配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，所述合環(huán)檢測裝置由消弧線圈控制器、中性點位移電壓檢測器和后臺服務(wù)器三個部分組成，消弧線圈控制器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，所述消弧線圈控制器通過電纜與消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)相連；中性點位移電壓檢測器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，通過電纜連接電壓互感器的開口三角繞組；所述消弧線圈控制器、所述中性點位移電壓檢測器均通過光纖以太網(wǎng)與所述后臺服務(wù)器相連。中性點位移電壓檢測器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，用于測量位移電壓的變化，并且將位移電壓數(shù)據(jù)上傳給后臺服務(wù)器。后臺服務(wù)器安裝在調(diào)度中心，根據(jù)位移電壓的變化情況判斷是否存在合環(huán)情況，如果發(fā)生合環(huán)情況立即發(fā)出報警。本實用新型技術(shù)成熟、可靠性高。
【專利說明】配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于電力系統(tǒng)在線檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種配電網(wǎng)合環(huán)檢測方法 及裝置，適用于3?60kV中性點非有效接地電網(wǎng)，能夠在發(fā)生合環(huán)運行時，及時發(fā)出報警。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國3?60kV配電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)是"閉環(huán)結(jié)構(gòu)、開環(huán)運行"，即各條線路之間有聯(lián) 絡(luò)開關(guān)，但是正常運行時這些聯(lián)絡(luò)開關(guān)都處于分開的狀態(tài)。但是目前很多聯(lián)絡(luò)開關(guān)不具備 遙信功能，調(diào)度人員有可能在改變運行方式的時候沒有及時分開部分聯(lián)絡(luò)開關(guān)，這樣電網(wǎng) 就會出現(xiàn)合環(huán)運行情況。電網(wǎng)合環(huán)運行后，配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)潮流重新分布， 可能會引起難以控制的網(wǎng)絡(luò)循環(huán)功率，導(dǎo)致保護動作、線路過負荷、電氣設(shè)備損壞甚至危及 人身安全等事故發(fā)生。
[0003] 目前配電網(wǎng)中合環(huán)檢測主要依靠調(diào)度人員的運行經(jīng)驗，或者線路工作人員的巡視 實現(xiàn)，不能夠保證及時性。雖然隨著配電網(wǎng)自動化技術(shù)的開展，很多帶有遙信的聯(lián)絡(luò)開關(guān)投 入運行，但是現(xiàn)場仍然存在大量的不具備遙信功能的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，現(xiàn)場迫切需要一種更加靈 活的合環(huán)檢測裝置，提高配電網(wǎng)供電的可靠性和安全性。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提出新的配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，該 檢測裝置能夠快速、準確地確定是否發(fā)生合環(huán)情況，如果發(fā)生合環(huán)情況立即發(fā)出報警。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，所述合環(huán)檢測裝置由消弧線圈控制器、中性點位移電 壓檢測器和后臺服務(wù)器三個部分組成，其特征在于 ：
[0007] 消弧線圈控制器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，所述消弧線圈控制器通過電纜與消 弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)相連；
[0008] 中性點位移電壓檢測器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，通過電纜連接電壓互感器的 開口三角繞組；
[0009] 所述消弧線圈控制器、所述中性點位移電壓檢測器均通過光纖以太網(wǎng)與所述后臺 服務(wù)器相連。
[0010] 本實用新型還進一步包括以下優(yōu)選技術(shù)方案。
[0011] 所述消弧線圈控制器包括嵌入式主板、模擬量變換器板卡、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān) 量輸入板卡和工業(yè)液晶顯示器；嵌入式主板與模擬量變換器板卡、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān)量 輸入板卡、工業(yè)液晶顯示器通過背板連接線相連。
[0012] 所述的消弧線圈控制器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，用于對消弧線圈進行自動調(diào) 諧，當消弧線圈控制器開始自動調(diào)諧時，控制器向后臺服務(wù)器上傳調(diào)諧啟動的信息。
[0013] 通過二次電纜將消弧線圈電流互感器和電壓互感器的副邊連接至所述消弧線圈 控制器裝置的模擬量變換器板卡；通過二次電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)的檔位信號輸出端連 接至所述消弧線圈控制器裝置的開關(guān)量輸入板卡；通過二次電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)的控 制信號輸入端接至所述消弧線圈控制器裝置的開關(guān)量輸出板卡。
[0014] 通過光纖以太網(wǎng)將調(diào)諧信息上傳給后臺服務(wù)器。
[0015] 所述中性點位移電壓檢測器包括模擬量變換器板卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊、CPU、光纖以太 網(wǎng)模塊，電壓互感器的開口三角繞組通過二次電纜接入模擬量變換器板卡，所述模擬量變 換器板卡輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端，AD模塊的輸出端連接至CPU的輸入端相連， CPU的輸出端與光纖以太網(wǎng)模塊相連。
[0016] 電壓互感器的開口三角繞組通過二次電纜接入模擬量變換器板卡，變換為5V以 內(nèi)的交流電壓信號，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號通過數(shù)據(jù)總線 傳送給CPU計算，CPU對數(shù)字信號進行均方根計算得到電壓有效值。通過光纖以太網(wǎng)將中 性點位移電壓的有效值上傳到后臺服務(wù)器。
[0017] 所述的后臺服務(wù)器安裝在調(diào)度中心，在自動調(diào)諧的過程中，后臺服務(wù)器實時分析 各個變電站母線中性點位移電壓的變化情況。如果出現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的多個母線中性點位移電 壓按照同樣規(guī)律變化（同時升高或者同時降低），則判斷出現(xiàn)合環(huán)情況，并發(fā)出報警。
[0018] 本實用新型的優(yōu)點如下：
[0019] 1、集成度高，消弧線圈控制器和中性點位移電壓檢測器都采用嵌入式結(jié)構(gòu)，所有 板卡集成在一個4U機箱內(nèi)，核心的CPU、內(nèi)存、AD等芯片集成在一塊電路板（主板）上，高 速總線集成在主板內(nèi)，主板與其他板卡之間不通過高速總線連接，提高了裝置可靠性。
[0020] 2、運算速度快，采用32位ARM芯片，主頻可達500MHz。
[0021] 3、采用WinCE操作系統(tǒng)，可靠性高，功能強大。支持USB鼠標、USB鍵盤、U盤，人機 交互性能很好。
[0022] 4、實時測量區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)各個母線的中性點位移電壓，信號容易獲得，準確可靠。
[0023] 5、消弧線圈控制器和中性點位移電壓檢測器都具備網(wǎng)口，能夠通過以太網(wǎng)快速向 后臺服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是消弧線圈控制器的原理圖；
[0026] 圖3是中性點位移電壓檢測器的原理圖；
[0027] 圖4是后臺服務(wù)器的流程圖；
[0028] 其中104表示母線，104-1至104-n為多段母線，101為消弧線圈控制器，103為中 性點位移電壓檢測器，103-1至103-n為多個中性點位移電壓檢測器，102為后臺服務(wù)器， 202為模擬量變換器板卡，205為開關(guān)量輸入板卡，204為開關(guān)量輸出板卡，206為消弧線圈 控制開關(guān)，203為嵌入式主板，207為背板，301為光纖以太網(wǎng)模塊。

【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合說明書如圖，通過具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細說 明。本實用新型提出新的配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，該檢測裝置能夠快速、準確地確定是否發(fā)生 合環(huán)情況，如果發(fā)生合環(huán)情況立即發(fā)出報警。
[0030] 本實用新型所述的合環(huán)檢測裝置由消弧線圈控制器、中性點位移電壓檢測器和后 臺服務(wù)器三個部分組成。
[0031] 所述的消弧線圈控制器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，用于對消弧線圈進行自動調(diào) 諧，當消弧線圈控制器開始自動調(diào)諧時，控制器向后臺服務(wù)器上傳調(diào)諧啟動的信息；
[0032] 所述的中性點位移電壓檢測器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，用于測量位移電壓的 變化，并且將位移電壓數(shù)據(jù)上傳給后臺服務(wù)器。所述中性點位移電壓檢測器包括模擬量變 換器板卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊、CPU、光纖以太網(wǎng)模塊，電壓互感器的開口三角繞組通過二次電纜 接入模擬量變換器板卡，變換為5V以內(nèi)的交流電壓信號，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過AD 轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號通過數(shù)據(jù)總線傳送給CPU計算，CPU對數(shù)字信號進行均方根計算得到 電壓有效值。通過光纖以太網(wǎng)將中性點位移電壓的有效值上傳到后臺服務(wù)器；
[0033] 所述的后臺服務(wù)器安裝在調(diào)度中心，在自動調(diào)諧的過程中，后臺服務(wù)器實時分析 各個變電站母線中性點位移電壓的變化情況。如果出現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的多個母線中性點位移電 壓按照同樣規(guī)律變化（同時升高或者同時降低），則判斷出現(xiàn)合環(huán)情況，并發(fā)出報警。
[0034] 如圖1所示，合環(huán)檢測裝置由消弧線圈控制器101、中性點位移電壓檢測器103和 后臺服務(wù)器102三個部分組成，三者之間用光纖以太網(wǎng)互聯(lián)。消弧線圈控制器101安裝在 變電站或者開閉站內(nèi)，用于對消弧線圈進行自動調(diào)諧。中性點位移電壓檢測器103安裝在 變電站或者開閉站內(nèi)，用于測量位移電壓的變化，并且將位移電壓數(shù)據(jù)上傳給后臺服務(wù)器 102。后臺服務(wù)器102安裝在調(diào)度中心，根據(jù)位移電壓的變化情況判斷是否存在合環(huán)情況， 如果發(fā)生合環(huán)情況立即發(fā)出報警。消弧線圈控制器101只需要一個就可以，中性點位移電 壓檢測器103需要在每個變電站或者開閉站都安裝，后臺服務(wù)器102需要一個。
[0035] 消弧線圈控制器的原理如圖2所示，模擬量變換器板卡202、開關(guān)量輸入板卡205、 開關(guān)量輸出板卡204和嵌入式主板203通過背板207連接在一起。通過二次電纜將消弧線 圈電流互感器和電壓互感器的副邊模擬信號接入控制器裝置的模擬量變換器板卡202。A1 至A2表示板卡上的變換器單元，能夠?qū)㈦妷汉碗娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)?5V與+5V之間的低壓模擬量信 號，該模擬量進入主板后首先進行低通濾波，然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號。通過二次 電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)206的檔位信號接入控制器裝置的開關(guān)量輸入板卡，DI1至Din表 示開關(guān)量輸入轉(zhuǎn)換單元。嵌入式主板對數(shù)字信號進行處理，計算出系統(tǒng)電容電流。通過二 次電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)的控制信號接入控制器裝置的開關(guān)量輸出板卡204，D01至DOn 表示DO輸出板卡上的繼電器單元。當控制器進行自動調(diào)諧時，通過光纖以太網(wǎng)向后臺服務(wù) 器102上傳調(diào)諧的信息，觸發(fā)后臺服務(wù)器102的合環(huán)檢測。
[0036] 中性點位移電壓檢測器的原理如圖3所示，電壓互感器的開口三角繞組通過二次 電纜接入模擬量變換器板卡202,變換為5V以內(nèi)的交流電壓信號，然后輸入到A/D轉(zhuǎn)換模 塊，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號通過數(shù)據(jù)總線傳送給CPU計算，CPU對數(shù)字信號進行均方 根計算得到電壓有效值。CPU與光纖以太網(wǎng)模塊301相連，通過光纖以太網(wǎng)將中性點位移電 壓的有效值上傳到后臺服務(wù)器102。
[0037] 后臺服務(wù)器的流程如圖4所示，后臺服務(wù)器實時接收各個變電站母線中性點位移 電壓有效值，正常情況下不進行分析計算。當消弧線圈控制器上傳調(diào)諧信息后，服務(wù)器立即 開始分析各個變電站母線中性點位移電壓的變化情況。如果發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域電網(wǎng)的多個母線 中性點位移電壓按照同樣規(guī)律變化（同時升高或者同時降低），則判斷出現(xiàn)合環(huán)情況，并發(fā) 出報警。
【權(quán)利要求】
1. 一種配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，所述合環(huán)檢測裝置由消弧線圈控制器、中性點位移電壓 檢測器和后臺服務(wù)器三個部分組成，其特征在于： 消弧線圈控制器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，所述消弧線圈控制器通過電纜與消弧線 圈調(diào)節(jié)開關(guān)相連； 中性點位移電壓檢測器安裝在變電站或者開閉站內(nèi)，通過電纜連接電壓互感器的開口 三角繞組； 所述消弧線圈控制器、所述中性點位移電壓檢測器均通過光纖以太網(wǎng)與所述后臺服務(wù) 器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，其特征在于： 所述消弧線圈控制器包括嵌入式主板、模擬量變換器板卡、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān)量輸 入板卡和工業(yè)液晶顯示器； 所述嵌入式主板與模擬量變換器板卡、開關(guān)量輸出板卡、開關(guān)量輸入板卡、工業(yè)液晶顯 示器通過背板連接線相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，其特征在于： 通過二次電纜將消弧線圈電流互感器和電壓互感器的副邊連接至所述消弧線圈控制 器裝置的模擬量變換器板卡； 通過二次電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)的檔位信號輸出端連接至所述消弧線圈控制器裝 置的開關(guān)量輸入板卡； 通過二次電纜將消弧線圈調(diào)節(jié)開關(guān)的控制信號輸入端接至所述消弧線圈控制器裝置 的開關(guān)量輸出板卡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)合環(huán)檢測裝置，其特征在于： 所述中性點位移電壓檢測器包括模擬量變換器板卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊、CPU、光纖以太網(wǎng)模 塊，電壓互感器的開口三角繞組通過二次電纜接入模擬量變換器板卡，所述模擬量變換器 板卡輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入端，AD模塊的輸出端連接至CPU的輸入端相連，CPU的 輸出端與光纖以太網(wǎng)模塊相連。
【文檔編號】G01R31/02GK203838277SQ201420230395
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】李硯, 蔡志偉, 齊鄭, 鄭國才 申請人:北京拓山電力科技有限公司