CN211905559U - 环网柜故障监视操控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风电控制领域，公开一种环网柜故障监视操控装置，包括第一控制电源、第二控制电源、微机保护装置、低SF6气压监视信号回路、环网柜SF6气压低监视信号回路、环网柜故障监视信号回路、及环网柜故障监视回路，本实用新型的环网柜故障监视操控装置，由低SF6气压信号接点、环网柜故障信号接点、及保护装置电源空气开关组成环网柜故障监视回路；通过环网柜重载连接器X1的端口‑420‑08‑X1.15、‑420‑08‑X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口‑420‑02‑X1.15、‑420‑02‑X1.19对应相连接，组成风机控制屏对环网柜故障监视回路。

Description

环网柜故障监视操控装置

技术领域

本实用新型涉及风电控制领域，尤其涉及环网柜故障监视操控装置。

背景技术

在风力发电领域，传统的风力发电是在每台风机塔筒外面配一台35KV箱式升压变，把风机发出的0.69KV电能通过塔筒外的箱式升压变，先升压至35KV，再经集电线路汇流后，接入到风电场110KV或220KV升压站，经二次升压后汇入国家主干电网。

以上的升压方式需要把风机发出的0.69KV电能经过长达上百米甚至数百米的低压电缆送至塔筒外数十米远处的35KV升压变。风机容量已从1.6MW发展到目前的8MW，塔筒高度也从数十米升高到100多到200米左右，随着装机容量的逐步增大，输送电流已从1339安培升高到6694安培。众所周知，线路损耗与电流的平方成正比，与电缆的电阻成正比。因此，线路损耗也随着风机容量的增大和电缆长度的增加而大幅度增加，导致运行方式很不经济。

目前，新的一种发展趋势是，把升压变压器直接就近安装于塔筒顶部的发电机旁，环网柜装到塔筒内的中部或底部。变压器把风机发出的0.69KV电能就近升压至35KV，1.6MW到8MW的风机输送电流也从1339～6694安培下降到26～132安培。35KV的高压电能传输到塔筒内的环网柜，经环网柜汇流后再把35KV的电能传送到风电场110KV或220KV升压站，经二次升压后汇入国家主干电网。这样起到了很好的节能效果。其中，环网柜作为连接风力发电机与电力***的中间电气设备，其内置的高压开关设备能够起保护作用，如电力***出现故障时，其能切断风力发电机与电力***之间的连接，避免造成安全事故；如公开号为CN202454900U的实用新型专利就是类似的一种环网柜。

另一方面，如图1所示，优化风机和环网柜内部的控制回路和信号回路。通过完善保护体系，把风机的状态和控制信号通过风机控制屏下达到环网柜，同时把环网柜的相关信号上传到风机控制屏，实现风机和环网柜在电气上的相互连锁，提高了风机控制和环网柜控制***的协调性、互操作性和可靠性。再一方面，优化设计方案后，控制***的功耗大大降低，电源由220V或110V改成24V直流供电，完全满足控制操作要求。通常情况下，环网柜内置有微机保护装置，其与环网柜内置的操控装置相互关联，能够实现环网柜内部电力***中电压电流的保护及测控。

然而在实际应用过程中，对于操控装置的误操作事故时有发生，存在较大安全隐患，因此还存在一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺点，提供了一种环网柜故障监视操控装置，于操控装置中增加环网柜故障监视回路，把相关信号同时传输到微机保护装置和风机控制屏，增强了风电***的可靠性，有效减少误操作事故的发生。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种环网柜故障监视操控装置，包括

第一控制电源与第二控制电源，第一控制电源的正极与负极均连接有电源空气开关2DK；

微机保护装置，包括工作电源端口1D3、1D4、开关量输入端口3D20、3D13、开关量输出端口2D7、2D8，工作电源端口1D3、1D4分别连接于第一控制电源两端的电源空气开关2DK；

低SF6气压监视信号回路，包括低气压传感器开关P与继电器K2，低气压传感器开关P的一端连接于第二控制电源的正极，另一端连接于继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极；

环网柜SF6气压低监视信号回路，包括继电器K2的常开触点K2-1，继电器K2的常开触点K2-1的一端连接于第一控制电源正极的电源空气开关2DK，另一端通过微机保护装置的端口3D20、3D13连接于第一控制电源负极的电源空气开关2DK；

环网柜故障监视信号回路，包括继电器K8，继电器K8的线圈与微机保护装置的开关量输出端口2D7、2D8相互串联，端口2D7连接于第二控制电源的正极，继电器K8的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极；

环网柜故障监视回路，包括环网柜重载连接器X1、风机控制屏重载连接器X1’、依次串联的继电器K2的常闭触点K2-2、继电器K8的常闭触点K8-1、及电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1，辅助开关触点2DK-1的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15，常闭触点K2-2的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.19；环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应连接；风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15连接有指示单元。

采用上述方案，由低气压传感器开关P与继电器K2相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成了低SF6气压监视信号回路；将继电器K2的常开触点K2-1与微机保护装置的端口3D20、3D13相串联，连接于24V第一控制电源的电源空气开关2DK的两端，用于判断SF6气压低；然后通过微机保护装置的端口2D7、2D8输出SF6气压低信号至继电器K8，同时记录并显示SF6气压低事件，以组成环网柜SF6气压低监视信号回路；由微机保护装置的端口2D7、2D8与继电器K8相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成环网柜故障监视信号回路；由低SF6气压信号接点(继电器K2的常闭触点K2-2)、环网柜故障信号接点(继电器K8的常闭触点K8-1)、及保护装置电源空气开关(电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1)组成环网柜故障监视回路；通过环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应相连接，组成风机控制屏对环网柜故障监视回路，从而能够将相关信号同时传输到微机保护装置和风机控制屏，增强了风电***的可靠性，有效减少误操作事故的发生。

作为优选，指示单元包括指示元件及供电电源，指示元件的一端连接于供电电源的正极，另一端连接于风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15，风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.19连接于供电电源的负极。

采用上述方案，供电电源能够为指示元件及环网柜故障监视回路的运行提供电能，当环网柜故障监视回路内的电子元件做出相应动作时，指示元件能够在供电电源的作用下切换指示模式。

作为优选，指示元件为指示灯LD。

采用上述方案，指示灯的灯光提示效果不仅醒目，且在工作过程中不会打扰周围环境，更加人性化。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：由低气压传感器开关P与继电器K2相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成了低SF6气压监视信号回路；将继电器K2的常开触点K2-1与微机保护装置的端口3D20、3D13相串联，连接于24V第一控制电源的电源空气开关2DK的两端，用于判断SF6气压低；然后通过微机保护装置的端口2D7、2D8输出SF6气压低信号至继电器K8，同时记录并显示SF6气压低事件，以组成环网柜SF6气压低监视信号回路；由微机保护装置的端口2D7、2D8与继电器K8相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成环网柜故障监视信号回路；由低SF6气压信号接点(继电器K2的常闭触点K2-2)、环网柜故障信号接点(继电器K8的常闭触点K8-1)、及保护装置电源空气开关(电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1)组成环网柜故障监视回路；通过环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应相连接，组成风机控制屏对环网柜故障监视回路，从而能够将相关信号同时传输到微机保护装置和风机控制屏，增强了风电***的可靠性，有效减少误操作事故的发生。

附图说明

图1为现有技术中环网柜、风机控制屏以及风机的***架构图；

图2为本实施例一的电路示意图；

图3为本实施例一的环网柜故障监视逻辑图；

图4为本实施例三的***架构图。

以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1n、微机保护装置；2、指示单元；3、控制模块；4、无线发射模块；5、无线接收模块；6、总服务器；7、本地设备。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一

如图2所示，本实施例公开的一种环网柜故障监视操控装置，包括第一控制电源、第二控制电源、微机保护装置1n、低SF6气压监视信号回路、环网柜SF6气压低监视信号回路、环网柜故障监视信号回路、及环网柜故障监视回路。其中，第一控制电源与第二控制电源均优选为24V直流电源，其均包括有正极与负极(即24V+与24V-)。第一控制电源的正极与负极均连接有电源空气开关2DK，第二控制电源的正极与负极均连接有电源空气开关1DK。

更进一步的，微机保护装置1n包括工作电源端口1D3、1D4、开关量输入端口3D20、3D13、开关量输出端口2D7、2D8，工作电源端口1D3、1D4分别连接于第一控制电源两端的电源空气开关2DK，以为微机保护装置1n供电。

更进一步的，低SF6气压监视信号回路包括低气压传感器开关P与继电器K2，低气压传感器开关P的一端连接于第二控制电源的正极，另一端连接于继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极。

更进一步的，环网柜SF6气压低监视信号回路包括继电器K2的常开触点K2-1，继电器K2的常开触点K2-1的一端连接于第一控制电源正极的电源空气开关2DK，另一端通过微机保护装置1n的端口3D20、3D13连接于第一控制电源负极的电源空气开关2DK。

更进一步的，环网柜故障监视信号回路包括继电器K8，继电器K8的线圈与微机保护装置1n的开关量输出端口2D7、2D8相互串联，端口2D7连接于第二控制电源的正极，继电器K8的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极。

更进一步的，环网柜故障监视回路包括环网柜重载连接器X1、风机控制屏重载连接器X1’、依次串联的继电器K2的常闭触点K2-2、继电器K8的常闭触点K8-1、及电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1，辅助开关触点2DK-1的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15，常闭触点K2-2的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.19；环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应连接；风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15连接有指示单元2。指示单元2包括指示元件及供电电源，其中供电电源优选为24V直流电源，其包括有正极与负极(即24V+与24V-)。指示元件为指示灯LD。更具体的，指示元件的一端连接于供电电源的正极，另一端连接于风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15，风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.19连接于供电电源的负极。

实施例二

于实施例一的基础上，低气压传感器开关P设置于六氟化硫断路器的气室内，当低气压传感器开关P检测到六氟化硫断路器气室内的气压值过低时，其控制继电器K2的线圈得电吸合，从而控制继电器K2的常开触点K2-1闭合，微机保护装置1n通过端口2D7、2D8输出SF6气压低信号，同时微机保护装置1n记录并显示SF6气压低事件。

现结合实施例一与实施例二，对环网柜故障监视操控装置的工作原理作详细阐述：

由低气压传感器开关P与继电器K2相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成了低SF6气压监视信号回路；将继电器K2的常开触点K2-1与微机保护装置1n的端口3D20、3D13相串联，连接于24V第一控制电源的电源空气开关2DK的两端，用于判断SF6气压低；然后通过微机保护装置1n的端口2D7、2D8输出SF6气压低信号至继电器K8，同时记录并显示SF6气压低事件，以组成环网柜SF6气压低监视信号回路；由微机保护装置1n的端口2D7、2D8与继电器K8相串联，连接于24V第二控制电源的电源空气开关1DK的两端，组成环网柜故障监视信号回路；由低SF6气压信号接点(继电器K2的常闭触点K2-2)、环网柜故障信号接点(继电器K8的常闭触点K8-1)、及保护装置电源空气开关(电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1)组成环网柜故障监视回路；通过环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应相连接，组成风机控制屏对环网柜故障监视回路。

如图3所示，只有当低气压传感器开关P检测到六氟化硫断路器气室内的气压水平正常而处于断开状态，微机保护装置1n处于无故障运行(带电接触)状态，同时电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1处于闭合状态；低SF6气压信号接点(继电器K2的常闭触点K2-2)、环网柜无故障信号接点(继电器K8的常闭触点K8-1)、及保护装置电源空气开关(电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1)全部闭合，此时指示灯LD的供电回路接通，使得指示灯LD点亮，以提醒用户环网柜***处于正常运行状态；反之，若上述任一条件未满足，则指示灯LD无法接通，使得指示灯LD处于熄灭状态，以提醒用户环网柜***故障，从而实现如图3所示的逻辑关系。

实施例三

如图4所示，于实施例一的基础上，微机保护装置1n上连接有控制模块3，该控制模块3为具有数据处理能力的芯片，包括但不限于单片机、PLC、CPU、MCU、ARM等。控制模块3上连接有无线发射模块4；还包括与无线发射模块4进行数据交换的无线接收模块5，无线发射模块4与无线接收模块5可以为蓝牙模块或者红外收发模块。无线接收模块5上连接有总服务器6，总服务器6上连接有多台本地设备7，本地设备7优选为电脑；控制模块3用于调取微机保护装置1n内记录的SF6气压低事件所对应的文件数据，并将该数据通过无线发射模块4发送至无线接收模块5，无线接收模块5将接收的数据上传至总服务器6进行存储，本地设备7用于调取总服务器6内存储的数据并将数据对应的SF6气压低事件进行显示。使得记录存储于微机保护装置1n上的SF6气压低事件的数据能通过无线方式传输至总服务器6，并通过本地设备7调取总服务器6内的数据进行查看，以使用户能够访问微机保护装置1n中存储的SF6气压低事件，更加方便。

更进一步的，控制模块3将调取的SF6气压低事件的文件数据根据SF6气压低事件发生的时间点进行排序，并优先将时间点靠前的SF6气压低事件所对应的文件数据通过无线发射模块4发送至无线接收模块5。由于微机保护装置1n内的存储空间有限，其只能存储特定数量的SF6气压低事件数据，若录入数量超过额定数量，则会依次覆盖靠前的数据，导致数据无法完整保存下来；通过控制模块3优先将时间点靠前的SF6气压低事件所对应的文件数据进行无线发送，既能有效保存微机保护装置1n内时间排序靠前的数据，又能有效降低无线传输过程中的数据传输量，从而提升传输效率，降低传输功耗，更加人性化。

Claims (3)

1.一种环网柜故障监视操控装置，其特征在于：包括

第一控制电源与第二控制电源，第一控制电源的正极与负极均连接有电源空气开关2DK；

微机保护装置(1n)，包括工作电源端口1D3、1D4、开关量输入端口3D20、3D13、开关量输出端口2D7、2D8，工作电源端口1D3、1D4分别连接于第一控制电源两端的电源空气开关2DK；

低SF6气压监视信号回路，包括低气压传感器开关P与继电器K2，低气压传感器开关P的一端连接于第二控制电源的正极，另一端连接于继电器K2的线圈的一端，继电器K2的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极；

环网柜SF6气压低监视信号回路，包括继电器K2的常开触点K2-1，继电器K2的常开触点K2-1的一端连接于第一控制电源正极的电源空气开关2DK，另一端通过微机保护装置(1n)的端口3D20、3D13连接于第一控制电源负极的电源空气开关2DK；

环网柜故障监视信号回路，包括继电器K8，继电器K8的线圈与微机保护装置(1n)的开关量输出端口2D7、2D8相互串联，端口2D7连接于第二控制电源的正极，继电器K8的线圈的另一端连接于第二控制电源的负极；

环网柜故障监视回路，包括环网柜重载连接器X1、风机控制屏重载连接器X1’、依次串联的继电器K2的常闭触点K2-2、继电器K8的常闭触点K8-1、及电源空气开关2DK的辅助开关触点2DK-1，辅助开关触点2DK-1的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15，常闭触点K2-2的另一端连接于环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.19；环网柜重载连接器X1的端口-420-08-X1.15、-420-08-X1.19与风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15、-420-02-X1.19对应连接；风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15连接有指示单元(2)。

2.根据权利要求1所述的环网柜故障监视操控装置，其特征在于：指示单元(2)包括指示元件及供电电源，指示元件的一端连接于供电电源的正极，另一端连接于风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.15，风机控制屏重载连接器X1’的端口-420-02-X1.19连接于供电电源的负极。

3.根据权利要求2所述的环网柜故障监视操控装置，其特征在于：指示元件为指示灯LD。

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