用于电压并列装置的安全防误及声光报警综合逻辑系统的制作方法

本发明涉及变电站综合自动化安全控制技术领域，特别是一种用于电压并列装置的安全防误及声光警示综合逻辑系统。

背景技术：

当一段母线压变检修或故障，需要把电压进行并列，以确保检修段母线保护和计量装置正常工作。同时，为防止反送电造成人员伤亡及设备损坏，电压并列时需要一次设备完成并列后，二次才能并列。

由于变电站现场存在接线错误、二次并列继电器接点黏连及电压不平衡等问题，而电压并列操作仅靠人员经验把关，极易发生电压非正常并列情况，导致二次电压反送至检修侧，轻则造成空开跳开及设备损坏，重则造成现场人员伤亡。

现有的电压并列装置主要存在以下不足：

一是现有装置仅能实现一次设备并列后，二次才能并列；不能兼顾任一段电压不平衡等严禁并列因素，即不能实现安全并列的逻辑闭锁功能。

二是现有装置仅能显示正常并列和正常解列两个状态；不能实现操作前的现场允许/禁止并列声光警示，也不实现操作后的非正常并列、非正常解列等声光警示。

三是现有装置信号灯为红绿两个状态，没有变电站现场非正常状态声光报警，仅由现场运维/检修人员把关，在巡视操作期间不易引起重视，且不能在操作后台、监控中心上传异常报文进行实时监测，造成反送电事件频发。

技术实现要素：

本发明的目的在于防止现场人员电压并/解列操作失误，提供一种能有效确保现场人员及设备安全、稳定性好的用于电压并列装置的安全防误及声光报警综合逻辑系统。

实现本发明目的的技术方案为：一种用于电压并列装置的安全防误及声光报警综合逻辑系统，包括三相电压不平衡越限判据模块、电压向量比较模块、沿触发逻辑置位模块和声光综合报警模块；

三相电压不平衡越限判据模块作为沿触发逻辑置位模块的一个开入，用于判断三相电压不平衡是否越限，当Ⅰ段或Ⅱ段电压三相不平衡越限，通过或门电路输出1，闭锁压变并列功能，同时发严禁并列信号；当Ⅰ段或Ⅱ段电压三相不平衡不越限，通过或门电路输出0，开放压变并列功能，同时发允许并列信号；

电压向量比较模块并作为声光综合报警模块的开入，用于进行Ⅰ、Ⅱ段压变同相电压向量比较，通过与门、或门、非门逻辑判断，实现电压并/解列全过程电压监测；

沿触发逻辑置位模块接受开关及刀闸辅助接点位置、三相电压不平衡越限开入置位信号进行判据，在触发脉冲CP置1期间，输出端Q与输入D为反逻辑，同时屏蔽置零端C；在触发脉冲CP置0初期，输出Q置1保持，当置零端C置1时，输出端Q置零并保持；

声光综合报警模块根据电压向量比较模块、三相电压不平衡越限模块、沿触发逻辑置位模块的开入进行判据，发出正常并列、非正常并列、正常解列、非正常解列、严禁并列或可以并列声光告警信号。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

(1)本发明不仅为现场操作、检修等人员提供安全逻辑防误功能，杜绝电压误并/解列操作事件，同时提供现场声光综合安全警示；(2)本发明将逻辑融入变电站综合诊断系统，实现操作后台及监控中心实时监测功能，即电压并列信息以文字形式或光字牌显示在操作后台告警窗，并通过网络上传至监控中心进行实时监控，以及时发现并/解列操作等异常状况，提示现场工作人员，避免反送电造成人员伤亡及设备损坏；(3)本发明通过两段电压幅值及相位比对分析判据，填补了变电站电压并/解列监测系统的空白，对实现变电站智能诊断及程序操作有重要意义。

附图说明

图1为本发明的电压并列安全防误及声光报警逻辑图。

图2为变电一次设备接线示意图。

图3为电压并列安全防误二次接线图。

图4为沿触发逻辑置位模块及其时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

结合图1，本发明的一种用于电压并列装置的安全防误及声光报警综合逻辑系统，包括三相电压不平衡越限判据模块、电压向量比较模块、沿触发逻辑置位模块和声光综合报警模块；

三相电压不平衡越限判据模块作为沿触发逻辑置位模块的一个开入，用于判断三相电压不平衡是否越限，当Ⅰ段或Ⅱ段电压三相不平衡越限，通过或门电路输出1，闭锁压变并列功能，同时发严禁并列信号；当Ⅰ段或Ⅱ段电压三相不平衡不越限，通过或门电路输出0，开放压变并列功能，同时发允许并列信号；

电压向量比较模块并作为声光综合报警模块的开入，用于进行Ⅰ、Ⅱ段压变同相电压向量比较，通过与门、或门、非门逻辑判断，实现电压并/解列全过程电压监测；

沿触发逻辑置位模块接受开关及刀闸辅助接点位置、三相电压不平衡越限开入置位信号进行判据，在触发脉冲CP置1期间，输出端Q与输入D为反逻辑，同时屏蔽置零端C；在触发脉冲CP置0初期，输出Q置1保持，当置零端C置1时，输出端Q置零并保持；

声光综合报警模块根据电压向量比较模块、三相电压不平衡越限模块、沿触发逻辑置位模块的开入进行判据，发出正常并列、非正常并列、正常解列、非正常解列、严禁并列或可以并列声光告警信号。

进一步的，电压向量比较模块包含第一与门、第一或门、第二或门以及第二与门，其中第一与门和第二或门的三个输入端均进行取反运算；沿触发逻辑置位模块包含第三与门、第三或门、沿触发置位以及第四与门；三相电压不平衡越限判据模块包含第四或门；声光综合报警模块包含第五与门、第六与门、第七与门、第八与门以及非门；

电压向量比较模块运用判断式进行两段母线同相间的向量比较判断，_X＝a,b,c，当两段母线电压三相向量比较值均大于等于阈值，第一与门输出1，作为第五与门的开入条件；当任一相间向量比较值小于阈值，第一或门输出1，作为第六与门的开入条件；当任一相间向量比较值大于等于阈值，第二或门输出1，作为第七与门的开入条件；三相向量比较值均小于阈值，第二与门输出1，作为第八与门的开入条件；

三相电压不平衡越限模块运用算法不平衡越限值”比较同一段母线任意两相模的差值，再和另外一段母线任意两相间模的差值进行或运算，当任一段母线电压出现不平衡越限时，第四或门输出置1，在CP置1阶段沿触发器输出Q置0，闭锁电压并列操作；

声光综合报警模块接受电压向量比较模块开入、三相电压不平衡越限模块开入、沿触发逻辑置位信号进行逻辑判断；当第四或门输出置1时，发出严禁并列声光告警信号；当第四或门置0时，非门置1，发出可以并列声光告警信号；当第五与门置1时，发出正常解列声光告警信号；当第六与门置1时，发出非正常解列声光告警信号；当第七与门置1时，发出非正常并列声光告警信号；当第八与门置1时，发出正常并列声光告警信号。

图2中，1#PT刀闸3G、2#PT刀闸4G、母联开关DL、第一母联母侧刀闸1G、第二母联母侧刀闸2G分别对应图3相应二次辅助开关3G、4G、DL、1G、2G；当1#PT刀闸3G合位时，其二次辅助开关3G也同步合位，其合位信号同时是图1逻辑图的开入判据，其他间隔以此类推。

图3中，当二次辅助开关3G合位，第一母压变继电器1PTJ励磁，图3上部其辅助开关1PTJ合位，同时当第一母压变二次空开1ZK合位，1段小母线获取电压，供相应间隔保护、计量使用；第一母压变间隔以此类推。

图2中，母联开关DL、第一母联母侧刀闸1G、第二母联母侧刀闸2G均在合闸位置，对应图3中二次辅助开关DL、1G、2G均在合闸位置；当压变并/解列把手BK打至并列位置，图3中并列开关QK接通；当图1中沿触发逻辑置位输出Q＝1，图3中防误闭锁开关YJ接通，并列继电器BLJ励磁，图3上部其辅助开关BLJ闭合，即可实现电压二次并列。

图4为沿触发逻辑置位模块及其时序图，时序图逻辑如下：

1、上升沿t₀之前，CP＝0，初态Q＝0；

2、上升沿t₀时刻，CP由0置1，上升沿触发逻辑运行：输出Q和输入D为反逻辑，与置0端C无逻辑关系；

3、上升沿至下降沿之间(t₀<t<t₁)：输出Q和输入D为反逻辑，与置0端C无逻辑关系；其中：t₁-t₀>5分钟；

4、下降沿t₁时刻，CP由1置0，输出Q置1并保持；

5、下降沿t1之后，下降沿触发逻辑运行：当C为1时，输出Q置0并保持，输出Q和输入D无逻辑关系。

本发明能够实现下述功能：

(1)电压安全并列装置的防误闭锁功能

当DL合位、1G合位、2G合位这些一次设备完成并列时，沿触发逻辑置位模块中的上升沿触发逻辑运行，即CP由0置1，0<T<t：输出Q和输入D为反逻辑，与置零C无逻辑关系。

当延时t时间结束，即T>t，CP由1置0，沿触发逻辑置位模块中的下降沿触发逻辑运行，输出Q置1并保持，当C为1时，输出Q置0并保持，输出Q和输入D无逻辑关系。

沿触发逻辑置位输出Q与YJ节点相关，当Q置1时，YJ接点闭合，防误逻辑开放，允许电压二次并列；当Q置0时，YJ接点断开，防误逻辑闭锁，禁止电压二次并列。

(2)电压安全并列装置现场声光警示功能

1、当一次设备在合闸位置

1.1其二次辅助接点全部在闭合位置且Ⅰ、Ⅱ段电压三相不平衡均不越限时：

声音提示：可以并列；灯光提示：告警灯绿光闪烁；

1.2当电压并列把手打至并列位置或开关合闸延时后自动并列，电压向量比较模块取两段压变三相电压进行幅值和相位比较

1.2.1当三相差值均小于阈值时

声音提示：正常并列；灯光提示：并列灯绿光常亮；

1.2.2当有一相差值大于阈值时

声音提示：非正常并列，注意安全；灯光提示：并列灯红光快速闪烁；

1.3、当电压并列把手打至解列位置或开关拉开后自动解列，电压向量比较模块取两段压变三相电压进行幅值和相位比较

1.3.1当三相差值均大于阈值时

声音提示：正常解列；灯光提示：解列灯绿光常亮；

1.3.2当三相差值有一相小于阈值时

声音提示：非正常解列，注意安全；灯光提示：解列灯红光快速闪烁。

2、当一次设备不在并列位置，其二次辅助接点有一个分位或有三相电压不平衡越限时

声音提示：严禁并列；灯光提示：告警灯红光快速闪烁。

(3)站端电压安全并/解列防误及监测功能

将图1所示电压安全并列装置逻辑图中的逻辑与站内数字化电压、DL、1G、2G、BK信号融合成变电站电压安全并/解列防误及监测系统，能够在操作后台实现电压安全并/解列操作，并可持续监测其运行状况，实时告知现场操作、检修及其他工作人员，有效确保人身、设备的安全运行，完善变电站安全操作的综合智能诊断系统。