專利名稱：微機型備自投裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子裝置，特別是涉及一種微機型備自投裝置。
技術背景備自投裝置，是備用電源自動投入使用裝置的簡稱。在電力生產(chǎn)和供應過 程中，為確保供電可靠性，最大限度減少對用戶停電，變電站和重要用戶一般 采用雙電源或多電源互為備用供電方式，備自動裝置是實現(xiàn)此功能的智能控制 設備，其安全可靠運行是保證電源備投成功的關鍵。在電力系統(tǒng)中， 一次系統(tǒng)的運行方式可能會根據(jù)需要而變動。為了自適應一次系統(tǒng)，備自投也有多種運行方式，但基本上都遵循以下的總則1. 工作母線失壓(非PT斷線造成)；2. 跳開與原工作電源相連接的斷路器，以免備用電源合閘于故障；3. 檢查備用電源是否合格，如滿足要求則合上工作母線與備用電源相連 的斷路器；4. 備自投只動作一次。電力系統(tǒng)中110KV及以上變電所的IOKV母線基本上都是采用單母線分 段接線，由于電網(wǎng)不斷擴大，IOKV側的三相短路電流也隨之加大，使得10KV 電力系統(tǒng)都只能采用分列運行，而負載一般都是分別接于兩段IOKV母線上， 因此就存在互相切換問題。過去基本上是采用手動操作進行兩電源間的切換， 這樣就會延長停電時間，有時還會造成帶電拉合開關。而且，目前大部分的 110KV變電站已實現(xiàn)無人職守，所以就要求所用電系統(tǒng)能夠進行自動切換， 現(xiàn)有的切換方式目前較多采用的是通過繼電器控制方式來實現(xiàn)。目前用成套設備來實現(xiàn)備自投的裝置有多種類型，但結構基本相同。如圖 1，都是由A、 B兩臺斷路器、電動操作機構、自動切換電器控制器以及機械/ 電氣連鎖組成。所述電動操作機構用于對常用電源和備用電源進行合閘和分閘
操作。所述自動切換電器控制器用于控制所述電動操作機構和機械/電氣連鎖的作動。所述機械/電氣連鎖連接A、 B兩臺斷路器，使其只能一臺斷路器接 通，另一臺斷路器斷開。在存在兩段母線情況下，則兩段母線之間也有一臺斷 路器C。根據(jù)備用電源的不同，可分為備用電源為電網(wǎng)電源和備用電源為發(fā)電機電 源兩種工作原理。備用電源為電網(wǎng)電源時，由電子元件組成的自動切換控制器同時對常用電 源和備用電源進行監(jiān)測，當常用電源斷路器進線端有正常電壓時，則不管備用 電源斷器進線端是否有正常電壓，始終為常用電源斷路器接通，只有當常用電 源的三相電源中有任一相電源的電壓出現(xiàn)異常，甚至缺相(斷相)時，經(jīng)過延時 (1S 30S,通常整定為3S)之后裝置就自動將常用電源切斷，后經(jīng)(1S 30S, 通常整定為3S)延時將備用電源合上。當常用電源恢復正常時，則控制器能延 時(1S 30S,通常整定為3S)后將備用電源切斷，然后經(jīng)(1S-30S，通常整定 為3S)后，將常用電源合上。另外，對于模式自適應的微機型備自投， 一個技術重點是如何保證備自 投只動作一次。在傳統(tǒng)接線中，可以使用硬接點斷開回路并人工復歸的方法來 保證備自投只動作一次的要求。在微機型備自投中，為了滿足這個要求，引用 了"充電"的概念，使用類似線路重合閘的充電問題來解決。現(xiàn)有技術在一種系 統(tǒng)允許模式中，當目前系統(tǒng)各項條件滿足該模式備自投允許投入時，令備自投 充電狀態(tài)為l。只有充好電，在系統(tǒng)故障時備用電源才能投入，而在備用電源 投入之后，備自投自動放電，直到故障消除，滿足下一次自投條件才會繼續(xù)充 電。這樣就達到了備自投只能動作一次的目的。根據(jù)統(tǒng)計資料，因備自投裝置拒動和誤動而造成的停電事故在電力系統(tǒng)停 電事故中仍然占相當?shù)谋壤?，因為采用雙電源或多電源系統(tǒng)供電的設備關聯(lián)復 雜，存在多種運行方式，但多種方式間無法很好兼顧。如上述的A，B兩臺斷 路器加上兩段母線間斷路器C情況下，有可能是斷路器A，C閉合，也可能是 斷路器B，C閉合，也有可能斷路器A，B閉合、斷路器C斷開?；蛘叽嬖诙喾N 運行方式的轉換時，由于現(xiàn)有技術備自投裝置的充電僅限于一種運行模式，在 其他運行模式中無法啟動備自投充電功能，這時備自投裝置運行失敗?，F(xiàn)場實 際模擬試驗表明，備自投裝置因需要改變供電方式或停電而無法進行。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種能在各種運行情況下正確操作 的微機型備自動裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的提 供一種微機型備自投裝置，包括三個斷路器、自動切換電器控制器以及充電裝 置，所述兩個斷路器分別接在兩路電源系統(tǒng)中，另一個斷路器接在兩段母線之 間，所述兩路電源系統(tǒng)分別連接所述兩段母線，其特征在于，所述自動切換電 器控制器進一步包括模式識別器，所述模式識別器包括連接所述三個斷路器的 開關量輸入端，在開關量輸入端接收到兩路電源系統(tǒng)的斷路器為合位、兩段母 線間斷路器為開位的開關量情況下，所述模式識別器生成兩段母線分裂運行模 式信號；在開關量輸入端接收到任何一路電源系統(tǒng)的斷路器斷開、其他兩個斷 路器閉合的開關量情況下，所述模式識別器生成備用電源系統(tǒng)運行模式信號； 所述模式識別器還包括連接充電裝置的模式輸出端，輸出所述兩段母線分裂運 行模式信號或備用電源系統(tǒng)運行模式信號，指示充電裝置按相應模式工作。以上可以看出，由于在給定的運行方式下，備自投所控制的各斷路器位置 是一定的，對應各斷路器閉合狀態(tài)的備自投裝置運行模式也是固定的，本實用 新型采用連接各個斷路器的模式識別器用于對斷路器的閉合狀態(tài)，進行根據(jù)所 述各斷路器的各種狀態(tài)來完成對備自投運行模式的識別。在這種情況下，對于 施工人員來說，只需把相關斷路器位置接點接在本實用新型裝置上，不需要進 行繁雜的二次接線即可知道運行模式。
圖l是現(xiàn)有技術備自投裝置的結構圖；圖2是本實用新型微機型備自投裝置實施方式的結構圖；圖3是本實用新型微機型備自投裝置第一種運行方式邏輯結構圖；圖4是本實用新型微機型備自投裝置第二種運行方式邏輯結構圖5是本實用新型微機型備自投裝置第三種運行方式邏輯結構圖。
具體實施方式
以下結合實施方式和附圖，對本實用新型進行詳細描述。本實用新型微機型備自投裝置包括三個斷路器、自動切換電器控制器以及 充電裝置，所述兩個斷路器分別接在兩路電源系統(tǒng)中，另一個斷路器接在兩段 母線之間，所述兩路電源系統(tǒng)分別連接所述兩段母線，其特征在于，所述自動 切換電器控制器進一步包括模式識別器，所述模式識別器包括連接所述三個斷 路器的開關量輸入端，在開關量輸入端接收到兩路電源系統(tǒng)的斷路器為合位、兩段母線間斷路器 為開位的開關量情況下，所述模式識別器生成兩段母線分裂運行模式信號；在開關量輸入端接收到任何一路電源系統(tǒng)的斷路器斷開、其他兩個斷路器 閉合的開關量情況下，所述模式識別器生成備用電源系統(tǒng)運行模式信號；所述模式識別器還包括連接充電裝置的模式輸出端，輸出所述兩段母線分 裂運行模式信號或備用電源系統(tǒng)運行模式信號，指示充電裝置按相應模式工作。以上可以看出，由于在給定的運行方式下，備自投所控制的各斷路器位置 是一定的，對應各斷路器閉合狀態(tài)的備自投裝置運行;溪式也是固定的，本實用 新型采用連接各個斷路器的模式識別器用于對斷路器的閉合狀態(tài)，進行根據(jù)所 述各斷路器的各種狀態(tài)來完成對備自投運行模式的識別。在這種情況下，對于 施工人員來說，只需4巴相關斷路器位置接點接在本實用新型裝置上，不需要進 行繁雜的二次接線即可知道運行模式。同時，由于知道了備自投運行模式，并生成模式信號告訴充電裝置，可以 指示充電裝置按相應模式工作，實現(xiàn)對各種備自投運行模式下的充電功能，只 有充好電，在系統(tǒng)故障時備用電源才能投入，實現(xiàn)各種情況下的備自投功能。
具體實施方式
參閱圖2,所述微機型備自投裝置包括三個斷路器1DL、 2DL、 3DL、電動操作機構230、自動切換電器控制器210以及充電裝置240。 所述兩個斷路器1DL、 2DL分別接在兩路電源系統(tǒng)中，另一個斷路器接在兩段母線221, 222之間，所述兩路電源系統(tǒng)分別連接所述兩段母線221, 222。 所述自動切換電器控制器210包括連接所述三個斷路器的模式識別器213、運 行方式切換器211、定時器214和延時器212。所述模式識別器213包括連接所述三個斷路器的開關量輸入端，連接到所 述三個斷路器，對所迷三個斷路器狀態(tài)進行監(jiān)控并獲得其閉合狀態(tài)。在兩路電 源系統(tǒng)的斷路器為合位、兩段母線間斷路器為開位情況下，識別出系統(tǒng)運行模 式是兩段母線分裂運行模式，并生成兩段母線分裂運行模式信號；在任何一路 電源系統(tǒng)的斷路器斷開、其他兩個斷路器閉合情況下，識別出系統(tǒng)運行模式是 備用電源系統(tǒng)運行模式，并生成備用電源系統(tǒng)運行模式信號。其中，備用電源 系統(tǒng)運行模式又分兩種， 一種是斷路器1DL合位而斷路器2DL開位，此時是 斷路器2DL作為備用電源系統(tǒng)的運行模式；另 一種是斷路器2DL合位而斷路 器1DL開位，此時是斷路器1DL作為備用電源系統(tǒng)的運行模式。所述模式識別器213還包括連接充電裝置240的模式輸出端，輸出所述兩 段母線分裂運行模式信號或備用電源系統(tǒng)運行模式信號，指示充電裝置240 按相應模式工作。所述充電裝置240包括進行充/放電判斷的與門和或門。一 起參閱圖3，所述與門包括兩段母線電壓信號輸入端(UI三相有壓，UII三相 有壓)、兩路電源系統(tǒng)電壓信號輸入端(Uxl有壓，Ux2Y有壓)、三個斷路器 開關量信號輸入端(DL1合位，DL2合位，DL3合位)和備自投狀態(tài)信號輸 入端(BZT退出)，所述或門包括兩路電源系統(tǒng)斷路器手跳閉鎖信號輸入端 (DL1手跳閉鎖，DL2手跳閉鎖)、兩個主變保護動作閉鎖信號輸入端(1 # , 2#主變保護動作閉鎖)、PT斷線信號輸入端、兩段母線間斷路器信號輸入端 以及備自投狀態(tài)信號輸入端。圖中，UX1和UX2分別表示兩個電源系統(tǒng)進線的任一相電壓；IX1和IX2 表示所述兩個電源系統(tǒng)進線任一相電流；UI、 UII為一段母線221和二段母線 222電壓。在這種接線方式下，共有三種可能的運行方式，模式識別器213根據(jù)上述 的設計識別出當前的運行模式第一種運行方式斷路器3DL處于斷開位置，I、 n段母線221, 222分裂運行，分別由進線 1、進線2供電。模式識別器213識別出該模式為兩段母線分裂運行模式后， 定時器214計算模式識別器213識別出系統(tǒng)運行模式后維持模式不變的一段時 間，在經(jīng)過預定時間(比如10秒)后所述識別出的模式仍不改變則認為系統(tǒng) 確實運行在兩段母線分裂運行模式。在這種運行方式下，如果進線l故障，導 致I段母線221失壓，由運行方式切換器211控制電動操作機構230斷開運行 斷路器1DL，然后再投入斷路器3DL,使I段母線221恢復供電。反之亦然。參閱圖3，在充電裝置240按兩段母線分裂運行模式工作情況下在兩段 母線電壓信號輸入端輸入三相有壓信號、兩路電源系統(tǒng)電壓信號輸入端輸入有 壓信號、兩路電源系統(tǒng)斷路器開關量信號輸入端輸入合位信號、兩段母線間斷 路器信號輸入端輸入開位信號、備自投狀態(tài)信號輸入端輸入備自投進行中信號 時，所述與門輸出充電信號，指示充電裝置240開始充電；在兩路電源系統(tǒng)中 任一個斷路器開關量信號輸入端輸入手跳閉鎖信號、任一個主變保護動作閉鎖 信號輸入端輸入保護動作閉鎖信號、PT斷線信號輸入端輸入短信信號或者充 電完成后不滿足上述與門判斷的充電條件時，所述或門輸出放電信號，指示充 電裝置240開始放電。備自投自動放電，直到故障消除，滿足下一次自投條件 才會繼續(xù)充電。這樣就達到了備自投只能動作一次的目的。充電完成后，按照上述的備自投方法進行處理。第二種運行方式斷路器1DL與3DL處于合閘位置，斷路器2DL斷開。正常運行時由進線 l給兩條母線221, 222供電。模式識別器213識別出該模式為備電源系統(tǒng)運 行模式后，定時器214計算模式識別器213識別出系統(tǒng)運行模式后維持模式不 變的一段時間，在經(jīng)過預定時間(比如IO秒)后所述識別出的模式仍不改變 則認為系統(tǒng)確實運行在備電源系統(tǒng)運行模式。在這種運行方式下，如果進線l 故障，導致兩段母線221， 222均失壓，此時切換器控制電動操作機構230自 動斷開運行斷路器1DL,然后再投入2DL，使進線2給母線222供電。參閱圖4，在充電裝置240按備用電源系統(tǒng)運行模式工作情況下在兩段 母線電壓信號輸入端輸入三相有壓信號、僅一路電源系統(tǒng)電壓信號輸入端輸入防雷元件的兩電極連接，從而增加了電涌保護器的接續(xù)可靠性和雷擊 電流通過能力，當防雷元件劣化和升溫時，脫扣簧片能通過自身更大 的彈力斷開電路。
權利要求1.一種備自投裝置，包括三個斷路器、自動切換電器控制器以及充電裝置，所述兩個斷路器分別接在兩路電源系統(tǒng)中，另一個斷路器接在兩段母線之間，所述兩路電源系統(tǒng)分別連接所述兩段母線，其特征在于，所述自動切換電器控制器進一步包括模式識別器，所述模式識別器包括連接所述三個斷路器的開關量輸入端，在開關量輸入端接收到兩路電源系統(tǒng)的斷路器為合位、兩段母線間斷路器為開位的開關量情況下，所述模式識別器生成兩段母線分裂運行模式信號；在開關量輸入端接收到任何一路電源系統(tǒng)的斷路器斷開、其他兩個斷路器閉合的開關量情況下，所述模式識別器生成備用電源系統(tǒng)運行模式信號；所述模式識別器還包括連接充電裝置的模式輸出端，輸出所述兩段母線分裂運行模式信號或備用電源系統(tǒng)運行模式信號，指示充電裝置按相應模式工作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置，其特征在于，所述充電裝置包括 進行充/放電判斷的與門和或門，所述與門包括兩段母線電壓信號輸入端、兩 路電源系統(tǒng)電壓信號輸入端、三個斷路器開關量信號輸入端和備自投狀態(tài)信號 輸入端，所述或門包括兩路電源系統(tǒng)斷路器手跳閉鎖信號輸入端、兩個主變保 護動作閉鎖信號輸入端、PT斷線信號輸入端、兩段母線間斷路器信號輸入端 以及備自投狀態(tài)信號輸入端；其中兩段母線電壓信號輸入端輸入三相有壓信號、兩路電源系統(tǒng)電壓信號輸入 端輸入有壓信號、兩路電源系統(tǒng)斷路器開關量信號輸入端輸入合位信號、兩段 母線間斷路器信號輸入端輸入開位信號、備自投狀態(tài)信號輸入端輸入備自投進 行中信號，經(jīng)所述與門輸出充電信號，指示充電裝置開始充電；及兩路電源系統(tǒng)中任一個斷路器開關量信號輸入端輸入手跳閉鎖信號、任一 個主變保護動作閉鎖信號輸入端輸入保護動作閉鎖信號、PT斷線信號輸入端 輸入短信信號或者充電完成后不滿足上述與門判斷的充電條件，或門輸出放電 信號，指示充電裝置開始放電；
3. 根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置，其特征在于，所述充電裝置包括進 行充/放電判斷的與門和或門，所述與門包括兩段母線電壓信號輸入端、兩路 電源系統(tǒng)電壓信號輸入端、三個斷路器開關量信號輸入端和備自投狀態(tài)信號輸 入端，所述或門包括兩路電源系統(tǒng)斷路器手跳閉鎖信號輸入端、兩個主變保護動作閉鎖信號輸入端、PT斷線信號輸入端、兩段母線間斷路器信號輸入端以 及備自投狀態(tài)信號輸入端；其中兩段母線電壓信號輸入端輸入三相有壓信號、僅一路電源系統(tǒng)電壓信號輸 入端輸入有壓信號、^又對應所述電源系統(tǒng)的斷路器開關量信號輸入端輸入開位信號、兩段母線間斷路器信號輸入端輸入合位信號、備自投狀態(tài)信號輸入端輸 入備自投進行中信號，經(jīng)所述與門輸出充電信號，指示充電裝置開始充電；及兩路電源系統(tǒng)中任一個斷路器開關量信號輸入端輸入手跳閉鎖信號、任一 個主變保護動作閉鎖信號輸入端輸入保護動作閉鎖信號、PT斷線信號輸入端 輸入短信信號或者充電完成后不滿足上述與門判斷的充電條件，經(jīng)所述或門輸 出放電信號，指示充電裝置開始放電。
4. 根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置，其特征在于，進一步包括運行方式 切換器和電動操作機構，運行方式切換器控制電動操作機構斷開對應失壓母線 的斷路器，然后閉合兩段母線之間的斷路器；運行方式切換器控制電動操作機 構斷開出現(xiàn)故障的電源系統(tǒng)的斷路器，然后閉合另 一電源系統(tǒng)的斷路器。
5. 根據(jù)權利要求4所述的備自投裝置，其特征在于，進一步包括定時器， 用于計算模式識別器識別出系統(tǒng)運行模式是兩段母線分裂運行模式或備用電 源系統(tǒng)運行模式后所述模式穩(wěn)定的一段時間，在經(jīng)過預定時間后，指示運行方 式切換器作動。
6. 根據(jù)權利要求3所述的備自投裝置，其特征在于，所述自動切換電器控 制器包括延時器，用于延遲1 ~ 30秒控制電動操作機構作動。
7. 根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置，其特征在于，包括連接所述三個斷 路器的機械/電氣連鎖，用于僅使其中兩臺斷路器接通。
8. 根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置，其特征在于，所述三個斷路器還包 括手工操作開關。
專利摘要本實用新型提供一種微機型備自投裝置，包括三個斷路器和自動切換電器控制器，所述兩個斷路器分別用于設置在兩路電源系統(tǒng)中，另一個斷路器用與連接兩段母線，所述兩路電源系統(tǒng)分別連接所述兩段母線，所述自動切換電器控制器進一步包括連接所述三個斷路器的模式識別器，用于對所述三個斷路器狀態(tài)進行監(jiān)控并獲得其狀態(tài)，并且識別出系統(tǒng)運行模式是兩段母線分裂運行模式還是備用電源系統(tǒng)運行模式。所述模式識別器還包括連接充電裝置的模式輸出端，輸出所述兩段母線分裂運行模式信號或備用電源系統(tǒng)運行模式信號，指示充電裝置按相應模式工作。本實用新型能識別出備自投裝置的運行模式，不需要人工操作，降低成本提高效率；實現(xiàn)各種模式下的充電功能，保證備自投正常工作。
文檔編號H02J9/00GK201018314SQ200620160570
公開日2008年2月6日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權日2006年11月30日
發(fā)明者何育坤 申請人:深圳市華力特電氣有限公司