專利名稱：一種備用電源切換裝置及其電源故障判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種備用電源自動(dòng)切換的裝置及利用該裝置進(jìn)行電源故障判斷的方法。
背景技術(shù)：
配電系統(tǒng)通常設(shè)有兩路電源供電，兩路電源可互為備用。當(dāng)其中的一路電源失電時(shí)，另一路會(huì)自動(dòng)供電給失電段母線，這種備用電源可自動(dòng)切換的裝置被稱為備用電源切換裝置。傳統(tǒng)的備用電源切換裝置一般是通過(guò)電磁式繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例中國(guó)專利 ZL200620128301.3(電源自動(dòng)切換裝置)。傳統(tǒng)的備用電源切換裝置的功能是通過(guò)若干個(gè)電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器以及連接片、導(dǎo)線等元器件實(shí)現(xiàn)的。具有元器件多、占用保護(hù)倉(cāng)空間大、接線復(fù)雜，機(jī)械式輔助觸點(diǎn)多等缺陷。這些缺陷將會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)接觸不良、絕緣不良等故障，使電源切換裝置動(dòng)作可靠性低乃至頻繁發(fā)生誤動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種以微機(jī)中邏輯控制技術(shù)為基礎(chǔ)的備用電源切換裝置，并借助微機(jī)的集成化、模塊化、快速化等優(yōu)異特性利用該備用電源切換裝置設(shè)計(jì)出一種可靠的電源故障判斷方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種備用電源切換裝置，其結(jié)構(gòu)為一段母線電壓互感器9、二段母線電壓互感器10分別與一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器4、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器5連接；所述一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器4、 二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器5分別與分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3連接；第1電源開(kāi)關(guān)11、 第2電源開(kāi)關(guān)12、分段開(kāi)關(guān)13分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3連接；所述第1電源開(kāi)關(guān)
11、第2電源開(kāi)關(guān)12分別與第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器1、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器2連接， 然后，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器1、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器2分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3連接；所述第1電源電流互感器6、第2電源電流互感器7、分段電流互感器8分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3連接；所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3接受上述各連接后的信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷，發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)11、第2電源開(kāi)關(guān)
12、分段開(kāi)關(guān)13，進(jìn)行備用電源切換。所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器3包括開(kāi)關(guān)位置判別模塊301，是與門，有3個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源開(kāi)關(guān)11的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)12的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；分段開(kāi)關(guān)13的開(kāi)關(guān)分閘位置信號(hào)；第1電源失壓故障判別模塊302，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源電流互感器6的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器4及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器5的電壓信號(hào) ’第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器1的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)，第1電源失壓故障判別模塊302的輸出信號(hào)一方面輸入到一段自切條件判別模塊304，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)分閘開(kāi)關(guān)；第2電源失壓故障判別模塊303，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2電源電流互感器7的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器4及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器5的電壓信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器2的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)，第2電源失壓故障判別模塊303的輸出信號(hào)一方面輸入到二段自切條件判別模塊305，另一方面送到第2電源開(kāi)關(guān)一段自切條件判別模塊304，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源失壓故障判別模塊302的輸出信號(hào)；第1電源開(kāi)關(guān)11的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；輸出信號(hào)二段自切條件判別模塊305，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2電源失壓故障判別模塊303的輸出信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)12的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；分段合閘條件判別模塊306，是或門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自一段自切條件判別模塊304的輸出信號(hào)；二段自切條件判別模塊305的輸出信號(hào)，分段合閘條件判別模塊 306的輸出信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)13。所述第1電源電流互感器6、第2電源電流互感器7都采用型號(hào)為L(zhǎng)Z^_12B1、 0. 5/5P20U5VA/20VA的電流互感器。另外，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種備用電源切換裝置的電源故障判斷方法，其包括由一段母線電壓互感器、二段母線電壓互感器分別向一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)分別通過(guò)第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源開(kāi)關(guān)所屬電源回路的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；由第1電源電流互感器、第2電源電流互感器、分段電流互感器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的電流信號(hào)；由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器接受上述各信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷，存在故障側(cè)無(wú)流、無(wú)壓，另一側(cè)有壓，故障判斷后發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)，進(jìn)行備用電源切換。所述由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器進(jìn)行故障邏輯判斷的方法如下用開(kāi)關(guān)位置判別模塊301進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源開(kāi)關(guān)在合閘位置、第2電源開(kāi)關(guān)在合閘位置、分段開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，開(kāi)關(guān)位置判別模塊將會(huì)輸出高電平1 ；用第1電源失壓故障判別模塊302進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源電流互感器的電流信號(hào)值小于Al 1值，一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)小于Vl 1值，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)大于V12值，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1， 開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)為1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘，導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)第1電源失壓故障判別模塊302輸出高電平1，該輸出信號(hào)一方面輸入到一段自切條件判別模塊304，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)分閘開(kāi)關(guān)，使第 1電源開(kāi)關(guān)分閘；用第2電源失壓故障判別模塊303進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源電流互感器的電流信號(hào)值小于A21值，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)小于V21，母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)大于V22，第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)為1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘， 導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)的第2電源失壓故障判別模塊303輸出高電平1，該輸出信號(hào)一方面輸入到二段自切條件判別模塊305，另一方面送到第2電源開(kāi)關(guān)，使第2電源開(kāi)關(guān)分閘；用一段自切條件判別模塊304進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊302輸出為1，第1電源開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，一段自切條件判別模塊304的輸出為1 ；用二段自切條件判別模塊305進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊303的輸出為1，第2電源開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，二段自切條件判別模塊305的輸出為 1 ；用分段合閘條件判別模塊306進(jìn)行判斷，當(dāng)一段自切條件判別模塊304的輸出信號(hào)為1或二段自切條件判別模塊305的輸出信號(hào)為1時(shí)，分段合閘條件判別模塊306輸出為1，該信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)13控制合閘的回路中，使分段開(kāi)關(guān)13自動(dòng)合閘。所述用第1電源失壓故障判別模塊302進(jìn)行判斷中A11為0. IA ；Vll為25V ；V12 為 70V。所述用第2電源失壓故障判別模塊303進(jìn)行判斷中A21為0. IA ；V21為25V ；V22 為 70V。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的電源切換裝置取消了傳統(tǒng)電源切換裝置的電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器，上述各類型繼電器功能均通過(guò)模塊化集成電路的邏輯運(yùn)算判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)電壓、電流以及開(kāi)關(guān)位置等信號(hào)的組合判斷、分析方法，可靠地實(shí)現(xiàn)電源失壓故障判別，可有效避免裝置因過(guò)負(fù)荷、電壓互感器熔絲斷相、開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)短路或接觸不良、操作人員誤操作等因素帶來(lái)的誤動(dòng)作發(fā)生，最大限度地預(yù)防裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，本發(fā)明運(yùn)用了無(wú)接點(diǎn)的微機(jī)邏輯控制技術(shù)，具有信號(hào)采集充分、邏輯判斷嚴(yán)密、 響應(yīng)速度快、動(dòng)作可靠等特點(diǎn)，這是傳統(tǒng)的繼電器所無(wú)法相比擬的。為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的備用電源切換裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器的外部端子接線圖；圖3為本發(fā)明中分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器模塊構(gòu)成及邏輯圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明的備用電源切換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本備用電源切換裝置是由第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(2ZB)2、分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3ZB) 3、一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4ZB) 4、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器6ZB)5、第1電源電流互感器(1CT)6、第2電源電流互感器(2CT)7、分段電流互感器(3CT)8、一段母線電壓互感器(1YB)9、二段母線電壓互感器OTO) 10、第1電源開(kāi)關(guān) (IDL) 11、第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12、分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13構(gòu)成。上述第1、第2電源電流互感器 6、7的型號(hào)在本實(shí)施例中都采用LZ^-12B1、0. 5/5P20U5VA/20VA的電流互感器。所述“第1電源”、“第2電源”分別為第1電源回路及第2電源回路的簡(jiǎn)稱。上述各器件的連接結(jié)構(gòu)如下一段母線電壓互感器(1YB)9、二段母線電壓互感器0 ) 10分別與一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4ZB)4、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5連接，由一段母線電壓互感器(1YB)9、二段母線電壓互感器OYB) 10分別為各自的綜合保護(hù)器提供母線電壓信號(hào)。所述一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4ZB) 4、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器 (5 ) 5分別與分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3連接，為開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3提供一、二段母線的電壓信號(hào)。第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11、第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12、分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3連接，提供各自的電源回路的開(kāi)關(guān)合間位置信號(hào)。第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11、第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12分別與第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器 (IZB) 1、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器0觀)2連接，然后，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1、第 2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器0 ) 2分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3連接，提供各自的電源開(kāi)關(guān)所屬電源回路的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。所述第1電源電流互感器(1CT)6、第2電源電流互感器(2CT) 7、分段電流互感器 (3CT)8分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3連接，提供各自的電源回路的電流信號(hào)。所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3ZB) 3接受上述各連接后的信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷， 發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11、第2電源開(kāi)關(guān)QDL) 12、 分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13，進(jìn)行備用電源切換。利用上述各器件對(duì)電源故障判斷的方法如下由一段母線電壓互感器、二段母線電壓互感器分別向一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)分別通過(guò)第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源開(kāi)關(guān)所屬電源回路的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；由第1電源電流互感器、第2電源電流互感器、分段電流互感器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的電流信號(hào)；由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器接受上述各信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷，存在故障側(cè)無(wú)流、無(wú)壓，另一側(cè)有壓，故障判斷后發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)、第2 電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)，進(jìn)行備用電源切換。
參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明中分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3的外部端子接線圖。分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3的外部端子中輸入端子引腳1#、2#分別與第1電源電流互感器(1CT)6連接，其(3觀)3的引腳3#、4#與第2電源電流互感器OCT)7連接，其 (3ZB)3的引腳5#、6#與分段電流互感器(3CT)8連接，輸入端子引腳7#、8#是備用引腳。由第1電源電流互感器(1CT)6、第2電源電流互感器QCT)7向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3 輸入無(wú)流信號(hào)，以確認(rèn)即將跳閘的電源線路是處于空載狀態(tài)，即，由第1電源電流互感器 (ICT) 6、第2電源電流互感器OCT) 7分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3輸入電流信號(hào)， 當(dāng)分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3接收到該輸入電流信號(hào)小于0. IA數(shù)值時(shí)，即判斷該段母線為“無(wú)流”，作為備用電源切換裝置啟動(dòng)條件之一。由分段電流互感器(3CT)8在分段開(kāi)關(guān) (3DL) 13合在事故母線時(shí)向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3輸入過(guò)流信號(hào)，以指令本裝置將已經(jīng)合上的分段開(kāi)關(guān)(3DL)13立即跳閘，避免事故擴(kuò)大，即，如果第1電源失電，失電的原因是由于第1電源側(cè)的母線發(fā)生了如短路等故障，恰恰此時(shí)又發(fā)生了“越級(jí)跳閘”，即第1電源開(kāi)關(guān)(IDL)Il未動(dòng)作而導(dǎo)致第1電源開(kāi)關(guān)(IDL)Il上一級(jí)開(kāi)關(guān)跳閘，此時(shí)的第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1是沒(méi)有故障信號(hào)進(jìn)入到分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3中的。分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3所有切換動(dòng)作條件滿足即發(fā)出了向第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11分閘指令，同時(shí)向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3發(fā)出合上分段開(kāi)關(guān)(3DL)13的指令。事實(shí)上，此時(shí)的分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13是合在了故障段第1電源側(cè)的母線上了，為了防止這個(gè)故障將第2電源開(kāi)關(guān)頂?shù)簦礊榱吮苊馐鹿实倪M(jìn)一步擴(kuò)大，需要將分段電流互感器(3CT)8的過(guò)流信號(hào)引入到分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3中，使其在分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13合閘瞬間由于接受到了過(guò)流信號(hào)而立即分閘，把第1電源側(cè)母線從系統(tǒng)中隔離，以保證第2電源側(cè)正常供電(若第2電源側(cè)失電同樣道理)。輸出端子引腳9#、10#與第1電源開(kāi)關(guān)(10011連接，11#、1姊與第2電源開(kāi)關(guān) (2DL) 12連接，13#、14#與分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13連接。由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3在確認(rèn)第1電源回路或第2電源回路發(fā)生失電時(shí)發(fā)出分閘第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11或第2電源開(kāi)關(guān) (2DL) 12的指令，同時(shí)向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3發(fā)出合上分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13的指令，從而通過(guò)分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13恢復(fù)失電母線供電。輸入端子引腳15#、16#與分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13連接，輸入端子引腳17#、18#是作為備用引腳，19#、20#與第1電源開(kāi)關(guān)(10011連接，23#、24#與第2電源開(kāi)關(guān)(2DL)12連接。 由第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11、第2電源開(kāi)關(guān)QDL) 12向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3輸入第1 電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)。收集該開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)的作用為當(dāng)電源線路發(fā)生低電壓事故時(shí)，分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3在確認(rèn)處在失電事故狀態(tài)下的第1電源開(kāi)關(guān) (IDL) 11或第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12是在合閘狀態(tài)下，才能將處在失電事故狀態(tài)下的電源開(kāi)關(guān)分閘；輸入端子引腳15#、16#與分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13連接，即由分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3輸入分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13合閘位置信號(hào)。收集該合閘位置信號(hào)的作用為 當(dāng)分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13合在發(fā)生短路事故的母線時(shí)，分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3在確認(rèn)處在事故狀態(tài)下的分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13是處在合閘狀態(tài)下，才能將分段開(kāi)關(guān)(3DL)13分閘。輸入端子引腳21#、2姊與第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(1觀)1連接，25#、26#與第2 電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(2ZB) 2連接。由第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1或第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器0觀)2向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3提供第1電源開(kāi)關(guān)或第2電源開(kāi)關(guān)下樁頭(即非上級(jí)系統(tǒng))發(fā)生短路事故信號(hào)，以防分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3誤動(dòng)作。輸入端子引腳27#、觀#、四#、30#與一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器0觀)4連接， 31#、32#、33#、33#與二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5觀)5連接。由一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4ZB) 4、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器 (3 ) 3提供本側(cè)低電壓及對(duì)側(cè)電壓信號(hào)。輸入端子引腳35#、36#是作為備用引腳。參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明中分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3的模塊構(gòu)成及邏輯圖。所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3 ) 3包括開(kāi)關(guān)位置判別模塊301、第1電源失壓故障判別模塊302、第2電源失壓故障判別模塊303、一段自切條件判別模塊304、二段自切條件判別模塊305、分段合閘條件判別模塊306構(gòu)成。其中判別模塊301至305均為與門，判別模塊306為或門。上述各判別模塊的信號(hào)連接結(jié)構(gòu)及其進(jìn)行故障邏輯判斷的方法如下開(kāi)關(guān)位置判別模塊301，是與門，有3個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源開(kāi)關(guān) (IDL)Il的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)QDL) 12的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；分段開(kāi)關(guān) (3DL) 13的開(kāi)關(guān)分閘位置信號(hào)。當(dāng)?shù)?電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11在合閘位置、第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12 在合閘位置、分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，開(kāi)關(guān)位置判別模塊301將會(huì)輸出高電平1。所述第1電源失壓故障判別模塊302，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1 電源電流互感器(1CT)6的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器0觀)4及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5的電壓信號(hào)；第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(UB)I的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)。當(dāng)?shù)?電源電流互感器(1CT)6的電流信號(hào)值小于All值(All為0. 1A)，一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器0 ) 4的電壓信號(hào)小于Vll 值(VII為25V)，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5的電壓信號(hào)大于V12值(V12為 70V)，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)為1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘，導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)第1電源失壓故障判別模塊302將會(huì)輸出高電平1。該輸出信號(hào)一方面輸入到一段自切條件判別模塊304，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11分閘開(kāi)關(guān)，使第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11分閘。所述第2電源失壓故障判別模塊303，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2 電源電流互感器OCT)7的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器0觀)4及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5的電壓信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器0 ) 2的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)。當(dāng)?shù)?電源電流互感器OCT)7的電流信號(hào)值小于A21值(A21為0. 1A)，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5的電壓信號(hào)小于 V21 (V21為25V)，母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4)的電壓信號(hào)大于V22 (V22為70V)，第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器0 ) 2的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，開(kāi)關(guān)位置判別模塊301的輸出信號(hào)為 1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘，導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)的第2電源失壓故障判別模塊303將會(huì)輸出高電平1。該輸出信號(hào)一方面輸入到二段自切條件判別模塊305，另一方面送到第2電源開(kāi)關(guān)QDL) 12，使第2電源開(kāi)關(guān)12 (2DL)分閘。所述一段自切條件判別模塊304，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源失壓故障判別模塊302的輸出信號(hào) ’第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊302輸出為1，第1電源開(kāi)關(guān)(IDL) 11在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)， 一段自切條件判別模塊304的輸出為1。所述二段自切條件判別模塊305，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2電源失壓故障判別模塊303的輸出信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊303的輸出為1，第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，二段自切條件判別模塊305的輸出為1。分段合閘條件判別模塊306，是或門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自一段自切條件判別模塊304的輸出信號(hào)；二段自切條件判別模塊305的輸出信號(hào)，當(dāng)一段自切條件判別模塊304的輸出信號(hào)為1或二段自切條件判別模塊305的輸出信號(hào)為1時(shí)，分段合閘條件判別模塊306輸出為1，該信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13控制合閘的回路中，使分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13
自動(dòng)合閘。本發(fā)明電源切換條件的判別方法是故障側(cè)無(wú)流、無(wú)壓，另一側(cè)有壓，且兩側(cè)電源只要任意一側(cè)發(fā)生故障，分段開(kāi)關(guān)均能自動(dòng)合閘。即，若當(dāng)?shù)?電源失電時(shí)，第1電源開(kāi)關(guān) (IDL) 11為合閘位置信號(hào)、第2電源開(kāi)關(guān)(2DL) 12為合閘位置信號(hào)、分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13為分閘位置信號(hào)，并將以上的3個(gè)信號(hào)輸入到開(kāi)關(guān)位置判別模塊301中。開(kāi)關(guān)位置判別模塊 301將會(huì)輸出高電平1至第1電源失壓故障判別模塊302中。第1電源失壓故障判別模塊 302的另外4個(gè)輸入信號(hào)如下一段母線電壓互感器(1YB)9會(huì)向一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器0 )4輸入無(wú)壓信號(hào)，此無(wú)壓信號(hào)會(huì)立即輸入到分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3中的302模塊。同時(shí)，第1電源電流互感器(1CT)6的無(wú)流信號(hào)會(huì)輸入至分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器 (3觀)3中的302模塊。而二段母線由于處于正常工作狀態(tài)，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5 ) 5有壓信號(hào)輸入到分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3觀)3中的模塊302。第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(IZB) 1沒(méi)有過(guò)流信號(hào)輸出。此時(shí)第1電源失壓故障判別模塊302的5個(gè)輸入信號(hào)全部滿足，一方面輸入到一段自切條件判別模塊304，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)(IDL)Il 使其分閘。第1電源開(kāi)關(guān)(IDL)Il分閘后，滿足了一段自切條件判別模塊304啟動(dòng)條件，并輸出高電平1至分段合閘條件判別模塊306中。分段合閘條件判別模塊306由于有高電平輸入且是或門，則輸出高電平1，將該信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)(3DL) 13控制合閘回路使分段開(kāi)關(guān) (3DL) 13自動(dòng)合閘，完成了整個(gè)自動(dòng)切換過(guò)程。若當(dāng)?shù)?電源失電同理)。本發(fā)明是母聯(lián)分段開(kāi)關(guān)作為備用電源自動(dòng)切換的裝置，適用于6KV電力系統(tǒng)。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的目的，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種備用電源切換裝置，其特征在于裝置結(jié)構(gòu)為一段母線電壓互感器(9)、二段母線電壓互感器(10)分別與一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器G)、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5)連接；所述一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器G)、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5)分別與分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3)連接；第1電源開(kāi)關(guān)(11)、第2電源開(kāi)關(guān)(12)、分段開(kāi)關(guān)(13)分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器⑶連接；所述第1電源開(kāi)關(guān)(11)、第2電源開(kāi)關(guān)(12)分別與第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(1)、第 2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(2)連接，然后，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(1)、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(2)分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3)連接；所述第1電源電流互感器(6)、第2電源電流互感器(7)、分段電流互感器(8)分別與所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3)連接；所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3)接受上述各連接后的信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷，發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)(11)、第2電源開(kāi)關(guān)(12)、分段開(kāi)關(guān)(13)， 進(jìn)行備用電源切換。
2.如權(quán)利要求1所述的備用電源切換裝置，其特征在于 所述分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(3)包括開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)，是與門，有3個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源開(kāi)關(guān)(11)的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)(12)的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；分段開(kāi)關(guān)(13)的開(kāi)關(guān)分閘位置信號(hào)；第1電源失壓故障判別模塊(302)，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源電流互感器(6)的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4)及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5)的電壓信號(hào)；第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(1)的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)的輸出信號(hào)，第1電源失壓故障判別模塊(302)的輸出信號(hào)一方面輸入到一段自切條件判別模塊(304)，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)分閘開(kāi)關(guān)；第2電源失壓故障判別模塊(303)，是與門，有5個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2電源電流互感器(7)的電流信號(hào)；一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(4)及二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器(5)的電壓信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器(2)的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)的輸出信號(hào)，第2電源失壓故障判別模塊(303)的輸出信號(hào)一方面輸入到二段自切條件判別模塊(305)，另一方面送到第2電源開(kāi)關(guān)一段自切條件判別模塊(304)，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第1電源失壓故障判別模塊(302)的輸出信號(hào)；第1電源開(kāi)關(guān)(11)的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；輸出信號(hào)二段自切條件判別模塊(305)，是與門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自第2電源失壓故障判別模塊(303)的輸出信號(hào)；第2電源開(kāi)關(guān)(12)的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；分段合閘條件判別模塊(306)，是或門，有2個(gè)輸入信號(hào)端，分別來(lái)自一段自切條件判別模塊(304)的輸出信號(hào)；二段自切條件判別模塊(305)的輸出信號(hào)，分段合閘條件判別模塊(306)的輸出信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)(13)。
3.如權(quán)利要求1所述的備用電源切換裝置，其特征在于所述第1電源電流互感器(6)、第2電源電流互感器(7)都采用型號(hào)為L(zhǎng)Z^-12B1、.0. 5/5P20U5VA/20VA的電流互感器。
4.一種備用電源切換裝置的電源故障判斷方法，其特征在于包括由一段母線電壓互感器、二段母線電壓互感器分別向一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的母線電壓互感器的電壓信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的開(kāi)關(guān)合閘位置信號(hào)；由第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)分別通過(guò)第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源開(kāi)關(guān)所屬電源回路的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)；由第1電源電流互感器、第2電源電流互感器、分段電流互感器分別向分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器提供各自的電源回路的電流信號(hào)；由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器接受上述各信號(hào)，進(jìn)行故障邏輯判斷，存在故障側(cè)無(wú)流、無(wú)壓， 另一側(cè)有壓，故障判斷后發(fā)出備用電源切換動(dòng)作信號(hào)并分別輸入到第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)，進(jìn)行備用電源切換。
5.如權(quán)利要求4所述的備用電源切換裝置的電源故障判斷方法，其特征在于 所述由分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器進(jìn)行故障邏輯判斷的方法如下用開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源開(kāi)關(guān)在合閘位置、第2電源開(kāi)關(guān)在合閘位置、分段開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，開(kāi)關(guān)位置判別模塊將會(huì)輸出高電平1 ；用第1電源失壓故障判別模塊(302)進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源電流互感器的電流信號(hào)值小于Al 1值，一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)小于Vl 1值，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)大于V12值，第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)的輸出信號(hào)為1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘，導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)第1電源失壓故障判別模塊(30 輸出高電平1，該輸出信號(hào)一方面輸入到一段自切條件判別模塊(304)，另一方面送到第1電源開(kāi)關(guān)分閘開(kāi)關(guān)， 使第1電源開(kāi)關(guān)分閘；用第2電源失壓故障判別模塊(30 進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源電流互感器的電流信號(hào)值小于A21值，二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)小于V21，母線電壓互感器綜合保護(hù)器的電壓信號(hào)大于V22，第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)為1，開(kāi)關(guān)位置判別模塊(301)的輸出信號(hào)為1的五個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，判定上級(jí)配電系統(tǒng)發(fā)生事故跳閘，導(dǎo)致本級(jí)配電系統(tǒng)失壓，此時(shí)的第2電源失壓故障判別模塊(30 輸出高電平1，該輸出信號(hào)一方面輸入到二段自切條件判別模塊(305)，另一方面送到第2電源開(kāi)關(guān)，使第2電源開(kāi)關(guān)分閘；用一段自切條件判別模塊(304)進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊(302)輸出為1，第1電源開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，一段自切條件判別模塊(304)的輸出為 1 ；用二段自切條件判別模塊(305)進(jìn)行判斷，當(dāng)?shù)?電源失壓故障判別模塊(303)的輸出為1，第2電源開(kāi)關(guān)在分閘位置的條件同時(shí)滿足時(shí)，二段自切條件判別模塊(305)的輸出為1 ；用分段合閘條件判別模塊(306)進(jìn)行判斷，當(dāng)一段自切條件判別模塊(304)的輸出信號(hào)為1或二段自切條件判別模塊(305)的輸出信號(hào)為1時(shí)，分段合閘條件判別模塊(306) 輸出為1，該信號(hào)送到分段開(kāi)關(guān)(13)控制合閘的回路中，使分段開(kāi)關(guān)(13)自動(dòng)合閘。
6.如權(quán)利要求5所述的備用電源切換裝置的電源故障判斷方法，其特征在于所述用第1電源失壓故障判別模塊(302)進(jìn)行判斷中A11為0. IA ；Vll為25V ；V12為70V。
7.如權(quán)利要求5所述的備用電源切換裝置的電源故障判斷方法，其特征在于所述用第2電源失壓故障判別模決(303)進(jìn)行判斷中A21為0. IA ；V21為25V ；V22為70V。
全文摘要
一種備用電源切換裝置及其電源故障判斷方法，解決現(xiàn)有備用電源切換裝置通過(guò)繼電器切換而導(dǎo)致切換動(dòng)作可靠性低乃至頻繁發(fā)生誤動(dòng)作的問(wèn)題。本備用電源切換裝置由第1電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、第2電源開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、分段開(kāi)關(guān)綜合保護(hù)器、一段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、二段母線電壓互感器綜合保護(hù)器、第1電源電流互感器、第2電源電流互感器、分段電流互感器、一段母線電壓互感器、二段母線電壓互感器、第1電源開(kāi)關(guān)、第2電源開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)構(gòu)成。本裝置及方法取消了傳統(tǒng)電源切換裝置的各類繼電器，是通過(guò)模塊化集成電路的邏輯運(yùn)算判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)電源切換及可靠地實(shí)現(xiàn)電源失壓故障判別，具有信號(hào)采集充分、邏輯判斷嚴(yán)密、響應(yīng)速度快、動(dòng)作可靠等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/40GK102237711SQ20101016552
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者石獻(xiàn)權(quán), 艾德躍 申請(qǐng)人:上海寶鋼化工有限公司