專利名稱:自供電自動切換合閘的高壓控制系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種高壓控制系統,特別是一種自供電自動切換合閘的高壓控制系 統。
背景技術:
在電力系統中,對于供電可靠性要求較高的重要用戶或變電站,必須具備兩個或 多個供電電源,但是為了減小短路容量、合理分布潮流和避免電磁環網,一般采取由一個供 電電源作為工作電源,其余電源作為備用的運行方式。同時加裝備用電源自動切換合閘系 統,在工作電源因某種原因故障跳閘時,由備用電源自動切換合閘系統快速地切換到備用 電源上,使用戶或變電站重新獲得電源。但備用電源自動切換合閘功能的前提條件是必須 有可靠的操作電源,因此急需一種解決自身供電的裝置。如圖1典型的主備兩路電源高壓一次系統方案所示,主備兩路電源高壓系統包括 IOKV主供電源1和備用電源2分別經主進線斷路器VS1-1、備進線斷路器VS1-2與后續的出 線斷路器3、變壓器4與低壓柜5連接。其中該主進線斷路器VSl-I和備進線斷路器VS1-2 是高壓入戶開關,在高壓系統運行過程中,二者始終交替運行,絕對保證外電IOkV高壓不 會同時進入。但是,現今越來越多采用主備兩路IOkV高壓供電入戶的單位,特別是用電為一級 負荷單位的用戶,因其原高壓控制系統的不合理,給用戶帶來諸多不便,違背了“不間斷、高 質量、既經濟、又安全”的供電方針要求。目前常用控制系統運行狀態如下1、不間斷電源 向高壓控制系統供電,高壓控制系統的所有功能才能運行;回路中一路斷電,而另一路合閘 還得由人工操作完成;高壓控制柜所有控制開關都有一段距離,人工最快完成切換合閘操 作程序需6-7分鐘時間,這個時間長度很大程度造成不必要的經濟損失。2、高壓控制系統 采用的直流220電源是通過采用交流220V加裝UPS電源,并另加裝電橋整流電路,為該系 統提供的,但UPS電源由于使用時間短,且蓄電池要經常更換、維護等原因,此方法不能保 證真空斷路器及繼電保護長期正常工作。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是,針對現有技術不足,提供一種既能自供電又能自 動切換合閘的高壓控制系統。為解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案是一種自供電自動切換合閘的 高壓控制系統,包括主供電源、備用電源和高壓柜控制電路,該主供電源經主進線斷路器、 出線斷路器、變壓器與低壓柜連接,該備用電源經備進線斷路器、出線斷路器、變壓器與低 壓柜連接,其特征在于,該主供電源及備用電源之間設有自供電裝置,該自供電裝置又包括主、備直流供 電支路;該主直流供電支路包括并接于主供電源進線端的主電壓互感器,該主電壓互感器 的輸出端連接主中間隔離變壓器,該主中間隔離變壓器的輸出端同時并接有主整流電橋及直流切換繼電器的線圈,該主整流電橋的輸出端經直流切換繼電器的常開觸點與高壓柜控 制電路和自動切換合間裝置的電源輸入端連接;該備直流供電支路包括并接于備用電源進 線端的備電壓互感器,該備電壓互感器的輸出端連接備中間隔離變壓器,該備中間隔離變 壓器的輸出端連接備整流電橋,該備整流電橋輸出端經直流切換繼電器的兩常閉觸點與高 壓柜控制電路和自動切換合間裝置的電源輸入端連接。
本發明的一較佳實施例中,所述備中間隔離變壓器的輸出端同時并接有自動切換 繼電器的線圈,所述自動切換合閘裝置包括主進線斷路器合閘單元及備進線斷路器合閘單 元,該主進線斷路器合閘單元包括與自供電裝置輸出端連接的自動切換繼電器的兩常閉觸 點,該兩常閉觸點通過串接的備進線斷路器的常閉點、主進線斷路器的常閉點及主進線斷 路器合閘繼電器連接成回路,該主進線斷路器合閘繼電器的常開觸點并連至主進線斷路器 手動合閘開關兩端;該備進線斷路器合閘單元包括與自供電裝置輸出端連接的自動切換繼 電器的兩常開觸點,該兩常開觸點通過串接的主進線斷路器的常閉點、備進線斷路器的常 閉點及備進線斷路器合閘繼電器連接成回路,該備進線斷路器合閘繼電器的常開觸點并連 至備進線斷路器手動合閘開關兩端。本發明的一較佳實施例中,所述自動切換合閘裝置的輸入端設有第一手動/自動 切換開關,該自動切換繼電器的線圈回路中設有第二手動/自動切換開關,該自動切換繼 電器的一常開觸點經第三手動/自動切換開關并接至備進線斷路器手動分閘開關兩端。與現有技術相比,本發明所具有的有益效果為1、本發明高壓控制系統電路簡單, 元器件少,費用低,不需高精密電路,節省了成本,同時減少了運行維護人員的操作程序,更 好地發揮雙電源供電的優越性,保證雙電源供電的可靠性,及時安全地進行電源切換。2、本 發明采用元器件為標準型號,通用性好,易于采購,大大縮短了生產周期。3、該自供電自動 切換合閘功能的控制系統還可以應用于有兩路電源進線的交流400V場合實現自動切換, 應用廣泛。
圖1為典型主備兩路電源高壓一次系統方案圖。圖2為本發明自供電裝置電路結構圖。圖3為本發明帶自供電裝置及自動切換合閘裝置的電路結構圖。
具體實施例方式如圖2、圖3所示,本發明包括主供電源1、備用電源2及高壓柜控制電路,該主供 電源1和備用電源2分別經主進線斷路器VS1-1、備進線斷路器VS1-2與后續的出線斷路器 3、變壓器4與低壓柜5連接。該主供電源1及備用電源2之間設有如圖2所示的自供電裝 置6,該自供電裝置6包括主、備直流供電支路。該主直流供電支路包括并接于主供電源1 進線端的主電壓互感器PT1,該主電壓互感器PTl的輸出端連接主中間隔離變壓器Tl,該主 中間隔離變壓器Tl的輸出端同時并接有主整流電橋Dl及直流切換繼電器Jl的線圈,該主 整流電橋Dl的輸出端經直流切換繼電器Jl的兩常開觸點J1K1、J1K2與高壓柜控制電路和 自動切換合閘裝置7的電源輸入端連接。該備直流供電支路包括并接于備用電源2進線端 的備電壓互感器PT2,該備電壓互感器PT2的輸出端連接備中間隔離變壓器T2,該備中間隔離變壓器T2的輸出端同時并接有備整流電橋D2及自動切換繼電器J2的線圈,該備整流電 橋D2輸出端經直流切換繼電器Jl的兩常閉觸點J1K3、J1K4與高壓柜控制電路和自動切換 合閘裝置7的電源輸入端連接。該并接自動切換繼電器J2的線圈回路上還設有第二手動 /自動切換開關K2,為安全起見,該自動切換繼電器J2的常開觸點J2K5、J2K6分別并聯至 主、備進線繼電器VS1-1、VS1_2的手動分閘開關兩端。當自供電裝置運行時,將高壓IOkV直接降為低壓供電用戶使用的微型變壓器,常 見的有110V,220V交流輸出。該電路的工作原理由于主、備電壓互感器PT1、PT2初級分別 并 接至IOkV主、備電源進線端,這樣主、備電壓互感器ΡΤ1、ΡΤ2不受任何開關控制,在外線 來電時主、備電壓互感器ΡΤ1、ΡΤ2就直接處于供電狀態,輸出IlOV交流電,主、備中間隔離 變壓器Tl、Τ2將主、備電壓互感器ΡΤ1、ΡΤ2輸出的IlOV交流電升為220V,該220V電壓經 主、備整流電橋D1、D2整流輸出直流220V,不需加電容濾波,向高壓柜控制電路和自動切換 合閘裝置供電。直流切換繼電器Jl為220V中間繼電器,其型號為JZ7-44,觸點為雙斷點、 橋式結構,分上、下兩層排列,每層各有四對觸頭。工作運行時,當外線主、備用電源都來電 時,直流切換繼電器Jl便會得電吸合,直流切換繼電器Jl的常開觸點J1K1、J1K2便會自動 閉合,常閉觸點J1K3、J1K4便會自動斷開,直流220V會由主電壓互感器PTl電路提供,備電 壓互感器PT2提供的直流220V便會切斷。如果外線主供電源IOkV斷電,備電壓互感器PT2 繼續供電,直流切換繼電器Jl便會失電,常閉觸點J1K3、J1K4閉合,常開觸點J1K1、J1K2將 斷開。直流切換繼電器Jl主要切換由電壓互感器PTl和PT2提供的兩組直流電源,以此向 高壓柜繼電保護及真空斷路器提供不間斷用電,實現控制電路不斷電的功能。如圖3所示,本發明還包括一自動切換合閘裝置。該自動切換合閘裝置7由上述 自供電裝置6提供220V電源,且該自動切換合閘裝置7包括主進線斷路器合閘單元及備進 線斷路器合閘單元。該主進線斷路器合閘單元包括與自供電裝置輸出端連接的自動切換 繼電器J2的兩常閉觸點J2K1、J2K2,該兩常閉觸點J2K1、J2K2通過串接的備進線斷路器 VS1-2的常閉點DL1、主進線斷路器VSl-I的常閉點DL2及主進線斷路器合閘繼電器J3連 接成回路,該主進線斷路器合閘繼電器J3的常開觸點J3K并連至主進線斷路器手動合閘開 關兩端。該備進線斷路器合閘單元包括與自供電裝置輸出端連接的自動切換繼電器J2的 兩常開觸點J2K3、J2K4,該兩常開觸點J2K3、J2K4通過串接的主進線斷路器VSl-I的常閉 點DL4、備進線斷路器VS1-2的常閉點DL3及備進線斷路器合閘繼電器J4連接成回路,該備 進線斷路器合閘繼電器J4的常開觸點J4K并連至備進線斷路器手動合閘開關兩端。該自 動切換合閘裝置的輸入端還設有第一手動/自動切換開關K1,該備進線斷路器VS1-2自動 分閘回路中還設有第二手動/自動切換開關K3。該自動切換合閘裝置工作過程如下當外線IOKV主、備電源1、2都供電時,主、備 整流電橋D1、D2就會輸出直流220V電源,在直流切換繼電器Jl的控制下,主整流電橋Dl 輸出的直流220V電源向高壓柜控制電路和自動切換電路供電,當主供電源1出現故障跳 閘時,將第一、二、三手動/自動轉換開關K1、K2、K3都閉合(第一、二、三手動/自動轉換 開關Kl、Κ2、Κ3在自動時同時閉合,且第一、二、三手動/自動轉換開關Kl、Κ2、Κ3使用一只 CFL5-16萬能轉換開關,斷開時可進行高壓柜人工手動合閘操作),自動切換繼電器J2得電 吸合,該自動切換繼電器J2所有觸點J2K1、J2K2、J2K3、J2K4、J2K5、J2K6都動作,其中J2K1、 J2K2、J2K6將斷開,而J2K3、J2K4、J2K5閉合。J2K5閉合就向主進線斷路器VSl-I發出分閘指令(J2K5并接至VSl-I手動分閘開關兩端),主進線斷路器VSl-I便會立刻斷開,VSl-I 斷開后其常閉點DL4就會閉合,同時J2K3、J2K4閉合,電源經J2K3、J2K4、DL4、DL3向J4供 電,使J4吸合。同時J4K也閉合,J4K閉合后向VS1-2發出合閘指令(JK4并接至VS1-2手 動合閘KK開關兩端),VS1-2真空斷路器合閘(由于J2K5先閉合向VSl-I發出分閘指令, 故VSl-I先分閘,VS1-2后合閘)。VSl-I和VS1-2任何一個斷路器要合閘的先決條件必須是另一個斷路器處于分閘 狀態,這是由于VSl-I和VS 1-2在原設計時將其互鎖的,即VSl-I和VS1-2不可能同時合 閘。如果VSl-I和VS1-2能同時合閘將造成外線兩路IOKV高壓相碰,可能出現重大用電責 任事故,是極其危險的,本發明已充分考慮了 VSl-I和VS1-2交替運行問題,可以避免主、備 電源互通現象的發生。同樣如果外線IOKV備用電源2斷電,自動切換繼電器J2斷電,自動切換繼電器J2 的常閉觸點J2K1、J2K2、J2K6將閉合,J2K6閉合備進線斷路器VS1-2將先獲得分閘指令, VS1-2分閘斷開,V S1-2分閘后DLl閉合,主進線斷路器合閘繼電器J3電路連通,J3吸合, J3K觸點閉合,VSl-I獲得合閘指令,VSl-I合閘。另外圖3電路中DL2、DL3分別為VS 1_1、VS1_2的常閉點,作用是在VS1_1、VS1_2 合閘后,將J3、J4電源斷開,這樣做的目的是在VS1-1、VS1_2合閘后,J3、J4不用長期工作在 帶電狀態下(因為VS1-1、VS1_2合閘控制開關為觸發式開關)。DL1、DL4也起到對VS1-1、 VS1-2連鎖控制的作用。在圖中J2K6觸點電路中串接了 K2開關,而在J2K5觸點電路中沒 有串接開關,是因為在電路進入手動狀態后,繼電器觸點J2K5是斷開的,而J2K6是閉合的, 所以VS1-2始終接受分閘指令狀態,為此必須串接K2,在手動狀態時將電路斷開。圖中自動切換繼電器J2與直流切換繼電器Jl的型號相同。主進線斷路器合閘 繼電器J3與備進線斷路器合閘繼電器J4采用兩只型號為JZX-22F的220V交流中間繼電 器。如果J3繼電器吸合,J3K頭閉合,又由于J3K兩端并接至VSl-I手動合閘開關兩端,故 VSl-I真空斷路器便得到合閘指令,VSl-I真空斷路器便會自動合閘,外線IOkV主供電源1 就會向變壓器出線供電。在VSl-I自動合閘之前VS1-2先分閘,這是因為原設計VSl-I和 VS1-2真空斷路器是互鎖的。所以VSl-I合閘后,VS1-2就不可能合閘,故主、備兩路高壓就 永遠不可能同時向變壓器供電。
權利要求
一種自供電自動切換合閘的高壓控制系統,包括主供電源、備用電源和高壓柜控制電路,該主供電源和備用電源分別經主進線斷路器、備進線斷路器與后續的出線斷路器、變壓器與低壓柜連接,其特征在于,該主供電源及備用電源之間設有自供電裝置,該自供電裝置又包括主、備直流供電支路;該主直流供電支路包括并接于主供電源進線端的主電壓互感器,該主電壓互感器的輸出端連接主中間隔離變壓器,該主中間隔離變壓器的輸出端同時并接有主整流電橋及直流切換繼電器的線圈,該主整流電橋的輸出端經直流切換繼電器的常開觸點與高壓柜控制電路和自動切換合閘裝置的電源輸入端連接;該備直流供電支路包括并接于備用電源進線端的備電壓互感器,該備電壓互感器的輸出端連接備中間隔離變壓器,該備中間隔離變壓器的輸出端連接備整流電橋,該備整流電橋輸出端經直流切換繼電器的兩常閉觸點與高壓柜控制電路和自動切換合閘裝置的電源輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的自供電自動切換合閘的高壓控制系統,其特征在于,所述備 中間隔離變壓器的輸出端同時并接有自動切換繼電器的線圈,所述自動切換合閘裝置包括 主進線斷路器合閘單元及備進線斷路器合閘單元,該主進線斷路器合閘單元包括與自供電 裝置輸出端連接的自動切換繼電器的兩常閉觸點,該兩常閉觸點通過串接的備進線斷路器 的常閉點、主進線斷路器的常閉點及主進線斷路器合閘繼電器連接成回路,該主進線斷路 器合閘繼電器的常開觸點并連至主進線斷路器手動合閘開關兩端;該備進線斷路器合閘 單元包括與自供電裝置輸出端連接的自動切換繼電器的兩常開觸點,該兩常開觸點通過串 接的主進線斷路器的常閉點、備進線斷路器的常閉點及備進線斷路器合閘繼電器連接成回 路,該備進線斷路器合閘繼電器的常開觸點并連至備進線斷路器手動合閘開關兩端。
3.根據權利要求1所述的自供電自動切換合閘的高壓控制系統,其特征在于,所述自 動切換合閘裝置的輸入端設有第一手動/自動切換開關,該自動切換繼電器的線圈回路中 設有第二手動/自動切換開關,該自動切換繼電器的一常開觸點經第三手動/自動切換開 關并接至備進線斷路器手動分閘開關兩端。
全文摘要
一種自供電自動切換合閘的高壓控制系統,包括主供電源、備用電源和高壓柜控制電路,該主供電源及備用電源之間設有自供電裝置,該自供電裝置又包括主、備直流供電支路;該主、備直流供電支路分別包括并接于主、備電源進線端的主、備電壓互感器,該主、備電壓互感器的輸出端分別連接主、備中間隔離變壓器,該主中間隔離變壓器的輸出端同時并接有主整流電橋及直流切換繼電器的線圈,該備中間隔離變壓器的輸出端連接備整流電橋,該主、備整流電橋輸出端經直流切換繼電器的觸點與高壓柜控制電路和自動切換合閘裝置的電源輸入端連接。本發明不僅能為高壓柜控制電路提供不間斷電源,還能實現主、備兩路供電電源的自動切換。
文檔編號H02J9/06GK101969227SQ20101054392
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者嚴健, 余莊平, 黃國興, 黃新聞 申請人:湖南雁能森源電力設備有限公司