专利名称：一种gis智能汇控柜的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输变电设备高压电器的二次控制领域，并涉及电力系统继电保护领域，具体地说涉及一种可用于500kV户内GIS (或HGIS)，面向GIS间隔单元完成GIS间隔二次测控和GIS智能控制功能的500kV GIS智能汇控柜，其可以替代500kV电压等级变电站的GIS或HGIS设备的传统就地控制柜(LCP柜)，具有智能控制功能和其它附加功能。
背景技术：
GIS (Gas Insulated Switchgear)是将断路器、隔离/接地开关、电流/电压互感器及母线等输变电所需元件密封在气体绝缘金属外壳内的高压组合电器，HGIS (Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的高压开关设备，GIS及HGIS均具有结构紧凑、占地面积小、安装方便、运行可靠、免维护等特点。目前的GIS及HGIS设备控制系统仍沿用基于传统控制理论的机电设备——继电器、接触器及各种信号继电器搭接的二次控制回路，该二次回路构成对GIS、HGIS设备的控制及对GIS、HGIS故障信号的就地报警。传统的GIS 二次控制系统存在以下缺陷(1)继电器、接触器、信号继电器等设备占用空间大，安装和维护起来不方便；(2)继电器提供的触点有限，有些回路往往需要经过多重重动后才能满足回路的要求，大大降低了系统的可靠性；(3)电气回路连线复杂，工作量大，出错后很难查到问题，调试周期很长；(4)系统灵活性差，当出现改动时有些甚至要更换元器件；(5)系统功能单一，无法实现复杂的智能功能需求，如设备的顺序控制、在线状态监测等；(6)继电器自身不具备自我检测功能，当回路发生断线或继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的；(7)系统中的很多信号是直接和继电器等设备连接的，中间没有隔离，容易遭受干扰；(S)GIS设备控制系统没有数字接口，保护、测控等智能装置依然需要通过传统的电缆连接来实现的操作，无法实现网络控制方式。近年来，基于IEC61850通讯规约、涵盖过程层、间隔层、站控层的数字化、智能化变电站正走入人们的视野，随着智能电网的建设，传统的GIS、HGIS控制系统已不能适应智能开关发展的要求，而改变这种现状的方法是利用先进的计算机技术，使其不但能够完成原有控制系统功能，而且还具有其它附加功能。基于前述分析，本设计人致力于研制一种500kV GIS智能汇控柜，本案由此产生。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在于提供一种GIS智能汇控柜，通过在开关设备中应用数字控制技术，主要解决GIS 二次控制系统电气回路复杂不可靠、系统功能单一，使GIS设备具有数据的就地采集与分析、智能控制、事件记录、在线监测及顺序控制等智能功能，且工作可靠性进一步提高。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种GIS智能汇控柜，包含电气模拟指示盘、操作模式切换把手盘、接触器、接插件、导轨、微型断路器、电源切换装置、操作箱、GIS智能控制装置和压板；其中，所述电气模拟指示盘安装在柜内的安装板上，操作模式切换把手盘安装在电气模拟指示盘的下方；导轨固定于柜内，接触器和接插件卡装在导轨上；电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置都安装在柜内的安装柜上，电源切换装置的电源输出端连接GIS智能控制装置的电源输入端，压板也安装在柜内的安装板上，与电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置的开入和开出相连接。采用上述方案后，本实用新型具有以下特点(1)利用电源切换装置对控制电源进行自动切换，防止因某路控制电源故障导致的操作失败，可靠性更高；(2) GIS智能汇控柜保留了符合运行人员操作习惯的电气模拟指示盘，同时在GIS 智能控制装置上增加了人机对话接口，运行人员也可通过这个汉显大屏幕对GIS设备进行就地操作和显示，汉显大屏幕还可以对主接线图、开关、刀闸及模拟量等进行就地显示，其中主接线图可离线编辑并通过系统网络直接下载。由于GIS智能汇控柜增加了友好的人机对话界面，极大地提高了 GIS设备的交互性；(3)本实用新型通过GIS智能控制装置完成对本间隔信息的就地处理，GIS电流互感器、电压互感器的电流、电压量直接接入GIS智能控制装置就地处理，其基本计算量有电流、电压、电度计算、频率、功率及功率因数、15次谐波测量等；GIS状态信息就地采集进入 GIS智能控制装置，主要有各元件的位置状态信息、GIS故障信息，这些信息经过处理后通过智能装置的汉显大屏幕就地显示，取消了传统测量仪表、原就地控制柜(LCP)的故障显示光子排或故障掉牌继电器，同时这些信息还可以通过通讯方式上送至站层的监控系统；(4)利用GIS智能控制装置实现原GIS 二次控制系统的电气联锁、三相不一致操动保护、储能电机控制等功能，电气联锁逻辑可离线编辑组态并通过网络直接下载，这样基于传统接触器、继电器搭接的复杂回路被替代了，传统的二次回路得以简化，可靠性大大提高，同时GIS智能控制装置还附加了顺序控制等新型智能功能；由于GIS智能控制装置对采集的信息可以在装置内部或通过通讯方式进行共享，可以显著减少对GIS设备原始信息数量的要求，简化了主设备结构，提高了设备可靠性；(5)GIS智能控制装置支持电力行业标准DL/T667-1999的通讯规约，配有IOOMbps 以太网双网，就地采集处理的数据通过光纤通道上送，因此可以大量减少设备层至间隔层保护设备间的控制及信号电缆，由于光缆电磁兼容性能远好于电缆，显著提高了电站内信号传输的可靠性；(6) GIS智能控制装置内部配置了 15路直流变送器单元，可对GIS设备安装的传感器如SF6压力传感器等GIS状态进行在线监测；智能控制装置能够完成256次操作事件和顺序事件的记录，这些功能使GIS设备具备了智能GIS的特征；(7)智能汇控柜通过一、二次一体化设计，利用操作箱对断路器进行分相/三相控制及电气防跳、压力闭锁、分合闸回路监测等功能，取消和简化了因专业细分导致的某些冗余回路，消除了因此产生的回路不正常现象，提高了控制回路的可靠性；( 8 )智能汇控柜还可以与保护装置一起组屏，通过与智能汇控柜整体设计后，保护装置就地采集GIS的电流、电压信号进行保护算法，保护出口通过内部接线至操作箱。由于保护装置与GIS互感器之间的电气距离大大缩短，使GIS互感器容量选择更为容易；同时智能汇控柜与保护装置组屏可以更加优化保护方案，组屏方案可以根据GIS主接线方式及布置方式划分保护区域，确定保护方式、协调保护与控制系统，实现面向GIS间隔单元的保护、测控、GIS智能控制一体化。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的B-B剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本实用新型的结构及工作原理进行详细说明。如图1至图3所示，本实用新型提供一种GIS智能汇控柜，以下分别介绍。500kV GIS智能汇控柜装设有电气模拟指示盘1、操作模式切换把手盘2、接触器 3、接插件4和导轨5，其中，电气模拟指示盘1安装在柜内的安装板上，用于指示GIS间隔的主接线，并通过安装在主接线上的操作把手对GIS间隔的开关元件进行操作；而操作模式切换把手盘2安装在电气模拟指示盘1的下方，其上设有三个操作模式切换把手，可以使 GIS间隔各开关元件的操作在八种不同的模式方式下选择(如智能控制模式或直接控制模式);所述500kV GIS智能汇控柜中还安装有接触器3和接插件4，它们是被卡装在导轨5上的，该导轨为钢材制成，固定于柜内，导轨5的长度根据其上安装的接触器3或接插件4的数量和间隙进行调节。500kV GIS智能汇控柜还设有微型断路器6、电源切换装置7、操作箱8、GIS智能控制装置9和压板10 ；外部电源通过微型断路器为500kV GIS智能汇控柜中的各交直流回路供电。其中GIS智能控制装置9的电源还需要经过电源切换装置7，电源切换装置7通过安装孔和前面板上的四个螺钉安装在柜内的安装板上，用来取代继电器组成的电源切换回路，实现对GIS智能控制装置9装置电源的无扰动切换；操作箱8通过安装孔和前面板上的四个螺钉安装在电源切换装置7的下方，用以替代GIS断路器的三相及分相合、分闸操作继电器回路及电气防跳回路；而GIS智能控制装置9和压板10均借助螺钉安装在柜内的安装板上，用以取代GIS间隔的电流、电压表、报警光式牌/掉牌指示器及三相不一致操作跳闸控制回路。GIS的操作命令通过操作模式切换把手盘2、电气模拟指示盘1或GIS智能控制装置9及压板10选择发出，这些命令通过屏内接线至操作箱8或接触器3后完成相应的逻辑控制后通过接插件4与GIS操动机构内的操动元件相连完成操作。500kV GIS智能汇控柜工作时，各路交直流电源经过微型断路器的保护后为回路供电，其中有两路直流电源经过柜内安装的电源切换装置7的保护后，供给GIS智能控制装置9，所述的GIS智能控制装置9就地采集处理间隔的电流、电压信号以及GIS状态，经分析后，将信息通过通讯口以光纤方式上传至监控后台，并通过此通道接收监控后台下发的远程控制命令，同时，这些信息也可以通过GIS智能控制装置9上自带的汉显大屏幕实时查看，且GIS报警信号也可以通过其上的红色LED灯进行提示，而位置状态则通过柜中的电气模拟指示盘1上的指示灯进行显示。对GIS设备进行就地操作时，将本实用新型的操作模式切换把手盘2上的操作模式切换把手置于智能控制方式，再通过点选菜单的方式在GIS智能控制装置9的汉显大屏幕上进行操作，也可以将操作模式切换把手盘2上的操作模式切换把手置于直接控制方式，通过柜中的电气模拟指示盘1上的操作把手进行操作。在任何一种操作模式下，当控制断路器时控制命令的出口开放操作箱8内的操作回路的正电源，由操作回路完成相应的控制后驱动断路器分合闸线圈完成操作；当操作其它设备时控制命令的出口开放正电源后， 由接触器完成相应的控制后驱动机构的电机完成相关操作。GIS元件间的电气连锁通过本实用新型上的连锁选择模式开关，可在软件连锁、硬件连锁、解除连锁、连锁之间自由切换，由GIS智能控制装置PCS-9821采集到间隔内所有刀闸位置，其它间隔的设备状态信号通过数据通讯口以光缆连接，可以方便地实现基于软件和通讯的软件联锁；GIS智能控制汇控柜与GIS设备的连接采集通过工业型重载接插件实现插拔式连接，既保证了现场安装质量，又大大缩短了现场安装工期。以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
权利要求1. 一种GIS智能汇控柜，其特征在于包含电气模拟指示盘、操作模式切换把手盘、接触器、接插件、导轨、微型断路器、电源切换装置、操作箱、GIS智能控制装置和压板；其中， 所述电气模拟指示盘安装在柜内的安装板上，操作模式切换把手盘安装在电气模拟指示盘的下方；导轨固定于柜内，接触器和接插件卡装在导轨上；电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置都安装在柜内的安装柜上，电源切换装置的电源输出端连接GIS智能控制装置的电源输入端，压板也安装在柜内的安装板上，与电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置的开入和开出相连接。
专利摘要本实用新型公开一种GIS智能汇控柜，包含电气模拟指示盘、操作模式切换把手盘、接触器、接插件、导轨、微型断路器、电源切换装置、操作箱、GIS智能控制装置和压板；所述电气模拟指示盘安装在柜内的安装板上，操作模式切换把手盘安装在电气模拟指示盘的下方；导轨固定于柜内，接触器和接插件卡装在导轨上；电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置都安装在柜内的安装柜上，电源切换装置的电源输出端连接GIS智能控制装置的电源输入端，压板也安装在柜内的安装板上，与电源切换装置、操作箱和GIS智能控制装置的开入和开出相连接。此结构可使得GIS设备具有数据的就地采集与分析、智能控制、事件记录、在线监测及顺序控制等智能功能，且工作可靠性进一步提高。
文档编号H02B1/04GK202268745SQ20112039504
公开日2012年6月6日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者吴仲平, 唐波, 熊慕文, 王凯, 王慧, 王明溪, 聊湘, 赵建华, 郭涛, 须雷 申请人:中国长江三峡集团公司, 南京南瑞继保电气有限公司