一種gis同頻同相試驗控制保護裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置，包括用于獲取試驗電壓和參考電壓信號并進行比較判斷的保護監(jiān)控模塊、用于實時測量試驗電壓和參考電壓的高壓測量模塊、用于輸出同頻率同相位試驗信號的鎖相環(huán)控制模塊；以及用于接收各功能模塊指令，實現保護控制輸出、指令輸入及數據顯示的公共控制模塊。本實用新型提供的一種同頻同相耐壓試驗控制保護裝置，應用于同頻同相交流耐壓試驗；集保護、控制、測量三大功能于一體；有效的避免了在同頻同相耐壓試驗中出現各種突發(fā)事件使得頻率相位不同步或隔離斷口擊穿等而對運行系統(tǒng)、實驗設備和人身造成危險。
【專利說明】—種GIS同頻同相試驗控制保護裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力【技術領域】，特別涉及一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置。

【背景技術】
[0002]氣體絕緣金屬封閉開關設備(以下簡稱GIS)在電力系統(tǒng)中應用越來越廣泛，但GIS在間隔擴建和檢修后(特別是雙母線接線GIS)，均需要在原有運行部分停電的情況下進行耐壓試驗。GIS擴建間隔或解體檢修間隔與相鄰運行部分僅通過隔離開關斷開，若運行部分不停電，則交流耐壓時隔離開關斷口處可能會發(fā)生試驗電壓與運行電壓反向疊加導致隔離斷口擊穿進而危及運行設備的情況，因此DL/T555、DL/T617、DL/T618等標準規(guī)定GIS耐壓試驗時相鄰設備應斷電并接地，否則應考慮由于突然擊穿對原有部分造成的損壞采取措施。
[0003]而對于一些重要的樞紐變電站以及帶有電鐵牽引站等重要負荷的GIS變電站，特別是雙母線GIS，這些變電站對供電可靠性要求很高，很難在全站停電的情況下進行耐壓試驗。為解決此問題，特提出了 GIS同頻同相交流耐壓試驗方法。
[0004]GIS同頻同相交流耐壓試驗技術采用相鄰設備運行電壓(如取母線電壓互感器二次側電壓)作為參考電壓，通過諧振方式獲取試驗電壓，并利用鎖相環(huán)技術對其頻率和相位進行實時動態(tài)跟蹤，使試驗電壓與運行電壓的頻率和相位處于同頻同相狀態(tài)。
[0005]在同頻同相狀態(tài)下，運行部分與被試間隔連接處的隔離開關斷口處所承受的電壓為運行電壓和試驗電壓之差，如圖1所示，隔離開關斷口處承受的電壓幅值實為兩側電壓絕對值之差，遠小于隔離開關斷口的工頻擊穿電壓，因而不會導致該隔離開關斷口擊穿，也不會對其它處于帶電運行狀態(tài)的Gis設備產生影響。其中，Ul表示試驗電壓；U2表示運行電壓；AU表示斷口電壓；同頻同相耐壓試驗是在相鄰部分帶電的條件下進行的，其安全性和可靠性尤為重要。為了避免在試驗中出現各種突發(fā)事件使得隔離斷口擊穿而對相鄰運行部分產生不利影響以及對實驗設備和人身造成危險，就要求同頻同相耐壓試驗控制保護裝置足夠可靠。
[0006]之前廣泛采用的GIS耐壓試驗對試驗電壓頻率和相位沒有要求，相應的控制保護裝置主要是通過過壓保護和閃絡保護兩種方式來進行保護，切斷電源輸出。過壓保護是指采集試驗電壓，當試驗電壓高于設定值時，保護動作切斷電源；閃絡保護，即失壓保護，當由于閃絡導致電壓降低時，保護動作切斷電源。
[0007]但上述的常規(guī)保護方式無法滿足同頻同相耐壓試驗的保護要求，在上述保護方式下，若試驗過程中同頻同相失敗(即試驗電壓和參考電壓頻率相位發(fā)生變化，不同步)，嚴重情況下試驗電壓和參考電壓反向可能導致隔離刀閘擊穿導致帶電運行部分故障。在這種情況下，保護不會動作，無法對設備進行保護。
[0008]因此，如何對同頻同相耐壓試驗進行保護，避免運行設備、試驗設備及人員在斷口擊穿等條件下受到損害，是目前亟待解決的問題。實用新型內容
[0009]有鑒于此，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種同頻同相耐壓試驗控制保護裝置，解決了常規(guī)保護方式無法對同頻同相耐壓試驗進行保護的問題。
[0010]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:
[0011]本實用新型提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:包括用于獲取試驗電壓和參考電壓信號并進行比較判斷的保護監(jiān)控模塊、用于實時測量試驗電壓和參考電壓的高壓測量模塊、用于輸出同頻率同相位試驗信號的鎖相環(huán)控制模塊；以及用于接收各功能模塊指令，實現保護控制輸出、指令輸入及數據顯示的公共控制模塊。
[0012]進一步，還包括用于接收電壓升降啟停類控制信號和保護定值類數據信號并傳輸至的公共控制模塊的輸入接口。
[0013]進一步，還包括用于接收并顯示公共控制模塊輸出信號的顯示模塊。
[0014]進一步，該控制保護裝置需要與同頻同相試驗電源、PT低壓繞組、串聯(lián)諧振裝置和分壓器配合使用；
[0015]所述同頻同相試驗電源與控制保護裝置的輸出端口連接；
[0016]所述PT低壓繞組產生的參考電壓輸入到控制保護裝置的參考電壓端口 ；
[0017]所述分壓器上獲取的試驗電壓輸入到控制保護裝置的試驗電壓端口。
[0018]進一步，還包括用于容納保護監(jiān)控模塊、高壓測量模塊、鎖相環(huán)控制模塊和公共控制模塊的外殼；所述外殼上設置有操作面板，所述操作面板上設置有與高壓測量模塊連接的試驗電壓信號接口、參考電壓信號接口 ；
[0019]與試驗電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示試驗電壓波形的第一示波器信號接口 ；
[0020]與參考電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示母線運行電壓波形的第二示波器信號接口；
[0021]用于輸出同頻同相電壓信號與同頻同相試驗電源連接的同頻同相控制接口。
[0022]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提供的一種同頻同相耐壓試驗控制保護裝置，應用于同頻同相交流耐壓試驗。集保護、控制、測量三大功能于一體。頻率相位保護為基礎，每個周波實時測量母線電壓與試驗電壓，并計算出試驗電壓與母線電壓的相位差，當相位差值超過整定值時，保護動作，切斷電源。同時還提供了斷口過壓和閃絡的保護方法，每個周波實時測量母線電壓與試驗電壓，當斷口電壓超過設定值時保護動作；當斷口擊穿，斷口電壓突降時，保護動作。有效的避免了在同頻同相耐壓試驗中出現的各種突發(fā)事件使得隔離斷口擊穿而對相鄰運行部分產生不利影響以及對實驗設備和人身造成危險。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中:
[0024]圖1為同頻同相狀態(tài)下隔離開關斷口電壓波形示意圖；
[0025]圖2為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置與同頻同相試驗系統(tǒng)的連接示意圖；
[0026]圖3為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置外觀示意圖；
[0027]圖4為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置內部原理框圖。

【具體實施方式】
[0028]以下將參照附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0029]實施例1
[0030]如圖2至圖4所示，本實用新型提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:包括用于獲取試驗電壓和參考電壓信號并進行比較判斷的保護監(jiān)控模塊、用于實時測量試驗電壓和參考電壓的高壓測量模塊、用于輸出同頻率同相位試驗信號的鎖相環(huán)控制模塊；以及用于接收各功能模塊指令，實現保護控制輸出、指令輸入及數據顯示的公共控制模塊。
[0031]進一步，還包括用于接收電壓升降啟停類控制信號和保護定值類數據信號并傳輸至的公共控制模塊的輸入接口。
[0032]進一步，還包括用于接收并顯示公共控制模塊輸出信號的顯示模塊。
[0033]進一步，該控制保護裝置需要與同頻同相試驗電源、PT低壓繞組、串聯(lián)諧振裝置和分壓器配合使用；
[0034]所述同頻同相試驗電源與控制保護裝置的輸出端口連接；
[0035]所述PT低壓繞組產生的參考電壓輸入到控制保護裝置的參考電壓端口 ；
[0036]所述分壓器上獲取的試驗電壓輸入到控制保護裝置的試驗電壓端口。
[0037]進一步，還包括用于容納保護監(jiān)控模塊、高壓測量模塊、鎖相環(huán)控制模塊和公共控制模塊的外殼；所述外殼上設置有操作面板，所述操作面板上設置有與高壓測量模塊連接的試驗電壓信號接口、參考電壓信號接口 ；
[0038]與試驗電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示試驗電壓波形的第一示波器信號接口 ；
[0039]與參考電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示母線運行電壓波形的第二示波器信號接口；
[0040]用于輸出同頻同相電壓信號與同頻同相試驗電源連接的同頻同相控制接口。
[0041]本實施例提供的保護監(jiān)控模塊、高壓測量模塊、鎖相環(huán)控制模塊和公共控制模塊具體功能如下:
[0042]所述保護監(jiān)控模塊將試驗電壓和參考電壓的頻率差和相位差判斷信號發(fā)送至公共控制|吳塊；
[0043]所述高壓測量模塊將實時采集試驗電壓和參考電壓數據發(fā)送至公共控制模塊；
[0044]所述鎖相環(huán)控制模塊將試驗電壓和參考電壓通過鎖相環(huán)進行同頻同相調節(jié)后再將達到同頻同相的信號輸出至公共控制模塊；
[0045]所述公共控制模塊接收保護監(jiān)控模塊輸出的判斷信號后再通過電源通訊光纖發(fā)送至同頻同相電源來控制同頻同相電源開關；
[0046]所述公共控制模塊接收高壓測量模塊輸出的測量數據并將數據通過顯示模塊在顯示屏上呈現；
[0047]所述公共控制模塊接收鎖相環(huán)控制模塊輸出的同頻同相信號并通過同頻同相控制光纖將同頻同相信號發(fā)送至同頻同相電源；
[0048]所述公共控制模塊接收輸入接口的電壓升降啟停類控制信號并通過電源通訊光纖控制同頻同相電源實現電壓升降和啟停；
[0049]所述公共控制模塊接收輸入接口的保護定值類數據信號并將數據發(fā)送給保護控制模塊用于保護計算判斷。
[0050]實施例2
[0051]圖2為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置與同頻同相試驗系統(tǒng)的連接示意圖；如圖2所示，同頻同相試驗系統(tǒng)包括同頻同相試驗電源21、串聯(lián)諧振裝置22、分壓器23 ;圖中頂部橫線表示母線，與母線連接的是互感器PT，互感器PT輸出的參考電壓到控制保護裝置，同頻同相試驗電源通過同頻同相控制線和電源通訊線與控制保護裝置連接，分壓器23將試驗電壓信號輸入到控制保護裝置中。
[0052]同頻同相控制保護裝置的參考電壓輸入端與PT的一個低壓繞組相連接，用于獲取PT的一個低壓繞組上的電壓，并將獲取的電壓作為參考電壓；同頻同相控制保護裝置的試驗電壓輸入端與分壓器23的測試端相連接，，并且電壓輸出端與串聯(lián)諧振裝置22的輸入端相連接。同頻同相控制保護裝置的同頻同相信號輸出端通過光纖與同頻同相試驗電源21的同頻同相信號輸入端相連，輸出與參考電壓同頻率同相位的信號；同頻同相控制保護裝置的電源通訊輸出端通過光纖與同頻同相試驗電源21的電源通訊輸入端相連接，輸出各種控制保護信號。同頻同相控制保護裝置的信號輸出端與示波器的信號輸入端相連，可通過示波器實時觀測試驗電壓和參考電壓的波形。
[0053]圖3為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置外觀示意圖。
[0054]圖3中，I表示試驗電壓信號接口 ；2表示保險絲；3表示參考電壓信號接口 ；4表示示波器信號接口 CH1，用于在示波器上顯示試驗電壓波形；5表示示波器信號接口 CH2，用于在示波器上顯示母線運行電壓波形；6表示同頻同相控制接口，輸出同頻同相電壓信號；7表光纖通訊接口，輸出電源控制信號；8表啟動按鍵；9表急停按鍵；10表電壓升按鍵；11表示電壓降按鍵；12表示粗細調節(jié)；13表示計時啟動；14表示電源開關；15表示電源插座；16表示示波器電源插座；17表示觸摸顯示屏。可通過觸摸顯示屏設置試驗設備額定電壓、斷口電壓保護值、試驗電壓保護值等參量。顯示屏可以顯示試驗電壓、運行電壓、斷口電壓、頻率、相位等值。
[0055]圖4為本申請實施例提供的一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置內部原理框圖。
[0056]圖4中，GIS同頻同相試驗控制保護裝置由三個功能模塊:保護監(jiān)控模塊、高壓測量模塊、鎖相環(huán)控制模塊和一個公共控制模塊組成。保護監(jiān)控模塊采集試驗電壓和參考電壓相位，比較兩者頻率和相位，并進行計算判斷，最終將判斷信號發(fā)送至公共控制模塊；高壓測量模塊采集試驗電壓和參考電壓，進行實時測量，將測量數據發(fā)送至公共控制模塊；鎖相環(huán)控制模塊采集試驗電壓和參考電壓，通過鎖相環(huán)進行同頻同相調節(jié)，達到同頻同相后將信號輸出至公共控制模塊。
[0057]公共控制模塊是整套裝置的控制核心。公共控制模塊接受保護監(jiān)控模塊輸出的判斷信號，通過電源通訊光纖發(fā)送至同頻同相電源，控制電源開關，起到保護作用；公共控制模塊接受高壓測量模塊輸出的測量數據，并將數據通過顯示模塊在顯示屏上呈現；公共控制模塊接受鎖相環(huán)控制模塊輸出的同頻同相信號，并通過同頻同相控制光纖將同頻同相信號發(fā)送至同頻同相電源。公共控制模塊接受輸入模塊控制信號(電壓升降、啟停類)，通過電源通訊光纖控制同頻同相電源實現電壓升降、啟停；公共控制模塊接受輸入模塊數據信號(保護定值類)，并將數據發(fā)送給保護控制模塊用于保護計算判斷。
[0058]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優(yōu)選實施例已經對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型所限定的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:包括用于獲取試驗電壓和參考電壓信號并進行比較判斷的保護監(jiān)控模塊、用于實時測量試驗電壓和參考電壓的高壓測量模塊、用于輸出同頻率同相位試驗信號的鎖相環(huán)控制模塊；以及用于接收各功能模塊指令，實現保護控制輸出、指令輸入及數據顯示的公共控制模塊。
2.根據權利要求1所述的GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:還包括用于接收電壓升降啟停類控制信號和保護定值類數據信號并傳輸至的公共控制模塊的輸入接□。
3.根據權利要求1所述的GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:還包括用于接收并顯示公共控制模塊輸出信號的顯示模塊。
4.根據權利要求1所述的GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:還需要與同頻同相試驗電源、PT低壓繞組、串聯(lián)諧振裝置和分壓器配合使用；所述同頻同相試驗電源與控制保護裝置的輸出端口連接；所述PT低壓繞組產生的參考電壓輸入到控制保護裝置的參考電壓端口 ；所述分壓器上獲取的試驗電壓輸入到控制保護裝置的試驗電壓端口。
5.根據權利要求1所述的GIS同頻同相試驗控制保護裝置，其特征在于:還包括用于容納保護監(jiān)控模塊、高壓測量模塊、鎖相環(huán)控制模塊和公共控制模塊的外殼；所述外殼上設置有操作面板，所述操作面板上設置有與高壓測量模塊連接的試驗電壓信號接口、參考電壓信號接口；與試驗電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示試驗電壓波形的第一示波器信號接口 ；與參考電壓信號接口連接的用于在示波器上顯示母線運行電壓波形的第二示波器信號接口 ；用于輸出同頻同相電壓信號與同頻同相試驗電源連接的同頻同相控制接口。
【文檔編號】G01R1/36GK204116405SQ201420589759
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權日:2014年10月11日
【發(fā)明者】王謙, 龍英凱, 吳高林, 伏進, 肖前波, 葛凱, 何寧, 印華 申請人:國網重慶市電力公司電力科學研究院, 國家電網公司