專(zhuān)利名稱(chēng)：智能數(shù)字化模擬斷路器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)智能數(shù)字化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能數(shù)字化模擬斷路器裝置。
背景技術(shù)：
智能變電站引領(lǐng)著國(guó)內(nèi)變電站建設(shè)的發(fā)展方向，是未來(lái)變電站發(fā)展的必然趨勢(shì)， 智能變電站的過(guò)程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間信息全部通過(guò)光信號(hào)進(jìn)行傳輸，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享，這給智能設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，傳統(tǒng)的模擬斷路器將無(wú)法代替實(shí)際斷路器設(shè)備、無(wú)法在斷路器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下開(kāi)展檢修工作。為了避免對(duì)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)出現(xiàn)斷路器頻繁分合閘，從而縮短斷路器使用壽命的情況，需要設(shè)計(jì)一種智能數(shù)字化模擬斷路器，可以在智能變電站保護(hù)裝置檢驗(yàn)或檢修時(shí)代替實(shí)際斷路器，尤其是220kV及以上雙重化保護(hù)配置的設(shè)備，可以在不影響單元一次設(shè)備運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置各種故障的模擬和各個(gè)功能模塊的檢驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，以解決傳統(tǒng)的模擬斷路器將無(wú)法代替實(shí)際斷路器設(shè)備、無(wú)法在斷路器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下開(kāi)展檢修工作的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，包括模擬斷路器裝置和操作箱，模擬斷路器裝置與操作箱控制連接，操作箱上設(shè)有操作面板，操作面板上設(shè)有面板指示燈和手跳手合按鈕；所述操作箱通過(guò)智能接收接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳令/合令信號(hào)通信連接，模擬斷路器裝置通過(guò)智能發(fā)送接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳位/合位信號(hào)通信連接。所述操作箱包括斷路器分相操作回路和斷路器三相操作回路。所述模擬斷路器裝置包括控制裝置和利用電阻模擬的跳閘線圈和合閘輔助線圈， 所述控制裝置采用全數(shù)字電路。所述斷路器分相操作回路和斷路器三相操作回路均由手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳躍回路、斷路器合閘回路、斷路器單跳閘線圈跳閘回路、外接回路、信號(hào)回路組成手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳回路均由各相應(yīng)的繼電器組成，所述斷路器合閘回路包括開(kāi)關(guān)防跳繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)組、開(kāi)關(guān)防跳繼電器的電壓保持線圈及其動(dòng)合觸點(diǎn)、手動(dòng)合閘繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)、跳閘位置繼電器；所述斷路器單跳閘線圈跳閘回路包括保護(hù)跳閘觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)防跳繼電器的電流線圈和自保持觸點(diǎn)、跳閘信號(hào)繼電器、合閘位置繼電器及跳閘壓力監(jiān)視繼電器的觸點(diǎn)。所述智能保護(hù)裝置包括CPU板，所述CPU板的輸入端與過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)及人機(jī)接口插件雙向連通。所述智能接收和發(fā)送接口通過(guò)光纖跳線與智能保護(hù)裝置通信連接本實(shí)用新型的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置融合了智能操作箱、智能接口和操作機(jī)構(gòu)，模擬斷路器裝置與操作箱控制連接，操作箱上設(shè)有操作面板，操作面板上設(shè)有面板指示燈和手跳手合按鈕；操作箱通過(guò)智能接收接口用于與智能保護(hù)裝置通信連接，模擬斷路器裝置通過(guò)智能發(fā)送接口與智能保護(hù)裝置通信連接，實(shí)現(xiàn)了智能二次設(shè)備的近端控制，是繼電保護(hù)狀態(tài)檢修、故障檢測(cè)等工作不可缺少的儀器設(shè)備，具有如下優(yōu)點(diǎn)便攜式裝置，具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員的攜帶和操作；具有跳合間和告警指示燈，具有跳合位置指示和裝置異常指示；智能數(shù)字化模擬斷路器的跳合間時(shí)間可以精確整定，真實(shí)模擬斷路器動(dòng)作特性；符合現(xiàn)有智能變電站的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠與不同廠家的保護(hù)裝置進(jìn)行匹配。該裝置用來(lái)代替實(shí)際斷路器，有利于減少實(shí)際斷路器的開(kāi)斷次數(shù)，降低設(shè)備維護(hù)人員發(fā)生安全事故的概率，間接延長(zhǎng)了實(shí)際斷路器的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是智能保護(hù)裝置的原理圖；圖3是操作箱與模擬斷路器的原理結(jié)構(gòu)連接圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。如圖1所示為本實(shí)用新型智能數(shù)字化模擬斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，包括模擬斷路器裝置和操作箱，模擬斷路器裝置與操作箱控制連接，操作箱上設(shè)有操作面板，操作面板上設(shè)有面板指示燈和手跳手合按鈕；所述操作箱通過(guò)智能接收接口用于與智能保護(hù)裝置通信連接，模擬斷路器裝置通過(guò)智能發(fā)送接口與智能保護(hù)裝置通信連接。如圖2所示為智能保護(hù)裝置的原理圖，下面具體介紹該智能保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)與原理。由圖2可知，組成智能保護(hù)裝置的插件有CPU插件、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)插件、站控層網(wǎng)絡(luò)及人機(jī)接口插件、穩(wěn)壓電源插件。保護(hù)裝置采用新一代32位基于DSP的通用硬件平臺(tái)，整體大面板，全封閉機(jī)箱，硬件電路采用后插拔的插件式結(jié)構(gòu)，采用表面貼裝技術(shù)，提高了裝置的可靠性。裝置有高性能的CPU板，完成數(shù)據(jù)采集、I/O、保護(hù)及控制功能等，其中第一路AD采集模擬量通道用于裝置啟動(dòng)元件，第二路AD采集模擬量通道用于保護(hù)邏輯運(yùn)算，可保證啟動(dòng)回路與動(dòng)作回路的獨(dú)立性，提高裝置的可靠性。過(guò)程層接口插件主要完成保護(hù)裝置與過(guò)程層合并器和智能接口的通信，通過(guò)多模光纖接收來(lái)自電子互感器和智能接口的交流量數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后與保護(hù)主CPU通訊。人機(jī)接口插件由一片DSP專(zhuān)門(mén)處理人機(jī)對(duì)話功能，人機(jī)對(duì)話擔(dān)負(fù)鍵盤(pán)操作和液晶顯示功能。電源插件為直流逆變電源插件，直流220 V或110 V電壓輸入經(jīng)抗干擾濾波回路后，利用逆變?cè)磔敵霰狙b置需要的直流電壓即5 V電源，插件具有失電告警功能。如圖3所示為操作箱與模擬斷路器的原理結(jié)構(gòu)連接圖，由圖可知，操作箱包括斷路器分相操作回路和斷路器三相操作回路操作箱分相操作回路由手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳躍回路、斷路器分相合閘回路、斷路器分相單跳閘線圈跳閘回路、外接回路、信號(hào)回路組成；操作箱斷路器三相操作回路由手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳躍回路、斷路器三相合閘回路、斷路器三相單跳閘線圈跳閘回路、外接回路、信號(hào)回路組成。下面分別對(duì)各回路進(jìn)行介紹。(1)手動(dòng)合閘回路裝置設(shè)有手動(dòng)合閘繼電器，輸出三副觸點(diǎn)至三相合閘回路，可進(jìn)行手動(dòng)合閘。(2)手動(dòng)跳閘回路裝置設(shè)有一個(gè)手動(dòng)跳閘繼電器，當(dāng)手動(dòng)操作跳閘時(shí)，繼電器動(dòng)作，由三副動(dòng)合觸點(diǎn)分別向斷路器三個(gè)跳閘線圈發(fā)出跳閘脈沖，跳開(kāi)三相開(kāi)關(guān)觸頭。(3)壓力監(jiān)視回路裝置設(shè)有跳閘壓力監(jiān)視繼電器，當(dāng)氣壓正常時(shí)，跳閘壓力監(jiān)視繼電器處于勵(lì)磁狀態(tài)，當(dāng)氣壓降低到不允許斷路器跳閘時(shí)，壓力表的相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使壓力監(jiān)視繼電器失磁， 壓力監(jiān)視繼電器各觸點(diǎn)斷開(kāi)，閉鎖跳閘回路。(4)防止跳躍回路裝置設(shè)有防止跳躍繼電器兩個(gè)，每相一個(gè)，此繼電器動(dòng)作后，以其自身的動(dòng)合觸點(diǎn)自保持，保證斷路器可靠跳閘，其電壓保持線圈經(jīng)自身另一動(dòng)合觸點(diǎn)并聯(lián)于合閘回路，兩幅并聯(lián)的動(dòng)斷觸點(diǎn)組串接在合閘回路中。(5)合閘回路由防跳繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)組、防跳繼電器的電壓保持線圈及其動(dòng)合觸點(diǎn)、手合繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)、跳閘位置繼電器等組成分相合閘回路，該回路既可以實(shí)現(xiàn)A相、B相、C相合閘操作，又可以對(duì)跳間位置進(jìn)行監(jiān)視。(6)跳閘回路由保護(hù)跳閘觸點(diǎn)、防跳繼電器的電流線圈和自保持觸點(diǎn)、跳間信號(hào)繼電器、合閘位置繼電器及跳閘壓力監(jiān)視繼電器的觸點(diǎn)組成分相跳閘回路，該回路既可以實(shí)現(xiàn)A相、B相、C 相跳閘操作，又可以對(duì)合閘位置進(jìn)行監(jiān)視。(7)外接回路裝置設(shè)有與保護(hù)及控制相配合的回路輸出觸點(diǎn)。(8)信號(hào)回路裝置設(shè)有分相保護(hù)跳閘信號(hào)繼電器，分別接在各相跳閘回路中，用于發(fā)出保護(hù)跳閘信號(hào)，并可判斷是保護(hù)拒動(dòng)還是斷路器拒動(dòng)。信號(hào)回路采用雙位置信號(hào)繼電器，每個(gè)信號(hào)繼電器均可輸出兩幅自保持觸點(diǎn)，可分別啟動(dòng)中央信號(hào)、時(shí)間記錄。本實(shí)用新型的模擬斷路器的結(jié)構(gòu)與原理如下模擬斷路器跳閘線圈和合閘輔助線圈用大容量電阻進(jìn)行模擬，控制部分采用全數(shù)字電路，時(shí)間為數(shù)字撥碼設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)模擬斷路器跳合間時(shí)間設(shè)置、三相/分相操作選擇、輸入信號(hào)邏輯控制等功能，與操作箱相配合， 從而模擬斷路器的跳、合閘動(dòng)作。本裝置設(shè)有跳/合閘時(shí)間選擇，供試驗(yàn)時(shí)預(yù)選跳/合閘時(shí)間，跳閘和合閘時(shí)間為撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置，跳閘時(shí)間設(shè)置范圍為20-200ms，合閘時(shí)間設(shè)置范圍為 20-100ms。本模擬斷路器可以模擬分相操作斷路器，也可模擬三相操作斷路器，當(dāng)模擬分相操作斷路器時(shí)，其跳合閘輸入端子分別為A合、A跳、B合、B跳、C合、C跳；當(dāng)模擬三相操作斷路器時(shí)，其跳合間輸入端子為三跳、三合。為了變更斷路器模擬狀態(tài)，設(shè)有手動(dòng)跳間、手動(dòng)合閘按鈕，并配有相應(yīng)的位置狀態(tài)指示燈，分別為A合、B合、C合三個(gè)紅色信號(hào)燈和A跳、B 跳、C跳三個(gè)綠色信號(hào)燈，在模擬三相操作斷路器時(shí)，A、B、C三相信號(hào)燈同時(shí)明滅。[0039]本實(shí)用新型的智能數(shù)字化模擬斷路器的智能接收和發(fā)送接口部分按IEC61850標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，通過(guò)光纖跳線和智能保護(hù)裝置采取GOOSE協(xié)議進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，時(shí)間可以精確整定，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，接收智能保護(hù)裝置GOOSE命令并解析出口，通過(guò)操作箱控制斷路器跳合閘回路，同時(shí)把模擬斷路器的位置狀態(tài)通過(guò)光纖傳遞給智能保護(hù)裝置，并在模擬斷路器上以指示燈的形式進(jìn)行顯示。該模擬斷路器裝置的跳合閘時(shí)間可以通過(guò)GOOSE信息進(jìn)行精確整定，技術(shù)比較先進(jìn)，能夠真實(shí)模擬斷路器的動(dòng)作特性，所提供的信息更加準(zhǔn)確。本智能數(shù)字化模擬斷路器的跳合閘時(shí)間可以精確整定，為保護(hù)裝置提供更準(zhǔn)確的信息，方便保護(hù)裝置的性能檢查，可以通過(guò)以下三種方式實(shí)現(xiàn)跳合閘(1)智能接口接收保護(hù)裝置的GOOSE跳合閘命令和發(fā)送跳合位的狀態(tài)；(2)操作箱接收測(cè)控裝置的遙控信息；(3)操作箱面板具有手動(dòng)跳合閘的功能。本裝置解決了智能保護(hù)裝置檢驗(yàn)困難的技術(shù)難題，填補(bǔ)了智能變電站保護(hù)設(shè)備在各類(lèi)檢驗(yàn)工作中無(wú)法模擬實(shí)際斷路器的技術(shù)空白；豐富了智能設(shè)備故障檢測(cè)的手段，提高了智能設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量；極大地減少斷路器設(shè)備無(wú)謂的頻繁分合閘次數(shù)，提高了斷路器的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，其特征在于包括模擬斷路器裝置和操作箱，模擬斷路器裝置與操作箱控制連接，操作箱上設(shè)有操作面板，操作面板上設(shè)有面板指示燈和手跳手合按鈕；所述操作箱通過(guò)智能接收接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳令/合令信號(hào)通信連接，模擬斷路器裝置通過(guò)智能發(fā)送接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳位/合位信號(hào)通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)字化模擬斷路器，其特征在于所述操作箱包括斷路器分相操作回路和斷路器三相操作回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，其特征在于所述模擬斷路器裝置包括控制裝置和利用電阻模擬的跳閘線圈和合閘輔助線圈，所述控制裝置采用全數(shù)字電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，其特征在于所述斷路器分相操作回路和斷路器三相操作回路均由手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳躍回路、斷路器合閘回路、斷路器單跳閘線圈跳閘回路、外接回路、信號(hào)回路組成手動(dòng)跳閘回路、手動(dòng)合閘回路、壓力監(jiān)視回路、開(kāi)關(guān)防跳回路均由各相應(yīng)的繼電器組成，所述斷路器合閘回路包括開(kāi)關(guān)防跳繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)組、開(kāi)關(guān)防跳繼電器的電壓保持線圈及其動(dòng)合觸點(diǎn)、手動(dòng)合閘繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)、跳間位置繼電器；所述斷路器單跳閘線圈跳閘回路包括保護(hù)跳閘觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)防跳繼電器的電流線圈和自保持觸點(diǎn)、跳間信號(hào)繼電器、合閘位置繼電器及跳閘壓力監(jiān)視繼電器的觸點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，其特征在于所述智能保護(hù)裝置包括CPU板，所述CPU板的輸入端與過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)及人機(jī)接口插件雙向連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，其特征在于所述智能接收和發(fā)送接口通過(guò)光纖跳線與智能保護(hù)裝置通信連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能數(shù)字化模擬斷路器裝置，包括模擬斷路器裝置和操作箱，模擬斷路器裝置與操作箱控制連接，操作箱上設(shè)有操作面板，操作面板上設(shè)有面板指示燈和手跳手合按鈕；操作箱通過(guò)智能接收接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳令/合令信號(hào)通信連接，模擬斷路器裝置通過(guò)智能發(fā)送接口用于與智能保護(hù)裝置通過(guò)跳位/合位信號(hào)通信連接。本實(shí)用新型的智能數(shù)字化模擬斷路器裝置融合了智能操作箱、智能接口和操作機(jī)構(gòu)，用來(lái)代替實(shí)際斷路器，有利于減少實(shí)際斷路器的開(kāi)斷次數(shù)，降低設(shè)備維護(hù)人員發(fā)生安全事故的概率，間接延長(zhǎng)了實(shí)際斷路器的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J13/00GK202004540SQ20112013100
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者付文竹, 夏傳鯤, 易永輝, 梁經(jīng)宛, 梅林常, 王雷濤, 胡家躍, 蔣春雨, 謝存?zhèn)? 路光輝, 郝建剛 申請(qǐng)人:河南省電力公司鶴壁供電公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司, 許繼電氣股份有限公司