低壓任一母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)在"合"的位置，即判斷變壓器是并列運(yùn)行，其調(diào)壓 操作指令就可以同時(shí)傳達(dá)到每臺(tái)變壓器的有載開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)操作同步進(jìn)行； 若中、低壓母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)同時(shí)都在"分"的位置，即判斷變壓器是分列運(yùn)行，可以對(duì)變 壓器有載調(diào)壓分別進(jìn)行操作；若因?yàn)檫\(yùn)行方式需要對(duì)變壓器進(jìn)行并列運(yùn)行，要求所有變 壓器有載開(kāi)關(guān)的位置指示必須一致，若不一致，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，達(dá)到兩臺(tái)變壓器有載調(diào) 壓開(kāi)關(guān)在同一分接位置的并列運(yùn)行條件，以解決以往分別對(duì)并列運(yùn)行變壓器進(jìn)行逐級(jí)調(diào) 壓操作(遙控、就地)，而在并聯(lián)的變壓器中產(chǎn)生環(huán)路電流，增加變壓器自身?yè)p耗等問(wèn) 題。
2、 從變電站中、低壓母線PT上取電壓信號(hào)，邏輯分析判斷后，確定是否閉鎖有載調(diào) 壓開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證中、低電壓母線電壓處在規(guī)定的范圍內(nèi)。以往的有載開(kāi)關(guān)調(diào)壓 操作是根據(jù)母線電壓指示，人為發(fā)出指令，即使母線電壓合格，在不需要調(diào)壓操作的情 況下，也可能錯(cuò)誤的發(fā)出指令并完成操作，造成變電站母線電壓反而不合格。此處采用 的判據(jù)為執(zhí)行國(guó)家《GB/T12325—2003電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》標(biāo)準(zhǔn)，在中、低壓 母線電壓低于允許值時(shí)，即101^及以下偏差為+-7%， 35KV及以上正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和 不超過(guò)10%, 220KV為-7^和+l(m時(shí)，禁止變壓器進(jìn)行N—1的反向調(diào)壓操作，在母線電壓高 于允許值時(shí)，禁止1一N的正向調(diào)壓操作。
3、 從變壓器調(diào)壓線圈所在的母線PT上取電壓信號(hào)，進(jìn)行判斷是否閉鎖有載調(diào)壓開(kāi)關(guān) 的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證在電網(wǎng)運(yùn)行電壓普遍低時(shí)不進(jìn)行調(diào)壓操作，結(jié)合電網(wǎng)反事故技術(shù)措施 和電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際電壓，強(qiáng)行干預(yù)可能發(fā)出的錯(cuò)誤調(diào)壓操作指令。在變電站現(xiàn)有的綜合自 動(dòng)化控制技術(shù)和無(wú)功優(yōu)化技術(shù)中，僅靠無(wú)功需量和變電站中、低壓側(cè)母線電壓值，確定 是否進(jìn)行有載調(diào)壓操作，違背電網(wǎng)穩(wěn)定導(dǎo)則的要求，致使在電網(wǎng)整體電壓水平較低時(shí)的 調(diào)壓操作不僅不能提高中、低壓母線電壓水平，反而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓崩潰事故，引發(fā)大面 積停電。
4、 從調(diào)壓開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置指示器上取變壓器相應(yīng)的分接位置信號(hào)，判斷操動(dòng)機(jī) 定是杏強(qiáng)制斷開(kāi)有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源開(kāi)關(guān)，即 一旦連調(diào)兩檔及以上，就立即通過(guò)電源開(kāi)關(guān)的跳閘線圈，強(qiáng)行切斷操作電源，同時(shí)也告 知故障維修信息。防止電動(dòng)機(jī)構(gòu)異常的變壓器到達(dá)極限分接位置，造成并列運(yùn)行變壓器 的變壓比嚴(yán)重不同?，F(xiàn)有遙控調(diào)壓操作無(wú)法避免的這種嚴(yán)重事件， 一旦發(fā)生滑檔聯(lián)調(diào)現(xiàn) 象，該有載調(diào)壓變壓器的線豳位置將一直到達(dá)極限位置；在該種狀態(tài)下運(yùn)行的變壓器， 一是會(huì)造成中、低壓側(cè)母線電壓嚴(yán)重異常，偏離允許范圍，影響電力系統(tǒng)供電電壓合格 率，甚至影響用戶(hù)用電設(shè)備的正常運(yùn)行，二是一旦出現(xiàn)滑檔聯(lián)調(diào)，并列運(yùn)行變壓器的變 壓比將嚴(yán)重不同，各臺(tái)變壓器之間將通過(guò)大的環(huán)路電流，使變壓器嚴(yán)重過(guò)負(fù)載運(yùn)行，損 耗急劇增加，運(yùn)行溫度大幅度提髙，極易造成變壓器絕緣損壞事故，影響正常供電，甚 至發(fā)生大面積停電事故；以往該狀態(tài)只能靠運(yùn)行人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)手動(dòng)操作才能恢復(fù)， 這時(shí)變壓器的運(yùn)行環(huán)境往往已經(jīng)達(dá)到不能允許的狀態(tài)，特別是對(duì)"無(wú)人值班"變電站就 更為突出。
5、 從變壓器高壓側(cè)CT上取電流信號(hào)，判定調(diào)壓操作的限值，通過(guò)在有載分接開(kāi)關(guān)的 控制回路中加裝電流閉鎖裝置，直接閉鎖變壓器有載開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。整定值一般不超過(guò) 變壓器額定電流的1.5倍。禁止過(guò)負(fù)載或系統(tǒng)出現(xiàn)短路時(shí)進(jìn)行切換，防止因?yàn)榍袚Q電流過(guò) 大，造成變壓器或有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)損壞。在變電站現(xiàn)有的綜合自動(dòng)化控制技術(shù)和無(wú)功優(yōu)化 技術(shù)中，僅靠無(wú)功需量和變電站中、低壓側(cè)母線電壓值，確定是否進(jìn)行有載調(diào)壓操作， 不考慮變壓器本身的負(fù)載狀態(tài)，未考慮系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)進(jìn)行調(diào)壓的危害，違背《電力變 壓器運(yùn)行規(guī)程的》的要求，影響變壓器的安全運(yùn)行和可靠供電。
6、 從變壓器的溫度表上讀取上層油溫信號(hào)，判斷變壓器的溫度調(diào)壓限值，在有載分 接開(kāi)關(guān)的控制回路中加裝溫度閉鎖裝置，直接閉鎖變壓器有載開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，整定值取 105t以下，避免了變壓器溫度異常時(shí)的調(diào)壓操作?，F(xiàn)有的控制技術(shù)在變壓器有載調(diào)壓開(kāi) 關(guān)操作時(shí)，不考慮變壓器運(yùn)行溫度的問(wèn)題，變壓器運(yùn)行溫度過(guò)高，會(huì)造成其絕緣材料老 化加快，使調(diào)壓開(kāi)關(guān)的絕緣性能和滅弧能力下降，此時(shí)若進(jìn)行調(diào)壓操作容易引發(fā)變壓器 或有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)損壞事故。本實(shí)用新型采用變壓器上已有的溫度測(cè)量裝置，按照
《DL/T572--95變壓器運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，禁止過(guò)負(fù)載或系統(tǒng)出現(xiàn)短路時(shí)進(jìn)行切換，防止因 為切換電流過(guò)大，造成變壓器或有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)損壞。
7、 通過(guò)在判據(jù)中設(shè)置閉鎖變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的電壓、電流、溫度的整定 值，控制過(guò)程中能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)置，定值大小、功能投入或退出等操作靈活，可以滿(mǎn) 足不同容
本實(shí)用新型利用變電站已經(jīng)存在的信息，把所需要的信號(hào)全部通過(guò)電纜引入控制裝 置即可，可以要求本實(shí)用新型的執(zhí)行裝置外型尺寸做成抽屜式標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，可以方便的安 裝在變電站已有的綜合自動(dòng)化盤(pán)柜上。本實(shí)用新型可以溶入到變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中， 實(shí)現(xiàn)其功能拓展，更好的為變電站安全運(yùn)行服務(wù)。
權(quán)利要求1、變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，包括指令輸出單元和調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)，其特征在于在指令輸出單元之前設(shè)置邏輯判斷處理單元，邏輯判斷處理單元的輸入端分別連接信號(hào)源的輸出端、位置指示傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端，邏輯判斷處理單元的輸出端連接指令輸出單元的輸入端，指令輸出單元的輸出端連接調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的輸入端。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于邏輯判斷處理單元采用單片機(jī)或者PLC可編程邏輯控制器。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)包括最高檔和最低檔閉鎖電路、防滑檔電路、緊急停止電路、檔位信號(hào)編碼電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于-最高檔和最低檔閉鎖電路包括繼電器J5及常閉接點(diǎn)J5-l、二極管D21、檔位滑動(dòng)觸頭DW1、繼電器J6及常閉接點(diǎn)J6-1、二極管D22、檔位滑動(dòng)觸頭DW9，繼電器J5與二極管D21并聯(lián)連接檔位滑動(dòng)觸頭DW1與24V+之間，形成最低檔的信號(hào)觸點(diǎn)回路；繼電器J6與二極管D22并聯(lián)連接在檔位滑動(dòng)觸頭DW9與24V+之間，形成最高檔的信號(hào)觸點(diǎn)回路；繼電器J5的常閉接點(diǎn)J5-1串聯(lián)在降壓操作回路，繼電器J6的常閉接點(diǎn)J6-1串在升壓操作回路。
5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于防滑檔電路包括:包括二極管D23-D31、繼電器J11-J14及常閉觸點(diǎn)J11-2、J12-2、J13-2、J14-2，二極管D23、D25、D27、D29、D31的陰極分別接到檔位滑動(dòng)觸頭DW1、DW3、DW5、DW7、DW9位，二極管D24、D26、D28、D30的陰極分別接到檔位滑動(dòng)觸頭DW2、DW4、DW6、DW8位，二極管D23-D31的陽(yáng)極分別接到升檔控制回路的兩組繼電器Jll、J12的常閉觸點(diǎn)J11-2、J12-2和降檔控制回路的兩組繼電器J13、J14的常閉觸點(diǎn)J13-2、J14-2上，電源負(fù)極24V—接在檔位滑動(dòng)觸頭的公共端DWC0M上。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于緊急停止電路包括繼電器J17、繼電器J10的常開(kāi)觸點(diǎn)J10-l、急停按鈕，急停按鈕和繼電器J10常幵觸點(diǎn)J10-l并聯(lián)，然后與繼電器J17串聯(lián)連接在電源24V+和24V—之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于 檔位信號(hào)編碼電路包括四位二進(jìn)制編碼器包括二級(jí)管D1-D16和繼電器J1-J4 ， 二極 管Dl-D5與繼電器Jl構(gòu)成二進(jìn)制編碼的bit0位，二極管Dl-D5的陰極分別連接檔位滑 動(dòng)觸頭DW1、 DW3、 DW5、 DW7、 DW9位，二極管Dl-D5的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器Jl和二 極管D17連接電源24V+, 二極管D6-D9與繼電器J2構(gòu)成二進(jìn)制編碼的bitl位，二極 管D6-D9的陰極分別連接檔位滑動(dòng)觸頭的DW2、 DW3、 DW6、 DW7位，二極管D6-D9的陽(yáng) 極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J2和二極管D18連接電源24V+, 二極管D11-D14與繼電器J3構(gòu) 成二進(jìn)制編碼的bit2位，二極管D11-D14的陰極分別連接在檔位滑動(dòng)觸頭DW4、 DW5、 DW6、 DW7位，二極管D11-D14的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J3和二極管D19連接電源24V + ， 二極管D15、 D16與繼電器J4構(gòu)成二進(jìn)制編碼的bit3位，二極管D15、 D16的陰極 分別連接檔位滑動(dòng)觸頭Dff8、 DW9位，二極管D15、 D16的陽(yáng)極通過(guò)并聯(lián)的繼電器J4和 二極管D20連接電源24V+，繼電器J1-J4的常開(kāi)觸點(diǎn)Jl-l、 J2-1、 J3-1、 J4-1分別 接到PLC可編程邏輯控制器的數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸入端DI1-DI4。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，其特征在于 輸出驅(qū)動(dòng)電路包括繼電器Jll、 J12、 J13、 J14、 J15、 J16、 J17及常開(kāi)觸點(diǎn)Jll-3、 J12誦3、 J13-3、 J14-3、 J15-l、 J15-2、 J16-l、 J16-2、 J17的常閉觸點(diǎn)J17-l、 J17-2,繼 電器Jll、 J12的常開(kāi)觸點(diǎn)Jll-3、 J12-3并聯(lián)連接，然后與繼電器J15串聯(lián)連接在電源 24V+和24V—之間，繼電器J13、 J14的常開(kāi)觸點(diǎn)J13-3、 J14-3并聯(lián)連接，然后與繼 電器J16串聯(lián)連接在電源24V+和24V—之間，繼電器J15常開(kāi)觸點(diǎn)J15-l、 J15-2分別 與繼電器J17常閉觸點(diǎn)J17-1、 J17-2串聯(lián)，作為升壓操作的輸出；繼電器J16常開(kāi)觸點(diǎn) J16-l、 J16-2分別與繼電器J17常閉觸點(diǎn)J17-3、 J17-4串聯(lián)。
專(zhuān)利摘要變壓器有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)防滑檔步進(jìn)控制裝置，屬于變電站安全自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。包括指令輸出單元和調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)，其特征在于在指令輸出單元之前設(shè)置邏輯判斷處理單元，邏輯判斷處理單元的輸入端分別連接信號(hào)源的輸出端、位置指示傳感器的輸出端、溫度傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端和電壓傳感器的輸出端，邏輯判斷處理單元的輸出端連接指令輸出單元的輸入端，指令輸出單元的輸出端連接調(diào)壓開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的輸入端。具有利用變電站已經(jīng)存在的信息，把所需要的信號(hào)全部通過(guò)電纜引入控制裝置，保證電網(wǎng)和設(shè)備安全、可靠供電、提高供電質(zhì)量、節(jié)約資源等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01F29/04GK201069699SQ20072002139
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者咸日常 申請(qǐng)人:咸日常