專利名稱：懸掛式變電站微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通過(guò)對(duì)變電站參數(shù)測(cè)試、用于變電站保護(hù)及自動(dòng)測(cè)控的裝置。
目前使用的變電站保護(hù)測(cè)控裝置大致可分為兩種類型，一類是以常規(guī)電磁式繼電器及檢測(cè)儀表為主體的保護(hù)測(cè)控屏，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)松散，體形大，可靠性差，不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的需要。另一類是以小規(guī)模集成電路或通用微型計(jì)算機(jī)為核心的變電站集控臺(tái)，如中國(guó)專利“變電所微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)”(公開(kāi)號(hào)CN1040290A)，南京電力自動(dòng)化設(shè)備總廠生產(chǎn)的WBZ-102U型多功能微機(jī)保護(hù)裝置，許昌繼電器廠生產(chǎn)的XWJK-1000型變電站微機(jī)保護(hù)裝置，河南思達(dá)電力技術(shù)公司生產(chǎn)的PWS-9200型變電站微機(jī)集控臺(tái)，長(zhǎng)沙湘南電氣設(shè)備廠生產(chǎn)的WKBC型變電站微機(jī)集控臺(tái)等等，這些設(shè)備都需要在值班人員日夜監(jiān)控下運(yùn)行的室內(nèi)一體化裝置，其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，需要專用控制室，初投資高，運(yùn)行費(fèi)用大，事故率也較高。
為了克服以上不足，本實(shí)用新型提供了一種高可靠性無(wú)人值守變電站保護(hù)自動(dòng)測(cè)控裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)保護(hù)測(cè)控的對(duì)象(變壓器、高壓線路、補(bǔ)償電容器等)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)指標(biāo)，采用模塊化程序設(shè)計(jì)，預(yù)先編制好程序，并將程序裝入與中心處理器聯(lián)結(jié)的程序存貯器中，通過(guò)隔離型線性變送器和緩沖器采集運(yùn)行參數(shù)，并與參數(shù)整定值進(jìn)行比較，當(dāng)受控電力設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按主要保護(hù)及后備保護(hù)預(yù)先整定的數(shù)值及動(dòng)作時(shí)限，經(jīng)光電隔離器啟動(dòng)聲光信號(hào)電路，發(fā)出就地警告，或經(jīng)光電隔離器及出口驅(qū)動(dòng)器，使斷路器跳閘，并將電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)及故障信息經(jīng)遠(yuǎn)程通訊接口發(fā)送到地區(qū)調(diào)度室。同時(shí)遠(yuǎn)程通訊接口接收由地區(qū)調(diào)度室發(fā)出的控制命令，經(jīng)CPU處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的操作，完成遠(yuǎn)程調(diào)度任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守。為了提高裝置的可靠性和抗干擾能力，本實(shí)用新型還包括對(duì)裝置的整個(gè)程序及各個(gè)元器件進(jìn)行在線監(jiān)視和分析的自檢邏輯電路，自檢邏輯電路由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、微分電路、反相器、復(fù)位電路組成。當(dāng)受控對(duì)象--裝置運(yùn)行正常時(shí)，從單片機(jī)的輸出口發(fā)送具有固定頻率和占空比的方波信號(hào)，方波信號(hào)加到單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸入端，利用振蕩器的邏輯關(guān)系，使振蕩器的輸出端呈現(xiàn)低電平，經(jīng)反相器后輸出高電平，顯示裝置運(yùn)行正常；當(dāng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，單片機(jī)的輸出口的方波信號(hào)消失，變?yōu)槠街钡母唠娖交虻碗娖?，由于振蕩器的邏輯關(guān)系，使振蕩器的輸出端由低電平突跳為高電平，使由電容及電阻組成的微分電路向反相器發(fā)出正脈沖信號(hào)，反相器則輸出具有適當(dāng)寬度的負(fù)脈沖信號(hào)，該信號(hào)加在由二極管，電阻和電容組成的單片機(jī)復(fù)位電路上，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行一次可靠的復(fù)位操作。為了能在硬件出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)報(bào)警，自檢邏輯電路還包括有由發(fā)光二極管、光耦三極管、功放電路和警笛組成的聲光報(bào)警電路。當(dāng)裝置運(yùn)行正常時(shí)，聲光報(bào)警電路由電阻接收低電平，光耦三極管的原方通過(guò)具有足夠強(qiáng)的電流，使光耦三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)亮，同時(shí)，由電阻、電容和晶體管組成的功放電路的輸入端呈低電平，功放晶體管截止，繼電器斷電，警笛斷開(kāi)；當(dāng)裝置發(fā)生硬件故障無(wú)法恢復(fù)后，電阻上的低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，聲光?bào)警電路變態(tài)，發(fā)光二極管熄滅，同時(shí)功放晶體管導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作，警笛發(fā)出警報(bào)。
本實(shí)用新型采用分散型戶外懸掛式結(jié)構(gòu)，變電站的每一個(gè)保護(hù)對(duì)象，同一對(duì)象的不同保護(hù)，乃至同一對(duì)象同一保護(hù)的主要保護(hù)及后備保護(hù)，都可以分別由一個(gè)獨(dú)立的單元來(lái)承擔(dān)，各單元分散懸掛在變電站室外距受控對(duì)象最近的電桿上。
本實(shí)用新型由于采用分散型戶外懸掛式結(jié)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)保護(hù)測(cè)控裝置的標(biāo)準(zhǔn)化，把運(yùn)行的故障危害減小到最低程度，不需要專用的控制室或戶外專用構(gòu)架，節(jié)省投資，降低變電站的初投資及運(yùn)行費(fèi)；又由于采用了自檢邏輯電路，大大提高了裝置的可靠性和抗干擾能力，為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守提供保障，提高了電力系統(tǒng)調(diào)度及電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控、調(diào)度的程控化和數(shù)字化，同時(shí)也提高了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和靈活性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。


圖1.本實(shí)用新型電原理框圖；圖2.本實(shí)用新型中自檢邏輯電路的電路圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括單片機(jī)1，與單片機(jī)1聯(lián)結(jié)在一起的數(shù)據(jù)鎖存器2和程序存貯器3，主要用于存貯、讀取程序，比較處理數(shù)據(jù)。變電站受控對(duì)象的運(yùn)行參數(shù)經(jīng)隔離型線性變送器4及緩沖器5進(jìn)入單片機(jī)1的A/D接口，經(jīng)軟件濾波、標(biāo)度變換等信息處理后，一方面轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)格式，經(jīng)遠(yuǎn)程通訊接口13傳輸?shù)降貐^(qū)調(diào)度室。另一方面，與相應(yīng)參數(shù)的保護(hù)設(shè)定值不斷進(jìn)行比較。當(dāng)受控電力設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按主要保護(hù)及后備保護(hù)預(yù)先整定的數(shù)值及動(dòng)作時(shí)限，發(fā)出異常信號(hào)或跳閘命令，經(jīng)光電隔離器6啟動(dòng)聲光信號(hào)電路10，發(fā)出就地警告，同時(shí)經(jīng)遠(yuǎn)程通訊接口13發(fā)送到地區(qū)調(diào)度室，或經(jīng)光電隔離器7及出口驅(qū)動(dòng)器8，使斷路器9跳閘，切除電網(wǎng)中的故障部件。斷路器9的狀態(tài)(分、合)信號(hào)經(jīng)光電隔離器7返回單片機(jī)1，經(jīng)處理后，與事故信號(hào)一起，由遠(yuǎn)程通訊接口13發(fā)送到地區(qū)調(diào)度室，同時(shí)遠(yuǎn)程通訊接口13接收由地區(qū)調(diào)度室發(fā)出的控制命令，經(jīng)CPU處理后，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器9的操作，從而完成遠(yuǎn)程調(diào)度任務(wù)。就地操作命令經(jīng)人-機(jī)界面11經(jīng)光電隔離器6進(jìn)入CPU，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的控制。各種事故信號(hào)及斷路器9的工作狀態(tài)也可由就地聲光信號(hào)電路10發(fā)出。自檢邏輯電路12在自檢程序的配合下，對(duì)整個(gè)裝置的各個(gè)元器件進(jìn)行在線監(jiān)視。
圖2為自檢邏輯電路12的電路圖，由自檢程序?qū)ρb置中各元器件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和分析。具體工作過(guò)程為當(dāng)受控對(duì)象--裝置運(yùn)行正常時(shí)，從單片機(jī)1的輸出口發(fā)送具有固定頻率和占空比的方波信號(hào)，該方波信號(hào)一方面產(chǎn)生一個(gè)軟件標(biāo)志，通知地區(qū)調(diào)度室裝置運(yùn)行正常，另一方面將方波信號(hào)加到74121單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器14的輸入端，利用振蕩器14的邏輯關(guān)系及電容16和電阻17的參數(shù)配合，使振蕩器14的輸出端電阻18與電容19的會(huì)合點(diǎn)呈現(xiàn)低電平，反相器15輸出高電平，裝置運(yùn)行正常。當(dāng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，單片機(jī)1的輸出口的方波信號(hào)消失，變?yōu)槠街钡母唠娖交虻碗娖?，由于振蕩?4的邏輯關(guān)系，使振蕩器14的輸出端電阻18與電容19的會(huì)合點(diǎn)由低電平突跳為高電平，使電容20及電阻21組成的微分電路向反相器15發(fā)出正脈沖信號(hào)，反相器15則輸出具有適當(dāng)寬度的負(fù)脈沖信號(hào)。該信號(hào)加在由二極管23，電阻24和電容22組成的單片機(jī)復(fù)位電路上，對(duì)單片機(jī)1進(jìn)行一次可靠的復(fù)位操作，若屬軟件故障，則經(jīng)復(fù)位操作后，裝置即可恢復(fù)正常，從而起到“看門(mén)狗”的作用。若屬硬件故障，復(fù)位操作無(wú)法恢復(fù)正常運(yùn)行，則單片機(jī)1的輸出口產(chǎn)生的方波信號(hào)持續(xù)消失，由它產(chǎn)生的標(biāo)志也隨之消失，地區(qū)調(diào)度室失出該標(biāo)志后，將產(chǎn)生相應(yīng)的故障警報(bào)，呼喚人工介入，進(jìn)行事故處理。為了能更好地工作，本實(shí)用新型的自檢邏輯電路還包括有聲光報(bào)警電路。聲光報(bào)警電路主要包括發(fā)光二極管、光耦三極管、功放電路和警笛。當(dāng)裝置運(yùn)行正常時(shí)，聲光報(bào)警電路由電阻25接收低電平，光耦三極管26的原方通過(guò)具有足夠強(qiáng)的電流，使光耦三極管26導(dǎo)通，發(fā)光二極管27發(fā)亮，同時(shí)，由電阻28、電容29和晶體管30組成的功放電路的輸入端呈低電平，功放晶體管30截止，繼電器31斷電，警笛33斷開(kāi)。當(dāng)裝置發(fā)生故障無(wú)法恢復(fù)后，電阻25上的低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，聲光?bào)警電路變態(tài)，發(fā)光二極管27熄滅，指示本裝置發(fā)生故障，同時(shí)功放晶體管30導(dǎo)通，繼電器31動(dòng)作，警笛33發(fā)出警報(bào)。
實(shí)施例本實(shí)用新型用于農(nóng)村35KV/10KV小型變電站中，對(duì)35KV/10KV變壓器、10KV配出線及補(bǔ)償電容進(jìn)行保護(hù)和測(cè)控，每一組保護(hù)測(cè)控單元與一臺(tái)戶外式斷路器配套使用。變壓器10KV輸出，10KV配出線及補(bǔ)償電容各一套，保護(hù)測(cè)控單元懸掛在支撐斷路器的電桿上，二者相距不到3米，組成無(wú)人值守、無(wú)控制室的小型變電站。
權(quán)利要求1.一種變電站微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，通過(guò)隔離型線性變送器和緩沖器采集運(yùn)行參數(shù)，并與參數(shù)整定值進(jìn)行比較，當(dāng)受控電力設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，按主要保護(hù)及后備保護(hù)預(yù)先整定的數(shù)值及動(dòng)作時(shí)限，經(jīng)光電隔離器啟動(dòng)聲光信號(hào)電路，發(fā)出就地警告，或經(jīng)光電隔離器及出口驅(qū)動(dòng)器，使斷路器跳閘，并將電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)及故障信息經(jīng)遠(yuǎn)程通訊接口發(fā)送到地區(qū)調(diào)度室，其特征在于本實(shí)用新型還包括接收由單片機(jī)發(fā)送信號(hào)的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、線路出現(xiàn)故障時(shí)向反相器發(fā)送正脈沖信號(hào)的微分電路、輸出負(fù)脈沖信號(hào)的反相器、由二極管、電阻和電容組成對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作的復(fù)位電路和由發(fā)光二極管、光耦三極管、功放電路和警笛組成的聲光報(bào)警電路組成，對(duì)裝置的整個(gè)程序及各個(gè)元器件進(jìn)行在線監(jiān)視和分析的自檢邏輯電路。
專利摘要一種變電站微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置,通過(guò)隔離型線性變送器和緩沖器采集運(yùn)行參數(shù),并與參數(shù)整定值進(jìn)行比較,當(dāng)受控電力設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),經(jīng)光電隔離器啟動(dòng)聲光信號(hào)電路,發(fā)出就地警告,或經(jīng)光電隔離器及出口驅(qū)動(dòng)器,使斷路器跳閘,本實(shí)用新型的特征是包括有對(duì)裝置的整個(gè)程序及各個(gè)元器件進(jìn)行在線監(jiān)視和分析的自檢邏輯電路,自檢邏輯電路由單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器、微分電路、反相器、復(fù)位電路組成。本實(shí)用新型對(duì)變電站的每一個(gè)保護(hù)對(duì)象,可以分別由一個(gè)獨(dú)立的單元來(lái)承擔(dān),以降低故障危害的程度。
文檔編號(hào)H02B15/00GK2285527SQ9623482
公開(kāi)日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1996年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者張明達(dá), 李加悉, 歐陽(yáng)昌華, 周月升 申請(qǐng)人:張明達(dá)