CN106787200A - 30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，包括柜体，以及设置在柜体内CPU单元、交流单元、开关量输入单元、开关量输出逻辑单元、通信单元和电源单元，所述通信单元实现CPU单元与外界通信，所述电源单元分别为各单元供电；所述柜体正面设有触摸屏。本发明所述的合解环装置通过交流单元对***中三个开关断路器的电压电流进行采集，通过开关量输入单元对三个开关断路器的位置信号进行采集，然后采集量再通过数据总线输入到CPU单元，CPU单元通过逻辑功能判断之后通过数据总线发送各个控制信号到开关量输出逻辑单元，由开关量输出逻辑单元进行合解环操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，属于电网领域。
背景技术
随着工业自动化的发展，对电网供电质量要求日益提高，特别是大量流水线作业的化工、电子、纺织等企业对电网供电质量提出了更高的要求，电网瞬时供电中断，有时不到1秒就会引起整个生产线全停，部分设备损坏，产生大量废品，造成巨大缺失。但对由于主变采用不同的接线级别，引起在配电线路之间出现30度角度固定相角差，由于这个固定的相角差存在，使配电网在方式调整时一直以来只能采用停电的方式，即将原电源切除，然后将负荷倒到另一电源，严重影响对用户的供电质量。为保证电网方式调整时不影响用户正常供电，可采用合环操作方式“热倒”，即先合环、再解环。在合环-解环的持续时间中，由于30度角度固定相角差的存在，在合环期间会形成约1/4倍短路电流规模的环流，由于合环-解环操作的持续时间较长，会对电网用设备产生严重的影响。
解决配电网中30度角度固定相角差，一直以来只有改变变压器的接线组别，但由于改变变压器的接线组别需要对变电站的主变进行改造，不但成本高，而且改造时间较长，实际基本上没有可行性。为此一直以来对于配电网中存在30度角度固定相角差的变电站、开关站只有采用先对变电站、开关站进行停电，后调到另一侧供电，这种引发大片区域停电的操作方式，严重影响了对用户的可靠供电。
为此需要研究一种可以不对主变进行改造，能以低的成本来解决这种存在30度角度固定相角差的本电网可靠性操作，确保对用户供电质量，操作时不影响用户对供电质量的需求，又能控制操作环流，确保一次设备安全及电网安全稳定运行。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，在于以二次设备解决一次***存在问题，即通过仿真掌握现场一次网络及负荷情况，通过所述合解环装置，来协同合环开关与开环开关，从而达到解决配电网固定30度相位差“热倒”合环操作可靠性问题。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，包括柜体，以及设置在柜体内CPU单元、交流单元、开关量输入单元、开关量输出逻辑单元、通信单元和电源单元，其中，所述交流单元、开关量输入单元分别与CPU单元输入端相连，所述开关量输出逻辑单元与CPU单元输出端相连，所述通信单元实现CPU单元与外界通信，所述电源单元分别为各单元供电；所述柜体正面设有用于人机交互的触摸屏。
作为优选，所述CPU单元、交流单元、开关量输入单元、开关量输出逻辑单元、通信单元和电源单元分别以独立的插件方式安装在柜体内，采用插件安装，使各个单元独立，互不干扰影响，且便于维护。
作为优选，所述柜体内还设有存储单元，包括Flash和SD卡，采用Flash可确保定值配置掉电后不丢失；SD卡对于故障事件的大容量存储，掉电不丢失。
作为优选，所述CPU单元采用微处理器控制，通过CPU单元进行各项数据计算分析、控制各个部件动作。
作为优选，所述交流插件包括AC交流变换回路和AD转换芯片，其输入端连接***中的多路模拟量，多路模拟量采集信号经过AC交流变换回路和AD转换芯片处理后，通过数据总线输入到CPU单元。
作为优选，所述开关量输入单元包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输入端连接多路开关量，多路开关量信号经过光耦隔离模块和CPLD模块处理后，通过数据总线输入到CPU单元。
作为优选，所述开关量输出逻辑单元包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输出端连接多个信号接点和多路开关量输出口，CPU单元发出的各个控制信号通过数据总线输入到CPLD模块，然后再经过光耦隔离模块处理后控制各个信号接点和开关量输出口。
作为优选，所述通信单元包括以太网口、串行接口。
作为优选，所述电源单元采用交直流两用的开关电源，可输出+5V/3A、±12V/0.2A、+24V/0.2A，其中+5V用于CPU单元、±12V用于AD采集、+24V用于开关量输出。
本发明所述的合解环装置通过交流单元对***中三个开关断路器的电压电流进行采集，通过开关量输入单元对三个开关断路器的位置信号进行采集，然后采集量再通过数据总线输入到CPU单元，CPU单元通过逻辑功能判断之后通过数据总线发送各个控制信号到开关量输出逻辑单元，由开关量输出逻辑单元进行合解环操作。所述合解环执行装置可如下功能：
（1）执行顺控：下达对合环断路器的合闸，并在确认合闸即合环成功的第一时间，启动解环断路器的快速打开或快速解环；
（2）对合解环的过程以及一切异常和故障场景进行实时监视和判断，依据预先设置的流程，执行对后备解环断路器的操作；
（3）通过通信单元建立与建立在该站的相应主控装置的通信。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的合解环执行装置正视图；
图2为本实施例的合解环执行装置后视图；
图3为本实施例的合解环执行装置模块框图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，包括柜体1，以及设置在柜体1内的CPU单元2、交流单元3、开关量输入单元4、开关量输出逻辑单元5、通信单元6和电源单元7，所述CPU单元2、交流单元3、开关量输入单元4、开关量输出逻辑单元5、通信单元6和电源单元7分别以独立的插件方式安装在柜体1内，插件以插拔的方式固定在柜体背面，为方便后续扩展，所述柜体1背面还设有一个备用的插件口10。采用插件安装，使各个单元独立，互不干扰影响，且便于维护。所述柜体1正面设有用于人机交互的触摸屏8。所述柜体内还设有存储单元9，包括定值Flash和SD卡，具有定值Flash，可确保定值配置掉电后不丢失；SD卡对于故障事件的大容量存储，掉电不丢失。
所述交流单元3、开关量输入单元4分别与CPU单元2输入端相连，所述开关量输出逻辑单元5与CPU单元2输出端相连，所述通信单元6实现CPU单元1与外界通信，所述电源单元分别为各单元供电。
在本实施例中，所述CPU单元2采用AT91RM9200的32位处理器，用于各项数据计算分析、控制各个部件动作。构成简洁高效的数据采集和处理***，具有较高的可靠性和抗干扰能力；硬件具有两级看门狗保证***在异常时能及时复位；完善的软硬件自检还能使***在运行时保证各种参数完好无损。
所述交流插件3包括AC交流变换回路和AD转换芯片，其输入端连接12路模拟量，所述模拟量采集信号包括二次交流信号（三相电压、三相电流），12路模拟量采集信号经过AC交流变换回路（即模拟量输入变换器）输入到AD转换芯片进行模数转换，然后再通过数据总线输入到CPU单元2。
所述开关量输入单元4包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输入端连接16路开关量，具体包括装置运行信号（投入表示装置为运行状态），时间测试信号（投入开放断路器时间测试功能，并与触摸屏按键配合操作），以及多个操作旋钮开关信号。16路开关量信号经过光耦隔离模块和CPLD模块处理后，通过数据总线输入到CPU单元2。
所述开关量输出逻辑单元5包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输出端连接多个信号接点（包括装置操作失败信号、补救失败信号、动作信号、***异常信号、装置异常信号、装置动作失败、装置直流电源消失信号）和多路开关量输出口，多路开关量输出口分别用于控制各路断路器分、合，联络开关分、合等。CPU单元2发出的各个控制信号通过数据总线输入到CPLD模块，然后再经过光耦隔离模块处理后控制各个开关量输出口的动作。CPU单元2通过同时对3路断路器两端的电压和2路线路断路器的电流进行高速测量，进行解合环操作。
所述通信单元6可扩展标准SDH 2.048M/s基带数据传输，符合G.703规约的电端口；可任意扩展2.048M/s光纤数据传输通信口；多个10/100M-T以太网口；多个RS-485/422/232串行接口；打印机接口。
所述电源单元7采用交直流两用的开关电源，可输出+5V/3A、±12V/0.2A、+24V/0.2A，其中+5V用于CPU单元、±12V用于AD采集、+24V用于开关量输出。
本实施例所述的合解环装置通过交流单元3对***中三个开关断路器的电压电流进行采集，通过开关量输入单元4对三个开关断路器的位置信号进行采集，然后采集量再通过数据总线输入到CPU单元2，CPU单元2通过逻辑功能判断之后通过数据总线发送各个控制信号到开关量输出逻辑单元5，由开关量输出逻辑单元5进行合解环操作。所述合解环执行装置可如下功能：
（1）执行顺控：下达对合环断路器的合闸，并在确认合闸即合环成功的第一时间，启动解环断路器的快速打开或快速解环；
（2）对合解环的过程以及一切异常和故障场景进行实时监视和判断，依据预先设置的流程，执行对后备解环断路器的操作；
（3）通过通信单元6建立与建立在该站的相应主控装置的通信。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (9)
1.一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：包括柜体，以及设置在柜体内CPU单元、交流单元、开关量输入单元、开关量输出逻辑单元、通信单元和电源单元，其中，所述交流单元、开关量输入单元分别与CPU单元输入端相连，所述开关量输出逻辑单元与CPU单元输出端相连，所述通信单元实现CPU单元与外界通信，所述电源单元分别为各单元供电；所述柜体正面设有用于人机交互的触摸屏。
2.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述CPU单元、交流单元、开关量输入单元、开关量输出逻辑单元、通信单元和电源单元分别以独立的插件方式安装在柜体内。
3.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述柜体内还设有存储单元，包括Flash和SD卡。
4.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述CPU单元采用微处理器控制。
5.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述交流插件包括AC交流变换回路和AD转换芯片，其输入端连接***中的多路模拟量，多路模拟量采集信号经过AC交流变换回路和AD转换芯片处理后，通过数据总线输入到CPU单元。
6.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述开关量输入单元包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输入端连接多路开关量，多路开关量信号经过光耦隔离模块和CPLD模块处理后，通过数据总线输入到CPU单元。
7.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述开关量输出逻辑单元包括光耦隔离模块和CPLD模块，其输出端连接多个信号接点和多路开关量输出口，CPU单元发出的各个控制信号通过数据总线输入到CPLD模块，然后再经过光耦隔离模块处理后控制各个信号接点和开关量输出口。
8.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述通信单元包括以太网口、串行接口。
9.如权利要求1所述的一种30度相角差配电线路不停电转供***合解环装置，其特征在于：所述电源单元采用交直流两用的开关电源，可输出+5V/3A、±12V/0.2A、+24V/0.2A，其中+5V用于CPU单元、±12V用于AD采集、+24V用于开关量输出。
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