一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，包括驗電模塊與保護模塊；驗電模塊包括驗電能量采集器與識別顯示器，識別顯示器連接頻率控制器，驗電能量采集器通過功率放大器連接識別顯示器；保護模塊包括順次連接的控制器、數(shù)據(jù)交換器和閉鎖裝置，驗電能量采集器包括帶電檢測傳感器以及與其連接的整流器、降壓轉(zhuǎn)換器，帶電檢測傳感器包括無源感應取能器件以及連接的接收器，識別顯示器包括LED發(fā)光元件，發(fā)光元件通過蓄電池與感應取能裝置連接。本實用新型能適合高電壓等級，在戶內(nèi)、戶外環(huán)境中使用，更加安全、穩(wěn)定、可靠，給生產(chǎn)人員提供驗電警示及智能保護功能，防止人身傷亡事故發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。
【專利說明】—種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及高壓電站通信識別與保護【技術(shù)領域】，尤其涉及一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)中，防止觸電事故、電氣誤操作事故，確保發(fā)、配電設備及輸配電線路的安全可靠運行，是首要也是最重要的要求之一，萬一發(fā)生事故，將造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至危及設備和人身安全。多年來，電業(yè)部門一直在研究驗電信息識別與智能保護的裝置。而目前國內(nèi)、外所用的裝置或系統(tǒng)，大多都是感應取電能的方法，通過電流產(chǎn)生的磁場切割二次線圈來獲取能量或信號。此方法在僅有電壓沒有電流的情況下(如設備空載),就不能獲取信號。大多數(shù)的無源高壓帶電識別裝置，其驅(qū)動電流是通過與一次設備直接接觸的電容式高壓傳感器的輸出端來提供，其提供的驅(qū)動電流較大，帶電與否的顯示比較明顯，但安裝此種裝置，需要安裝電容式傳感器，而且必須停電安裝，因此該裝置一般安裝在高壓開關(guān)柜內(nèi)。由于其特性屬于非等電位安裝方式，難以在較高電壓等級的設備上安裝。
[0003]申請?zhí)枮?01410028693.5的實用新型專利公開一種數(shù)字化保護裝置自動測試控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于智能高壓電站測試驗證【技術(shù)領域】，所述系統(tǒng)包括檢驗解析模塊、參數(shù)管理模塊、61850客戶端模塊、測例管理模塊、測試控制模塊、報告輸出模塊和配置庫模塊。自動根據(jù)定值信息生成測試用例；針對數(shù)字化保護裝置類型，建設測試案例庫；自動將數(shù)字化保護裝置的定值下裝到裝置；自動完成控制繼電保護測試儀給數(shù)字化保護裝置加量和控制報文；自動輸出測試報告。對于二次繼電保護廠家出廠快速完成檢驗、電力公司驗收保護裝置、智能高壓電站現(xiàn)場裝置測試等應用場景能大大降低工作人員的重復性、繁瑣的工作，提高工作效率。
[0004]申請?zhí)枮?00810240042.7的實用新型專利公開了一種基于12061850的高壓電站集成保護系統(tǒng)。將高壓電站的電壓電流等信息通過合并單元標記⑶3時鐘信息、將高壓電站的開關(guān)狀態(tài)信息通過智能操作箱采集，并標記⑶3時鐘信息，所述電壓電流以及開關(guān)狀態(tài)信息通過以太網(wǎng)上送給保護主站系統(tǒng)。保護主站根據(jù)上傳的信息來判斷該高壓電站是否有電力元件發(fā)生故障，如果發(fā)生故障則通過網(wǎng)絡下達跳閘命令給智能操作箱，由智能操作箱跳開相應的斷路器，隔離故障。保護主站由四臺主機組成，其中兩臺作為高壓電站主保護，另外兩臺作為高壓電站后備保護。主保護兩臺主機的任意主機檢測出故障均可以下達跳閘命令。后備保護的兩臺主機通過專用網(wǎng)絡直連，為了避免后備保護誤動作，兩臺主機同時檢測出故障則發(fā)跳閘命令。
[0005]以上高壓電站保護措施均著眼于整體繼電保護及數(shù)字化網(wǎng)絡，對初始的驗電識別與智能保護并未提出明確的試驗或改進辦法，在傳統(tǒng)的具體操作方法中，一是通過電容分壓、與高壓帶電部分直接接觸的方式使指示燈發(fā)亮，這存在電容器絕緣擊穿，導致高壓直接短路接地的危險，給電網(wǎng)的安全造成威脅，并且市場上現(xiàn)有的等電位帶電顯示器只能運用在10-35千伏電壓等級上，并只能在戶內(nèi)使用；另一個是在地面附近安裝一個感應傳感器，由2207的交流外加電源供電，對信號進行放大，使指示燈發(fā)光或?qū)崿F(xiàn)自動閉鎖，其問題是在高壓電站的地面上采集感應信號，容易受到其它相和帶電間隔的干擾，干擾大，并且由于需要外接電源，不適合線路上使用，在高壓電站的使用也極易受干擾。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，能適合更高電壓等級，在戶內(nèi)、戶外環(huán)境中使用，更加安全、穩(wěn)定、可靠，有效地防止誤入間隔、誤登桿塔、誤合地刀，給生產(chǎn)人員提供驗電警示及智能保護功能，防止人身傷亡事故發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，包括驗電模塊與保護模塊；所述驗電模塊包括驗電能量采集器與識別顯示器，所述識別顯示器連接頻率控制器，所述驗電能量采集器通過功率放大器連接所述識別顯示器；所述保護模塊包括順次連接的控制器、數(shù)據(jù)交換器和閉鎖裝置，所述控制器連接所述驗電能量采集器。
[0008]所述驗電能量采集器包括帶電檢測傳感器以及與其連接的整流器、降壓轉(zhuǎn)換器，所述帶電檢測傳感器包括無源感應取能器件以及連接的接收器，所述無源感應取能器件為三個一組，對應高壓電站設備的八、8、三相。
[0009]所述識別顯示器包括[￡0發(fā)光元件，所述發(fā)光元件通過蓄電池與感應取能裝置連接。
[0010]所述控制器連接聲光報警裝置，所述閉鎖裝置包括電氣閉鎖接點與電氣鎖具。
[0011]所述功率放大器包括前端輸入型01放大電路。
[0012]所述頻率控制器由三相不可控整流電路、!I橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路組成。
[0013]本實用新型的驗電信息識別與智能保護裝置可以分為戶內(nèi)型與戶外型兩種，戶內(nèi)型適用于開關(guān)柜等戶內(nèi)高壓電力設備，針對戶內(nèi)設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、空間狹小且相對封閉、電磁環(huán)境復雜等實際特點設計，無源感應取能器件直接安裝在設備高壓部位，將高壓電場轉(zhuǎn)換為射頻信號發(fā)送，接收器對信號進行接收、轉(zhuǎn)換、計算、判定，根據(jù)設備帶電情況，傳遞給識別顯示器及保護模塊的控制器；戶外型適用于同塔多回高壓輸電線路及其接地刀閘等戶外高壓電力設備，針對戶外設備空間相對開闊，自然光較強等實際特點設計，無源感應取能器件直接安裝在設備高壓部位，帶電信號通過功率放大器在大功率發(fā)光元件上進行閃爍提示，同時也發(fā)送射頻信號，接收器同樣對信號進行接收、轉(zhuǎn)換、計算、判定，根據(jù)設備帶電情況自動控制閉鎖裝置的開斷狀態(tài)。
[0014]驗電能量采集器包括無源感應取能器件，通過集成一個低損耗整流器和一個高效率降壓型轉(zhuǎn)換器，以收集環(huán)境中產(chǎn)生的高壓線路耦合能量，然后將這種能量轉(zhuǎn)換成良好調(diào)節(jié)的輸出，為后續(xù)組件提供驗電信息支持。整流器直接對電壓波形整流，無源感應取能器件還連接一個外部存儲電容器，便于采集信號的穩(wěn)定輸出與自保持，可以在寬遲滯性的超低靜態(tài)電流欠壓時，使電荷能夠在存儲電容器上積累，直至降壓型轉(zhuǎn)換器可以高效率地將一部分存儲的電荷傳送給輸出為止，在無負載休眠狀態(tài)時，可調(diào)節(jié)輸出電壓，同時連續(xù)給存儲電容充電。
[0015]顯示器主要是通過發(fā)光而對地面人員提供可見信號，因此其發(fā)光強度需要大幅度增加，主要手段是在驗電顯示器中加入功率放大器及頻率控制器，使得裝置采集的能量多、功率放大的倍數(shù)足夠大，實現(xiàn)了強光的預期效果，并選取亮度高的發(fā)光材料、選取對人的眼睛敏感的顏色；采用高聚光、高亮度、大功率的[￡0燈，實現(xiàn)了功耗小和亮度高的發(fā)光效果；顯示器中的閃光頻率控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了閃光頻率的穩(wěn)定，具有穩(wěn)定性和可靠性，控制發(fā)光元件的閃爍頻率使觀測人員感覺舒適。另外，顯示器利用耦合原理取能，其供源裝置包括感應取能裝置和蓄電池，其中，感應取能裝置為電場能集能裝置，是用平板電容器置于交變電場中，其兩端感應出電流電壓，將電場能轉(zhuǎn)換為電能，向負載進行供電；蓄電池連接整流電路，采用由叩81組成的電路來產(chǎn)生大功率正弦信號，該信號經(jīng)升壓變壓器升壓及高壓串聯(lián)諧振電路放大后，電壓等級可達高壓、超高壓、特高壓級別。值得注意的是，戶外型中的功率放大器比戶內(nèi)型放大倍數(shù)大30倍，按照定能量控制，觸發(fā)由高聚光、高亮度、大功率的120構(gòu)成的發(fā)光元件，不需要外加電源，與帶電體電位相等，不影響帶電體的正常運行，能夠在夏天戶外強太陽光的背景下，發(fā)出明顯、穩(wěn)定的閃爍亮光。
[0016]保護模塊包括順次連接的控制器、數(shù)據(jù)交換器和閉鎖裝置，控制器連接驗電能量采集器中的接收器，對電能信息進行判斷，如果達到保護門限值，一方面啟動聲光報警裝置，進行超限報警，另一方面，通過數(shù)據(jù)交換器將控制信號傳輸于閉鎖裝置，進行閉鎖保護?？刂破髋c驗電能量采集器之間通過無線隔離，以避免強電場對保護裝置的誤動作，控制器和數(shù)據(jù)交換器集中設置于高壓電氣設備的適當位置，戶內(nèi)設備如開關(guān)柜的柜門上，戶外設備如高壓線路接地刀處，它接收帶電檢測信號，同時將控制信號接口輸出到閉鎖裝置；閉鎖裝置包括電氣閉鎖接點與電氣鎖具，電氣閉鎖接點與中控臺計算機及電腦鑰匙連接，電氣鎖具主要是指五防鑰匙，主要是在倒閘操作時，先在防誤主機上模擬預演操作，防誤主機根據(jù)預先儲存的防誤閉鎖邏輯庫及當前設備位置狀態(tài)，對每一項模擬操作進行閉鎖邏輯判斷，將正確的模擬操作內(nèi)容生成實際操作程序傳輸給電腦鑰匙，運行人員按照電腦鑰匙顯示的操作內(nèi)容，依次打開相應的編碼鎖對設備進行操作，全部操作結(jié)束后，通過電腦鑰匙的回傳，從而使設備狀態(tài)與現(xiàn)場的設備狀態(tài)保持一致，從而實現(xiàn)高壓設備的就地與中控保護狀態(tài)。
[0017]本裝置實現(xiàn)了驗電防誤一體化:不僅具有驗電信息識別顯示的功能，而且具有防誤鑰匙、電氣閉鎖接點等多種防誤閉鎖接口，全面實現(xiàn)各種設備的強制閉鎖需求，具備極高的安全性，給生產(chǎn)人員提供帶電警示及強制閉鎖保護功能，防止人身傷亡事故發(fā)生，保證作業(yè)人員安全。本裝置技術(shù)先進，數(shù)字信號處理技術(shù)具備完善的通訊功能，適應行業(yè)發(fā)展的趨勢，傳感器不用電池或其他二次輔助電源，同時克服了傳統(tǒng)高壓驗電顯示存在對地絕緣擊穿的缺點；安裝維護簡便，裝置安裝無需改變設備本身結(jié)構(gòu)，安裝簡便，免維護；應用范圍廣，可安裝于開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、箱式高壓電站、613組合電氣、電纜頭、高壓母線、線路接地刀、開放式組合電器等各種場所。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實用新型實施例一中驗電保護流程圖。
[0020]圖3是本實用新型功率放大器電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是本實用新型頻率控制器電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0022]實施例一
[0023]如圖1至圖4所示，一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，為戶外型裝置，戶外型適用于同塔多回聞壓輸電線路及其接地刀閘等戶外聞壓電力設備，針對戶外設備空間相對開闊，自然光較強等實際特點設計，無源感應取能器件直接安裝在設備高壓部位，帶電信號通過功率放大器在大功率發(fā)光元件上進行閃爍提示，同時也發(fā)送射頻信號，接收器同樣對信號進行接收、轉(zhuǎn)換、計算、判定，根據(jù)設備帶電情況自動控制閉鎖裝置的開斷狀態(tài)。
[0024]裝置包括驗電模塊與保護模塊；驗電模塊包括驗電能量采集器與識別顯示器，驗電能量采集器包括帶電檢測傳感器以及與其連接的整流器3、降壓轉(zhuǎn)換器4，帶電檢測傳感器包括無源感應取能器件1以及連接的接收器2，無源感應取能器件為三個一組，對應高壓電站設備的八、8、?:三相；識別顯示器包括[￡0發(fā)光元件5，發(fā)光元件通過蓄電池6與感應取能裝置連接7 ；識別顯示器連接頻率控制器8，頻率控制器由三相不可控整流電路、!I橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路組成；驗電能量采集器通過功率放大器9連接識別顯示器；功率放大器包括前端輸入型01放大電路；保護模塊包括順次連接的控制器10、數(shù)據(jù)交換器12和閉鎖裝置，控制器連接驗電能量采集器；控制器連接聲光報警裝置11，閉鎖裝置包括電氣閉鎖接點13與電氣鎖具14。
[0025]由于本實用新型為戶外型裝置，在驗電顯示模塊中，功率放大器比戶內(nèi)型放大倍數(shù)大30倍，按照定能量控制，觸發(fā)由高聚光、高亮度、大功率的[￡0構(gòu)成的發(fā)光元件，不需要外加電源，與帶電體電位相等，不影響帶電體的正常運行，能夠在夏天戶外強太陽光的背景下，發(fā)出明顯、穩(wěn)定的閃爍亮光；在保護模塊中，主要依靠電氣鎖具配合電腦鑰匙進行防誤操作動作，其驗電保護流程中，由控制器輸入帶電信息，電腦鑰匙通過驗電模塊進行驗電以及判斷鎖編碼操作，當發(fā)生檢測帶電、編碼錯誤等情況時，便進行防誤開鎖保護，隨后進行其他設備操作的流程巡檢，直至結(jié)束保護操作。
[0026]實施例二
[0027]—種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，為戶內(nèi)型裝置，戶內(nèi)型適用于開關(guān)柜等戶內(nèi)高壓電力設備，針對戶內(nèi)設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜、空間狹小且相對封閉、電磁環(huán)境復雜等實際特點設計，無源感應取能器件直接安裝在設備高壓部位，將高壓電場轉(zhuǎn)換為射頻信號發(fā)送，接收器對信號進行接收、轉(zhuǎn)換、計算、判定，根據(jù)設備帶電情況，傳遞給識別顯示器及保護模塊的控制器。
[0028]裝置包括驗電模塊與保護模塊；驗電模塊包括驗電能量采集器與識別顯示器，驗電能量采集器包括帶電檢測傳感器以及與其連接的整流器3、降壓轉(zhuǎn)換器4，帶電檢測傳感器包括無源感應取能器件1以及連接的接收器2，無源感應取能器件為三個一組，對應高壓電站設備的八、8、?:三相；識別顯示器包括[￡0發(fā)光元件5，發(fā)光元件通過蓄電池6與感應取能裝置連接7 ；識別顯示器連接頻率控制器8，頻率控制器由三相不可控整流電路、!I橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路組成；驗電能量采集器通過功率放大器9連接識別顯示器；功率放大器包括前端輸入型01放大電路；保護模塊包括順次連接的控制器10、數(shù)據(jù)交換器12和閉鎖裝置，控制器連接驗電能量采集器；控制器連接聲光報警裝置11，閉鎖裝置包括電氣閉鎖接點13與電氣鎖具14。
[0029]由于本實用新型為戶內(nèi)型裝置，在驗電顯示模塊中，功率放大器的作用并不十分顯著，如果本身感應取能強度足夠，可以省略該部件，一般戶內(nèi)型功放比戶內(nèi)型放大倍數(shù)小30倍左右，按照定能量控制，觸發(fā)由高聚光、高亮度的[￡0構(gòu)成的發(fā)光元件，實現(xiàn)了功耗小和亮度高的發(fā)光效果；顯示器中的閃光頻率控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了閃光頻率的穩(wěn)定，具有穩(wěn)定性和可靠性，控制發(fā)光元件的閃爍頻率使觀測人員感覺舒適為宜。在保護模塊中，控制器所連接聲光報警裝置效果顯著，閉鎖裝置以電氣閉鎖接點為主，與中控臺計算機及電腦鑰匙配合連接，以室內(nèi)中控臺遠程操作為主體實現(xiàn)防止誤分、合斷路器、防止帶負荷分、合隔離開關(guān)、防止帶電掛接地線(接地刀閘?、防止帶接地線(接地刀閘)合斷路器(隔離開關(guān)?、防止誤入帶電間隔的保護操作。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:包括驗電模塊與保護模塊；所述驗電模塊包括驗電能量采集器與識別顯示器，所述識別顯示器連接頻率控制器，所述驗電能量采集器通過功率放大器連接所述識別顯示器；所述保護模塊包括順次連接的控制器、數(shù)據(jù)交換器和閉鎖裝置，所述控制器連接所述驗電能量采集器。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:所述驗電能量采集器包括帶電檢測傳感器以及與其連接的整流器、降壓轉(zhuǎn)換器，所述帶電檢測傳感器包括無源感應取能器件以及連接的接收器，所述無源感應取能器件為三個一組，對應高壓電站設備的A、B、C三相。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:所述識別顯示器包括LED發(fā)光元件，所述發(fā)光元件通過蓄電池與感應取能裝置連接。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器連接聲光報警裝置，所述閉鎖裝置包括電氣閉鎖接點與電氣鎖具。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:所述功率放大器包括前端輸入型OTL放大電路。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓電站驗電告警閉鎖系統(tǒng)，其特征在于:所述頻率控制器由三相不可控整流電路、H橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路組成。
【文檔編號】H02H7/00GK204144912SQ201420635012
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】徐京哲, 李大鵬, 張俊波, 周鐵軍, 李勇杰, 郝海風, 張華
申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院, 江西博微新技術(shù)有限公司