專利名稱：具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種備用電源自動投入裝置，尤其涉及一種適用于終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置。
背景技術(shù)：
備自投裝置，即備用電源自動投入裝置(或稱為備用電源自投裝置)，是電力系統(tǒng)中為了提高供電可靠性而裝設(shè)的自動裝置，對提高多電源供電負(fù)荷的供電可靠性，保障連續(xù)供電具有重要的作用，其作用是當(dāng)工作電源因故障或其他原因消失后，迅速地?cái)嚅_工作電源，并將備用電源投入工作。備自投裝置從邏輯原理上講屬于簡單邏輯運(yùn)算，其可靠性直接影響著整個變電站乃至整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，稍有不慎就會導(dǎo)致系統(tǒng)部分停電乃至全站大面積停 H1^ ο目前，備自投裝置已廣泛應(yīng)用于各種電壓等級的變、配電站(所)，公告日為2003 年9月10日，公告號為CN2572648Y的中國專利“雙路電源切換開關(guān)的自動控制裝置”
公開日為2008年7月23日，公開號為CN101227091A的中國發(fā)明專利申請“智能所用電系統(tǒng)”以及公告日為2007年11月21日，公告號為CN200979999Y的中國專利“備自投裝置”，披露了與“備自投”相關(guān)的技術(shù)方案。專利申請?zhí)枮?00610149082. 1，申請日為2006年11月24日，發(fā)明名稱為“一種自動投入備用電源的裝置”中介紹了采用單臺微機(jī)進(jìn)行控制，隨運(yùn)行的變化能實(shí)現(xiàn)自動投入備用電源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，該裝置是在低壓側(cè)連接有后備柴油發(fā)電機(jī)，在主電網(wǎng)失電下能夠?yàn)橛脩艄╇姟Ｍㄟ^電流互感器采集線路上的電流，當(dāng)出現(xiàn)過流時，能實(shí)現(xiàn)對線路的保護(hù)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置能廣泛適用于IOKV或110KV單母線分段方式的母聯(lián)自投，屬智能電網(wǎng)中智能開關(guān)設(shè)備。本發(fā)明的一種具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，該裝置中的單片機(jī)與電網(wǎng)單元之間實(shí)現(xiàn)采樣模擬量SA、采樣開關(guān)量SD和動作開關(guān)量MD的信號傳輸；單片機(jī)接收手動控制開關(guān)量HD ；電源(Li)和電源(L2)接入電網(wǎng)單元中；所述的電網(wǎng)單元中還設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)；所述柴油發(fā)電機(jī)(M)的輸出的電能接入電網(wǎng)單元中。所述的電網(wǎng)單元中包括有電容器(Cl)和電容器(C2)組成A電壓互感器。電容器 (C3)和電容器(C4)組成B電壓互感器。電容器(C5)和電容器(C6)組成C電壓互感器。 電容器(C7)和電容器(C8)組成D電壓互感器。所述的A電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源(Li)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源Ll-測量電壓UX1。電容器(Cl)的一端接地，電容器(Cl)的另一端與電容器(C2)連接，電容器(C2)的另一端連接在電源(Li)上；所述電源(Li)上的電流互感器(CTl)用于測量電源(Li)上的電流Inl。 所述的B電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源(L2)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源L2-測量電壓UX2。電容器 (C4)的一端接地，電容器(C4)的另一端與電容器(C3)連接，電容器(C3)的另一端連接在電源(L2)上；所述電源(L2)上的電流互感器(CT2)用于測量電源(L2)上的電流In2。所述的C電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線(Bi)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線Bl-測量電壓Uml。電容器 (C6)的一端接地，電容器(C6)的另一端與電容器(C5)連接，電容器(C5)的另一端連接在母線(Bi)上。所述的D電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線(B2)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線B2-測量電壓Um2。電容器 (C8)的一端接地，電容器(C8)的另一端與電容器(C7)連接，電容器(C7)的另一端連接在母線(B2)上；所述母線(B2)上的電流互感器(CT3)用于測量母線(B2)上的電流定值In3。變壓器(Tl)的一端連接在母線(Bi)上，變壓器(Tl)的另一端連接在斷路器 (4DL)上，斷路器(4DL)的另一端連接到供用戶使用的線路(L3)中，所述線路(L3)上的電流互感器CT4用于測量線路(L3)上的電流In4。所述線路(L3)上的電壓互感器(PTl)用于測量線路(L3)上的電壓記為供電用戶側(cè)電壓隊(duì)。柴油發(fā)電機(jī)(M)的輸出端與線路(L3)之間連接有斷路器(5DL)，柴油發(fā)電機(jī)(M) 輸出端上的電壓互感器(PT2)用于測量柴油發(fā)電機(jī)(M)輸出的電壓記為柴油發(fā)電機(jī)輸出電
壓UK。本發(fā)明具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置的優(yōu)點(diǎn)在于①高壓側(cè)不使用電壓模擬量取樣，而采用在電源線路上設(shè)置絕緣材料和銅網(wǎng)包覆作為模擬電壓采樣源，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低；②高壓側(cè)電壓消失后，還采樣低壓側(cè)電壓為參考作為啟動閉鎖轉(zhuǎn)換條件。因?yàn)槭鞘褂迷诮K端用戶，所以低壓側(cè)電壓的消失情況有時候也是考慮的重要因素之一，這樣可以減小誤操作，提高備自投裝置的可靠性。③適應(yīng)多種接線方式備自投、供電可靠性高。


圖1是本發(fā)明的單片機(jī)與電網(wǎng)單元之間電氣連接的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的備自投裝置作用的斷路器接線圖。圖2A是A電壓互感器的結(jié)構(gòu)圖。圖2B是B電壓互感器的結(jié)構(gòu)圖。圖2C是C電壓互感器的結(jié)構(gòu)圖。圖2D是D電壓互感器的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明備自投裝置的工作原理流程圖。圖4A是本發(fā)明聯(lián)絡(luò)斷路器備自投動作過程圖。圖4B是本發(fā)明進(jìn)線斷路器備自投動作過程圖。
圖4C是本發(fā)明柴油發(fā)電機(jī)備自投動作過程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。參見圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，該裝置中的單片機(jī)與電網(wǎng)單元之間實(shí)現(xiàn)采樣模擬量SA、采樣開關(guān)量SD和動作開關(guān)量MD 的信號傳輸；單片機(jī)能夠接收手動控制開關(guān)量HD ；電源Ll和電源L2接入電網(wǎng)單元中；柴油發(fā)電機(jī)M(作為后備電源)的輸出的電能接入電網(wǎng)單元中；從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)單元為用戶可靠供 H1^ ο采樣模擬量SA中包括有電源Ll-測量電壓Uxi、電源L2-測量電壓Ux2、母線Bl-測量電壓Uml、母線B2-測量電壓Um2、供電用戶側(cè)電壓隊(duì)、柴油發(fā)電機(jī)輸出電壓Uk、電源Ll的進(jìn)線側(cè)電流定值Inl、電源L2的進(jìn)線 側(cè)電流定值In2、母線B2的電流定值In3、供電用戶線路L3 的出線側(cè)電流定值In4，采樣模擬量SA采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為SA = {UX1，Ux2，Uml，Um2，Ul,
Uk，Inl' In2' In3'工』°采樣開關(guān)量SD包括有斷路器IDL的跳閘位置信號1DLTWJ、斷路器2DL的跳閘位置信號2DLTWJ、斷路器3DL的跳閘位置信號3DLTWJ、斷路器4DL的跳閘位置信號4DLTWJ、斷路器5DL的跳閘位置信號5DLTWJ，采樣開關(guān)量SD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為SD= {1DL TffJ, 2DL TffJ,3DL TffJ,4DL TffJ,5DL TWJ}。動作開關(guān)量MD包括有斷路器IDL的跳閘信號1TJ、斷路器2DL的跳閘信號2TJ、斷路器3DL的跳閘信號3TJ、斷路器4DL的跳閘信號4TJ、斷路器5DL的跳閘信號5TJ、斷路器 IDL的合閘信號1HJ、斷路器2DL的合閘信號2HJ、斷路器3DL的合閘信號3HJ、斷路器4DL 的合閘信號4HJ、斷路器5DL的合閘信號5HJ，動作開關(guān)量MD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為MD ={1TJ，2TJ，3TJ，4TJ，5TJ，1HJ，2HJ，3HJ，4HJ，5HJ}。單片機(jī)在接收人工手動控制輸入的手動控制開關(guān)量HD時，接收的信號包括有斷路器IDL的手動跳閘信號1DLSTJ、斷路器2DL的手動跳閘信號2DLSTJ、斷路器3DL的手動跳閘信號3DLSTJ、斷路器4DL的手動跳閘信號4DLSTJ、斷路器5DL的手動跳閘信號5DLSTJ， 手動控制開關(guān)量HD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為HD = {1DLSTJ, 2DLSTJ, 3DLSTJ, 4DLSTJ, 5DLSTJ}。本發(fā)明設(shè)計(jì)的電網(wǎng)單元結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中，L1、L2分別表示電網(wǎng)電源，CTl、CT2 和CT3分別表示電流互感器，1DL、2DL、3DL、4DL和5DL分別表示斷路器，Tl和T2分別表示變壓器，PTl和PT2分別表示電壓互感器。電容器Cl和電容器C2組成A電壓互感器。參見圖2A所示，所述的A電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源Ll上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源Ll的測量電壓Uxi (簡稱為電源Ll-測量電壓Uxi)。電容器 Cl的一端接地，電容器Cl的另一端與電容器C2連接，電容器C2的另一端連接在電源Ll 上；所述電源Ll上的電流互感器CTl用于測量電源Ll上的電流Inl。電容器C3和電容器C4組成B電壓互感器。參見圖2B所示，所述的B電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源L2上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源L2的測量電壓Ux2(簡稱為電源L2-測量電壓UX2)。電容器C4的一端接地，電容器C4的另一端與電容器C3連接，電容器C3的另一端連接在電源L2 上；所述電源L2上的電流互感器CT2用于測量電源L2上的電流U。電容器C5和電容器C6組成C電壓互感器。參見圖2C所示，所述的C電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線Bl上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線Bl的測量電壓Uml (簡稱為母線Bl-測量電壓UJ。電容器C6 的一端接地，電容器C6的另一端與電容器C5連接，電容器C5的另一端連接在母線Bl上。 電容器C7和電容器C8組成D電壓互感器。參見圖2D所示，所述的D電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線B2上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線B2的測量電壓Um2(簡稱為母線B2-測量電壓Um2)。電容器 C8的一端接地，電容器C8的另一端與電容器C7連接，電容器C7的另一端連接在母線B2 上；所述母線B2上的電流互感器CT3用于測量母線B2上的電流定值In3。變壓器Tl的一端連接在母線Bl上，變壓器Tl的另一端連接在斷路器4DL上，斷路器4DL的另一端連接到供用戶使用的線路L3中，所述線路L3上的電流互感器CT4用于測量線路L3上的電流In4。所述線路L3上的電壓互感器PTl用于測量線路L3上的電壓Ul (簡稱為供電用戶側(cè)電壓Ul)。柴油發(fā)電機(jī)M的輸出端與線路L3之間連接有斷路器5DL，柴油發(fā)電機(jī)M輸出端上的電壓互感器PT2用于測量柴油發(fā)電機(jī)M輸出的電壓Uk (簡稱為柴油發(fā)電機(jī)輸出電壓Uk)。參見圖3所示，備自投工作原理流程圖是當(dāng)裝置復(fù)歸或上電完成初始化后，從定值存儲區(qū)取相關(guān)控制字。保護(hù)定值中主要是電源線路電壓檢查定值控制字(電源Ll線路中電壓檢查定值控制字Fxi、電源L2線路中電壓檢查定值控制字Fx2)，用于控制備自投邏輯是否檢查線路電壓(UX1、Ux2)，當(dāng)現(xiàn)場無電壓互感器時，備自投裝置將不檢查該線路電壓；母線電壓的方向控制字M，當(dāng)M = 0，檢查兩段母線電壓，當(dāng)M = 1，只檢查本段母線電壓；FX1、 FX2、M三個控制字，用于判斷有、無線路變壓器及橋接線母線在線路側(cè)的一次接線形式；不同工作方式(FS1、FS2、FS3、FS4和FS5)五個控制字用于五種備自投方式的投退控制。接下來備自投裝置輸入相關(guān)開關(guān)量SD = {IDLTff J, 2DLTWJ, 3DLTWJ, 4DLTWJ, 5DLTWJ}和HD = {1DLSTJ, 2DLSTJ, 3DLSTJ, 4DLSTJ, 5DLSTJ} 0所述控制字分別用于判斷有無聯(lián)絡(luò)斷路器、投切備自投、用于判斷斷路器位置、用于判斷是否手動操作斷路器、母差保護(hù)閉鎖、變壓器保護(hù)閉鎖。交流模擬量輸入主要是電壓和電流模擬量輸入SA = {UX1，Ux2，Uml，Um2，UL, Uk, Inl, In2, In3，InJ，再接下來，裝置按照預(yù)先設(shè)定的備自投充放電及動作邏輯進(jìn)行工作，如果滿足備自投動作條件，則輸出開關(guān)量控制相關(guān)斷路器合閘與分閘。在本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)過流自保護(hù)，在母線B2上增加了電流互感器CT3，當(dāng)斷路器 3DL合閘之后，如果檢測到In3大于設(shè)定電流值Iin(Iin —般為100A)，則跳開斷路器3DL，備自投裝置不再投入，從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)單元的過流保護(hù)。當(dāng)備自投裝置檢測到無電源接入電網(wǎng)單元，則跳開斷路器4DL，啟動柴油發(fā)電機(jī)， 但電壓互感器PT2檢測電壓Uk達(dá)到設(shè)定電壓值Uin (Uin —般為相電壓220V，記為Uk > )，則斷路器5DL合閘，從而實(shí)現(xiàn)為終端用戶供電。參見圖4A、圖4B、圖4C所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的備自投裝置保護(hù)定值控制字中對四種備自投工作方式、電壓互感器一次接線、聯(lián)絡(luò)斷路器有無、柴油發(fā)電機(jī)有無進(jìn)行了整定設(shè)置。線路電壓檢查定值控制字用于控制備自投邏輯是否檢查線路電壓(Uxi、Ux2)，當(dāng)現(xiàn)場無電壓互感器時，備自投裝置將不檢查該線的電壓；Inl和In2表示進(jìn)線側(cè)的電流定值；In3表示母線B2上的電流定值；Uml、Um2表示母線電壓；柴油發(fā)電機(jī)整定控制字記為K，K = 1即投入柴油發(fā)電機(jī)。當(dāng)電壓互感器(圖2中的6個電壓互感器)輸出電壓小于25V(二次側(cè)額定電壓為100V)即認(rèn)為線路無電壓，則電源Ll線路無電壓記為Uxi <、電源L2線路無電壓記為Ux2 <、母線Bl無電壓記為Uml <、母線Β2無電壓記為Um2 <、供電用戶線路L3無電壓記為Ul <、柴油發(fā)電機(jī)輸出側(cè)無電壓記為Uk <。當(dāng)電壓互感器(圖2中的6個電壓互感器)輸出電壓大于70V(二次側(cè)額定電壓為100V)即認(rèn)為線路有電壓，則電源Ll線路有電壓記為Uxi >、電源L2線路有電壓記為Ux2 >、母線B 1有電壓記為Uml >、母線Β2有電壓記為Um2 >、供電用戶線路L3有電壓記為Ul >。當(dāng)電流互感器(圖2中的CT1、CT2、CT4電流互感器)輸出電流小于0. IA( 二次側(cè)額定電流5A)即認(rèn)為線路無電流，則電源Ll線路無電流記為Inl <、電源L2線路無電壓記為In2 <、供電用戶線路L3無電壓記為In4 <。本發(fā)明設(shè)計(jì)的備自投裝置包括有下列的工作方式為(一 )工作方式一(FSl)(母線B2暗備用)(1)充電條件①電源Li、電源L2有電壓；②斷路器1DL、2DL、4DL閉合，斷路器3DL 斷開；③若投入柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1，斷路器5DL在分位；④方式控制位為1，無任何放電條件；⑤聯(lián)絡(luò)斷路器控制器字為1。(2)放電條件①手跳斷路器IDL或2DL或4DL，保持跳閘脈沖300ms ；②斷路器 3DL在合位；③若投入柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1，斷路器5DL在合位；④如果方式控制位為1 時，滿足電源L2無電壓持續(xù)30S ；⑤備自投裝置退出運(yùn)行；⑥主變保護(hù)閉鎖備自投 ’⑦母差保護(hù)閉鎖備自投。(3)備自投具體動作過程為當(dāng)滿足FSl充電完成、電流互感器CTl無流、母線B2 有電壓的情況下，①若母線B 1無電壓，備自投即啟動延時TTl (表示斷路器IDL啟動跳閘延時時間)后，跳斷路器IDL ；②若斷路器IDL在跳位，且斷路器IDL的跳閘信號持續(xù)存在 (有效時間為300ms再加上HT3的時間)，此時經(jīng)300ms延時后，啟動備自投，再延時HT3 (表示斷路器3DL啟動合閘延時時間)后，合斷路器3DL。( 二)工作方式二(FS2)(母線Bl暗備用)(1)充電條件①線路1、線路2有電壓；②斷路器1DL、2DL、4DL閉合，斷路器3DL 斷開；③若投入柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1，5DL在分位；④方式控制位為1，無任何放電條件； ⑤聯(lián)絡(luò)斷路器控制器字1。(2)放電條件①手跳IDL或2DL或4DL，保持跳閘脈沖300ms ；②斷路器3DL在合位；③若柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1投入，5DL在合位；④如果方式控制位為1時，滿足電源 Ll無電持續(xù)壓30S ；⑤備自投裝置退出運(yùn)行；⑥主變保護(hù)閉鎖備自投；⑦母差保護(hù)閉鎖備自投。(3)備自投具體動作過程為當(dāng)滿足FS2充電完成、電流互感器CT2無流、母線Bl 有電壓的情況下，①若母線B2無電壓，備自投即啟動延時TT2 (表示斷路器2DL啟動跳閘延時時間)后，跳2DL ；②若2DL在跳位，且2DL的跳閘信號持續(xù)存在(有效時間為300ms再加上HT3的時間)，此時經(jīng)300ms延時后，啟動備自投，再延時HT3 (表示斷路器3DL合閘延時時間)后，合3DL。(三)工作方式三(FS3)(斷路器2DL明備用)

(1)充電條件①根據(jù)控制字M = 1選擇母線B2有電壓或者M(jìn) = 0選擇母線Bi、 母線B2同時有電壓；②斷路器1DL、4DL閉合，斷路器2DL斷開；③若聯(lián)絡(luò)斷路器控制字1， 斷路器3DL在合位；④若柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1投入，斷路器5DL在分位；⑤方式控制位為1，無任何放電條件。(2)放電條件①手跳IDL或4DL，保持跳閘脈沖300ms ；②若聯(lián)絡(luò)斷路器控制字1， 手跳3DL并保持跳閘脈沖300ms ；③斷路器2DL合位；④若柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1投入， 5DL在合位；⑤如果方式控制位為1時，滿足電源L2無壓達(dá)30S ；⑥備自投裝置退出運(yùn)行； ⑦母差保護(hù)閉鎖備自投。(3)備自投具體動作過程為當(dāng)滿足FS3充電完成、電流互感器CTl無流、電源L2 電壓檢查投入時Ux2有電壓，①若根據(jù)控制字M = 1判斷母線Bl失壓或者M(jìn) = 0選擇母線 Bi、母線B2同時失壓，備自投即啟動延時TTl (表示斷路器IDL啟動跳閘延時時間)后，跳 IDL ；②若備自投啟動后，若判斷IDL在跳位并延時300ms，且IDL的跳閘信號持續(xù)存在(有效時間為300ms再加上HT2的時間)，再延時HT2 (表示斷路器2DL合閘延時時間)后，合 2DL。(四)工作方式四(FS4)(斷路器IDL明備用)(1)充電條件①根據(jù)控制字M = 1選擇母線B2有電壓或者M(jìn) = 0選擇母線Bi、 母線B2同時有電壓；②斷路器2DL、4DL閉合，斷路器IDL斷開；③若聯(lián)絡(luò)斷路器控制字1， 3DL在合位；④若柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1投入，5DL在分位；⑤方式控制位為1，無任何放電條件。(2)放電條件①手跳2DL或4DL，保持跳閘脈沖300ms ；②若聯(lián)絡(luò)斷路器控制字1， 手跳3DL并保持跳閘脈沖300ms ；③斷路器IDL合位；④若柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1投入， 5DL在合位；⑤如果方式控制位為1時，滿足電源Ll無電壓持續(xù)30S ；⑥備自投裝置退出運(yùn)行；⑦母差保護(hù)閉鎖備自投。(3)備自投具體動作過程為當(dāng)滿足FS4充電完成、電流互感器CT2無流、電源Ll 電壓檢查投入時Uxi有電壓，①若根據(jù)控制字M = 1判斷母線B2失壓或者M(jìn) = 0判斷母線 B1、母線B2同時失壓，備自投即啟動延時TT2 (表示斷路器2DL啟動跳閘延時時間)后，跳 2DL ；②若備自投啟動后，若判斷2DL在跳位并延時300ms，且2DL的跳閘信號持續(xù)存在(有效時間為300ms再加上HT 1的時間)，再延時HTl (表示斷路器IDL合閘延時時間)后，合 1DL。(五)工作方式五(FS5)(柴油發(fā)電機(jī)M明備用)(1)充電條件①用戶供電線路L3有電壓Ul ；②斷路器4DL閉合，斷路器5DL斷開； ③方式控制位為1，無任何放電條件；④柴油發(fā)電機(jī)控制字K = 1。(2)放電條件①手跳4DL，保持跳閘脈沖300ms ；②斷路器5DL在合位；③備自投
裝置退出運(yùn)行。(3)備自投具體動作過程為當(dāng)滿足FS5充電完成、電流互感器CT4無流、電源Ll 電壓Uxi、電源L2電壓Ux2均失電，①備自投即啟動延時TT4 (表示斷路器4DL啟動跳閘延時時間)后，跳4DL ；②若備自投啟動后，若判斷4DL在跳位并延時300ms，且4DL的跳閘信號持續(xù)存在(有效時間為300ms再加上HT5的時間)，啟動柴油發(fā)電器，待發(fā)電機(jī)輸出電壓滿足要求，再延時HT5 (表示斷路器5DL合閘延時時間)后，合5DL。在本發(fā)明中，備用電源自投裝置的每個動作邏輯的控制條件總的可分為兩類一類為啟動條件，另一類為閉鎖條件。當(dāng)啟動條件都滿足，閉鎖條件都不滿足時，備投動作有效。為防止備投重復(fù)動作，在每個動作邏輯中設(shè)置一個“充電”計(jì)數(shù)器，充電后方開放輸出邏輯?！俺潆姟钡臈l件 為(1)所有啟動條件滿足準(zhǔn)備過程中；(2)無任何閉鎖條件。“充電”滿的條件考慮為以上兩條件同時滿足超過一定時間。“放電”條件考慮為(1)任一個閉鎖條件滿足；(2)備投動作出口有輸出后。(3)如果用戶終端短路引起跳閘；“動作”的條件一般為(1)充電滿；(2)啟動條件全部滿足；(3)閉鎖條件全不滿足；(4)延時時間T內(nèi)，以上條件均滿足。充電邏輯當(dāng)前系統(tǒng)各項(xiàng)條件滿足自投并允許投入時，令備自投充電狀態(tài)為1。只有充好電， 在系統(tǒng)故障時備用電源才能投入，備用電源投入后，備自投自動放電，直到下次條件滿足才能充電，從而達(dá)到備自投只動作1次的目的。放電邏輯(1)站點(diǎn)的所有主供、備供電源均無壓；(2)相應(yīng)充電方式的備投開關(guān)均投入檢修壓板時；(3)外部信號閉鎖；(4)備自投動作前，測試無電流主供元件動作時，無電流主供元件的開關(guān)拒動(拒分閘)；(5)動作過程中，所有備投開關(guān)均拒動(拒合閘)時。(6)動作命令發(fā)出后，無任一個開關(guān)變?yōu)楹衔唬布淳芎匣蚝祥l信號失效。
權(quán)利要求
1.一種具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，該裝置中的單片機(jī)與電網(wǎng)單元之間實(shí)現(xiàn)采樣模擬量SA、采樣開關(guān)量SD和動作開關(guān)量MD的信號傳輸；單片機(jī)接收手動控制開關(guān)量HD ；電源(Li)和電源(L2)接入電網(wǎng)單元中；其特征在于所述的電網(wǎng)單元中還設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)；所述柴油發(fā)電機(jī)(M)的輸出的電能接入電網(wǎng)單元中。所述的采樣模擬量SA中包括有電源Ll-測量電壓UX1、電源L2-測量電壓Ux2、母線 Bl-測量電壓Uml、母線B2-測量電壓Um2、供電用戶側(cè)電壓隊(duì)、柴油發(fā)電機(jī)輸出電壓UK、電源 (Li)的進(jìn)線側(cè)電流定值Inl、電源(L2)的進(jìn)線側(cè)電流定值In2、母線(B2)的電流定值In3、供電用戶線路(L3)的出線側(cè)電流定值In4，采樣模擬量SA采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為SA= {UX1， Ux2' Uml，Um2, Ul, Uk, Inl In2 In3，InJ °所述的采樣開關(guān)量SD包括有斷路器(IDL)的跳閘位置信號1DLTWJ、斷路器(2DL)的跳閘位置信號2DLTWJ、斷路器(3DL)的跳閘位置信號3DLTWJ、斷路器(4DL)的跳閘位置信號4DLTWJ、斷路器(5DL)的跳閘位置信號5DLTWJ，采樣開關(guān)量SD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為 SD = {IDLTffJ,2DLTWJ,3DLTWJ,4DLTWJ,5DLTWJ}。所述的動作開關(guān)量MD包括有斷路器(IDL)的跳閘信號1TJ、斷路器(2DL)的跳閘信號 2TJ、斷路器(3DL)的跳間信號3TJ、斷路器(4DL)的跳間信號4TJ、斷路器(5DL)的跳閘信號5TJ、斷路器(IDL)的合閘信號1HJ、斷路器(2DL)的合閘信號2HJ、斷路器(3DL)的合閘信號3HJ、斷路器(4DL)的合閘信號4HJ、斷路器(5DL)的合閘信號5HJ，動作開關(guān)量MD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為 MD = {1TJ，2TJ，3TJ，4TJ，5TJ，IHJ，2HJ，3HJ，4HJ，5HJ}。所述的單片機(jī)在接收人工手動控制輸入的手動控制開關(guān)量HD時，接收的信號包括有斷路器(IDL)的手動跳閘信號1DLSTJ、斷路器(2DL)的手動跳閘信號2DLSTJ、斷路器(3DL) 的手動跳閘信號3DLSTJ、斷路器(4DL)的手動跳閘信號4DLSTJ、斷路器5DL的手動跳閘信號5DLSTJ，手動控制開關(guān)量HD采用數(shù)學(xué)集合形式表達(dá)為HD = {1DLSTJ，2DLSTJ，3DLSTJ， 4DLSTJ,5DLSTJ}。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，其特征在于所述的電網(wǎng)單元中包括有電容器(Cl)和電容器(C2)組成A電壓互感器。電容器(C3) 和電容器(C4)組成B電壓互感器。電容器(C5)和電容器(C6)組成C電壓互感器。電容器(C7)和電容器(C8)組成D電壓互感器。所述的A電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源(Li)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源Ll-測量電壓UX1。電容器(Cl) 的一端接地，電容器(Cl)的另一端與電容器(C2)連接，電容器(C2)的另一端連接在電源 (Li)上；所述電源(Li)上的電流互感器(CTl)用于測量電源(Li)上的電流Inl。所述的B電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段電源(L2)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為電源L2-測量電壓UX2。電容器(C4) 的一端接地，電容器(C4)的另一端與電容器(C3)連接，電容器(C3)的另一端連接在電源 (L2)上；所述電源(L2)上的電流互感器(CT2)用于測量電源(L2)上的電流In2。所述的C電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線(Bi)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線Bl-測量電壓Uml。電容器(C6) 的一端接地，電容器(C6)的另一端與電容器(C5)連接，電容器(C5)的另一端連接在母線 (Bi)上。所述的D電壓互感器的結(jié)構(gòu)為是在一段母線(B2)上先包覆一層絕緣材料，然后在絕緣材料上包覆銅網(wǎng)；所述銅網(wǎng)能夠感應(yīng)到的電壓記為母線B2-測量電壓Um2。電容器(C8) 的一端接地，電容器(C8)的另一端與電容器(C7)連接，電容器(C7)的另一端連接在母線 (B2)上；所述母線(B2)上的電流互感器(CT3)用于測量母線(B2)上的電流定值In3。變壓器(Tl)的一端連接在母線(Bi)上，變壓器(Tl)的另一端連接在斷路器(4DL)上， 斷路器(4DL)的另一端連接到供用戶使用的線路(L3)中，所述線路(L3)上的電流互感器 CT4用于測量線 路(L3)上的電流In4。所述線路(L3)上的電壓互感器(PTl)用于測量線路 (L3)上的電壓記為供電用戶側(cè)電壓隊(duì)。柴油發(fā)電機(jī)(M)的輸出端與線路(L3)之間連接有斷路器(5DL)，柴油發(fā)電機(jī)(M)輸出端上的電壓互感器(PT2)用于測量柴油發(fā)電機(jī)(M)輸出的電壓記為柴油發(fā)電機(jī)輸出電壓 UK。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，其特征在于所述的電網(wǎng)單元中在母線(B2)上增加了電流互感器(CT3)，當(dāng)斷路器(3DL)合閘之后， 如果檢測到In3大于設(shè)定電流值Iin，則跳開斷路器(3DL)，備自投裝置不再投入，從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)單元的過流保護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，其特征在于所述的電網(wǎng)單元中，當(dāng)備自投裝置檢測到無電源接入電網(wǎng)單元，則跳開斷路器(4DL)， 啟動柴油發(fā)電機(jī)，但電壓互感器(PT2)檢測電壓Uk達(dá)到設(shè)定電壓值Uin，則斷路器(5DL)合閘，從而實(shí)現(xiàn)為終端用戶供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有過流自保護(hù)的終端用戶母聯(lián)備自投控制裝置，該裝置中的單片機(jī)與電網(wǎng)單元之間實(shí)現(xiàn)采樣模擬量SA、采樣開關(guān)量SD和動作開關(guān)量MD的信號傳輸；電源(L1)和電源(L2)接入電網(wǎng)單元中；柴油發(fā)電機(jī)M的輸出的電能接入電網(wǎng)單元中；從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)單元為用戶可靠供電。所述電網(wǎng)單元在電源的輸入端連接有電壓互感器，在用戶供電線路上設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)作為后備電源。本發(fā)明裝置能夠按照預(yù)先設(shè)定的備自投充放電及動作邏輯進(jìn)行工作，如果滿足備自投動作條件，則輸出開關(guān)量控制相關(guān)斷路器合閘與分閘。
文檔編號H02J9/06GK102185371SQ20111010040
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者廉世軍, 張路明, 武建文, 胡華波 申請人:北京航空航天大學(xué), 珠海市可利電氣有限公司