專利名稱：一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種備用變壓器自動投切裝置，尤其是涉及一種配電站經(jīng)濟運行 方式下備用變壓器自動投切裝置。
背景技術：
配電變壓器是配電網(wǎng)的主要設備之一，其損耗在整個配電網(wǎng)損耗中占很大比重 (80%以上)。降低配電變壓器損耗成為降低配電網(wǎng)線損的一個有效途徑。配電變壓器的有功損耗包括空載損耗和負載損耗空載損耗P0主要是磁滯損耗 和渦流損耗帶來的鐵耗，當電源電壓一定時，空載損耗基本上是個恒定值；負載損耗Pk主 要是銅耗，大小與負載電流的平方成正比。配電變壓器的損耗主要由受負荷變化影響的銅 耗決定。目前，根據(jù)對配電站運行方式的研究，常見配電站一般裝有2-3臺變壓器，在配電 變壓器低負荷運行狀態(tài)時通過低壓側(cè)母線互聯(lián)的方式，用1臺變壓器帶全部負荷，而其它 變壓器停運，可以有效減少配電變壓器損耗，起到節(jié)能降損的作用，這就是配電變壓器的經(jīng) 濟運行方式。但是，在1臺變壓器工作，低壓側(cè)母線互聯(lián)的配電變壓器經(jīng)濟運行方式下，當 工作變壓器發(fā)生故障或缺陷時，會導致用戶停電。為了保證該運行方式下的供電可靠性，需 采用適用于該方式的備用電源自動投切裝置，在運行變壓器發(fā)生故障時，首先將該變壓器 切除，同時自動投入未運行的備用變壓器。傳統(tǒng)的備用電源自投裝置主要用于雙電源供電的變電站，當工作電源因故障被斷 開以后，能迅速自動將備用電源或備用設備投入工作，使用戶不至于停電，該裝置應用較為 廣泛。但傳統(tǒng)的備自投裝置電源處于熱備用狀態(tài)，與配電站采用單變壓器運行方式時備用 電源的工作狀態(tài)不同。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種設計簡單、 可移植性好的配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置。本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，其特征在于，該裝置包括 可編程繼電器、自制繼電器組、信號繼電器、信號繼電器ZXJ、備自投裝置、變壓器，所述的變 壓器兩側(cè)設有行程開關，所述的可編程繼電器輸入端與自制繼電器組、信號繼電器、備自投 裝置、變壓器兩側(cè)的行程開關連接，所述的可編程繼電器輸出端與信號繼電器ZXJ連接，所 述的自制繼電器組與變壓器的低壓側(cè)連接。所述的自制繼電器組為2個，其中每個自制繼電器組包括3個電壓繼電器。所述的信號繼電器為2個。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1)變壓器經(jīng)濟運行方式下的備用變壓器自動投切有效的保障了經(jīng)濟運行方式下的供電穩(wěn)定性和可靠性。2)采用可編程繼電器為裝置設計的核心元件，使得裝置的設計簡單、可靠，能很好 的電力系統(tǒng)中其他的繼電保護等裝置兼容。3)裝置具有良好的可移植性，易于推廣，可廣發(fā)適用于輸配電系統(tǒng)的變壓器經(jīng)濟 運行方式中，具有良好的經(jīng)濟效益和廣泛的市場前景。

圖1為本實用新型一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置的經(jīng)濟 運行方式的正常運行狀態(tài)圖；圖2為本實用新型一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置的結構 示意圖；圖3為本實用新型一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置的配電 站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自切邏輯圖；圖4為本實用新型一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置的低壓 母線失壓判斷接線原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。實施例配電變壓器經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投入的開關動作邏輯以典型的2臺 變壓器的配電站接線為例，經(jīng)濟運行方式的正常運行狀態(tài)如圖1所示。假設進線1和1B運 行而進線2和2B備用，各元件狀態(tài)為1DL、2DL、3DL、5DL、8DL閉合；4DL、6DL、7DL斷開；進 線1和變壓器1B運行狀態(tài)帶所有負荷，進線2和變壓器2B備用狀態(tài)。配電站高壓側(cè)大都配有母聯(lián)備自投，當工作進線電源故障失電時，母聯(lián)備自投自 動投入7DL，由備用進線電源供所有負荷。但是，在1臺變壓器工作，低壓側(cè)母線互聯(lián)的經(jīng) 濟運行方式下，當工作變壓器發(fā)生故障或缺陷時，現(xiàn)有的母聯(lián)備自投實現(xiàn)不了自動投入另1 臺主變的功能。一旦運行主變發(fā)生故障，只能臨時手動操作，才能夠?qū)⒘?臺備用變壓器投 入。這勢必造成用戶停電，而且還要延誤時間，不利于安全生產(chǎn)。為了保證該運行方式下的 供電可靠性，需采用適用于該方式的變壓器自動投切裝置，實現(xiàn)低壓側(cè)電源的自動切換動 作，在運行變壓器發(fā)生故障后，迅速將該變壓器切除，同時自動投入未運行的備用變壓器， 以保證供電可靠性。低壓側(cè)電源自動切換裝置主要在配電站系統(tǒng)1臺主變運行，另1臺主變和線路備 用的經(jīng)濟運行方式下，低壓母線失壓時實現(xiàn)電源自動切換功能。如圖1所示，假設進線1和 變壓器1B運行而進線2和變壓器2B備用，自動切換裝置的工作原理和基本動作邏輯如下 當運行變壓器故障或兩側(cè)開關跳閘造成低壓I段母線失壓時，若檢測10kV II段有壓，自動 切換裝置將跳開1B低壓側(cè)開關5DL，將進線1、1B隔離，然后依次合變壓器高壓側(cè)4DL和低 壓側(cè)開關6DL，由進線2和2B帶所有負荷?；谏鲜鰟幼鬟壿嫼驮?，自動切換裝置的運行 條件、啟動判據(jù)、動作過程及閉鎖和退出條件說明如下1)正常運行條件1DL、2DL、3DL、5DL、8DL 閉合，4DL、6DL、7DL 斷開；1B 運行，2B 備用，進線2有壓；自動切換裝置投入開關1QK處于投入位置。2)啟動條件0.4KV I段母線失壓且5DL處已經(jīng)沒有電流，而10KV II段母線電壓正常。3)切換動作過程經(jīng)延時跳開5DL，確認后合上4DL，再確認后延時合上6DL。4)閉鎖和退出條件自動切換裝置一次動作完畢；4DL、6DL均處于合位置(切換 動作已完成)；2B主變保護動作信號；自動切換裝置1QK投入開關處于退出位置。以上條件 任一項成立，裝置自動閉鎖，保證動作的選擇性。如圖2所示，一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，該裝置包括 可編程繼電器1、自制繼電器組4、信號繼電器5、信號繼電器ZXJ9、備自投裝置6、變壓器，所 述的變壓器兩側(cè)設有行程開關3DL 2、4DL 3、5DL 7、6DL 8，所述的可編程繼電器1輸入端 與自制繼電器組4、信號繼電器5、備自投裝置6、變壓器兩側(cè)的行程開關3DL 2、4DL 3、5DL 7、6DL 8連接，所述的可編程繼電器1輸出端與信號繼電器ZXJ9連接，所述的自制繼電器組 4與變壓器的低壓側(cè)連接。配電變壓器經(jīng)濟運行方式下自動投切裝置的自切邏輯圖如圖3所示，圖3為10KV I段母線和變壓器1B運行，10KV II段和變壓器2B備用時的電源的自切邏輯原理圖。其具 體的正常運行邏輯、動作邏輯、閉鎖邏輯和相關參數(shù)整定說明如下1)正常運行邏輯正常運行狀態(tài)下，自動投切裝置不啟動。圖中邏輯變量SV1T、SV3T、SV8T均為0， 與閉鎖相關的邏輯變量SV5T也為0。2)自動投切裝置動作邏輯當0.4KV I段母線失壓后，光隔輸入IN101置1，檢測5DL處于合位且10KVII段母 線單項有壓，此時若可對斷路器進行就地或遠方操作，即I段自切投入，SV15 = 1，其對應的 邏輯方程為SV15 = LT2*IN105*IN206+IN105* ！ IN206。經(jīng)與門后輸出SV1置1，再經(jīng)定時 器經(jīng)延時T1后SV1T = 1，同時裝置向5DL發(fā)出跳閘命令及跳閘信號。出口邏輯方程式為SV1 = IN101* ！ IN207*IN203*SV150UT101 = SV1T當裝置判斷5DL已經(jīng)跳閘成功，變壓器2B高壓側(cè)開關4DL處于分位且I段自切投 入時，經(jīng)與門后輸出SV11置1，經(jīng)定時器經(jīng)延時40ms，使SV11T產(chǎn)生信號上升沿(由0變1)， 從而觸發(fā)邏輯變量SV3T置1。此時如果閉鎖條件不成立，裝置向4DL發(fā)出合閘命令及合閘 信號。相關的邏輯方程式為SV11 = IN207*IN104*SV15SV3 = /SV11T0UT103 = SV3T* ！ SV5T當裝置判斷5DL、4DL已經(jīng)跳閘成功，變壓器2B低壓側(cè)開關6DL仍處于分位且I段 自切投入時，經(jīng)定時器經(jīng)延時PU后SV10T由0變1，產(chǎn)生信號上升沿(由0變1)，從而觸發(fā) 邏輯變量SV8T置1。此時如果閉鎖條件不成立，裝置向6DL發(fā)出合閘命令及合閘信號。相 關的邏輯方程式為SV10 = IN207* ！ IN104*IN208*SV15SV8 = /SV10T[0043]0UT105 = SV8T* ！ SV5T此時，一次完整的自動投切動作完成。3)自動投切裝置閉鎖邏輯為保證變壓器兩端的高、低壓側(cè)開關合上時2B主變保護動作引起的跳閘不會因 為自動切換裝置的動作而再次重合于故障點，故引入備用變壓器保護動作信號IN205作為 變壓器兩側(cè)開關合間的閉鎖條件，可保證自動切換裝置不會重合于故障點、擴大故障，不影 響正常的保護功能。相關的邏輯方程式為SV7 = IN205LT1 :SET1 = SV7* (SV15+SV16)RST1 = ！ SV15* ！ SV16SV5 = LT1備用變壓器保護動作后，使得自動投切裝置閉鎖。此時如果要將裝置解除閉鎖，繼 續(xù)正常運行，需要將自動投切裝置I段自切投入邏輯變量SV15和II段自切投入邏輯變量 SV16同時置0，經(jīng)R-S觸發(fā)器后即可實現(xiàn)復位功能。4)參數(shù)整定設計的自動切換邏輯主要參數(shù)整定考慮如下邏輯繼電器SV1T的時間延時T1為切換裝置開始動作至切斷主運行回路低壓側(cè)開 關5DL的動作時間，其延時時間考慮一定的裕度躲過高壓側(cè)母聯(lián)備自投的動作時間。邏輯繼電器SV10T的時間延時PU為高壓側(cè)開關投入勵磁涌流穩(wěn)定后投低壓側(cè)開 關的延時時間。本實用新型設計的自動投切裝置，其需要從配電站引入的信號量列表如下 其中斷路器分位可從斷路器輔助觸點得到相關狀態(tài)；主變保護動作信號可以通過 主變保護信號繼電器的常開觸點引出相關信號；高壓側(cè)單相有壓信號可從高壓側(cè)分段備自投裝置引出相關信號；低壓側(cè)母線三相有壓可由自制繼電器組得到相關信號。可編程繼電器是該自動切換裝置的核心設備。它接收變壓器兩側(cè)開關的位置信 號、從10kV備自投裝置接收10KV 1(11)段有壓信號和兩組繼電器組傳來的低壓側(cè)失壓信 號，完成整個切換動作。本實用新型自動投切裝置使用的可編程繼電器具有14個光隔輸入端口，19個輸 出端口，實際工作電源為直流110V。所述的可編程繼電器輸入端口列表如下 所述的可編程繼電器輸出端口列表如下 自制繼電器組的主要作用是接入0. 4kV I、II段電壓，分別控制裝置提供0. 4kVI 段失壓、0. 4kVI段三相有壓、0. 4kVII段失壓、0. 4kVII段三相有壓的信號判據(jù)。由于10kV配電站低壓側(cè)無電壓互感器，無法直接接入自動裝置進行失壓判斷，本 項目采用3個電壓繼電器直接接入低壓側(cè)3相線路實現(xiàn)失壓判斷，提供0. 4KV失壓信號，其 接線方式如圖3所示。圖3中K11、K12、K13均為電壓繼電器，NO為常開觸點。當0. 4KV母 線三相均有電壓或任一相有電壓時，對應控制支路常開觸點閉合，控制電路導通；當0. 4KV 母線三相完全失壓時，常開觸點對應的三條控制支路都會斷開，導致控制電路完全斷開。因 此，通過控制電路的通斷引起輸出信號的變化可判斷低壓側(cè)是否失壓。
權利要求一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，其特征在于，該裝置包括可編程繼電器、自制繼電器組、信號繼電器、信號繼電器ZXJ、備自投裝置、變壓器，所述的變壓器兩側(cè)設有行程開關，所述的可編程繼電器輸入端與自制繼電器組、信號繼電器、備自投裝置、變壓器兩側(cè)的行程開關連接，所述的可編程繼電器輸出端與信號繼電器ZXJ連接，所述的自制繼電器組與變壓器的低壓側(cè)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，其特 征在于，所述的自制繼電器組為2個，其中每個自制繼電器組包括3個電壓繼電器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，其特 征在于，所述的信號繼電器為2個。
專利摘要本實用新型涉及一種配電站經(jīng)濟運行方式下備用變壓器自動投切裝置，該裝置包括可編程繼電器、自制繼電器組、信號繼電器、信號繼電器ZXJ、備自投裝置、變壓器，所述的變壓器兩側(cè)設有行程開關，所述的可編程繼電器輸入端與自制繼電器組、信號繼電器、備自投裝置、變壓器兩側(cè)的行程開關連接，所述的可編程繼電器輸出端與信號繼電器ZXJ連接，所述的自制繼電器組與變壓器的低壓側(cè)連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有設計簡單、可移植性好等優(yōu)點。
文檔編號H02J3/38GK201608538SQ200920213030
公開日2010年10月13日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權日2009年12月14日
發(fā)明者關宏, 吳緒成, 姚建歆, 張小越, 施偉斌, 王聞, 盛戈暤, 盛繼卿, 金偉 申請人:上海市電力公司;上海交通大學;上海中區(qū)節(jié)電科技有限公司