专利名称：一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种备用变压器自动投切装置，尤其是涉及一种配电站经济运行 方式下备用变压器自动投切装置。
背景技术：
配电变压器是配电网的主要设备之一，其损耗在整个配电网损耗中占很大比重 (80%以上)。降低配电变压器损耗成为降低配电网线损的一个有效途径。配电变压器的有功损耗包括空载损耗和负载损耗空载损耗P0主要是磁滞损耗 和涡流损耗带来的铁耗，当电源电压一定时，空载损耗基本上是个恒定值；负载损耗Pk主 要是铜耗，大小与负载电流的平方成正比。配电变压器的损耗主要由受负荷变化影响的铜 耗决定。目前，根据对配电站运行方式的研究，常见配电站一般装有2-3台变压器，在配电 变压器低负荷运行状态时通过低压侧母线互联的方式，用1台变压器带全部负荷，而其它 变压器停运，可以有效减少配电变压器损耗，起到节能降损的作用，这就是配电变压器的经 济运行方式。但是，在1台变压器工作，低压侧母线互联的配电变压器经济运行方式下，当 工作变压器发生故障或缺陷时，会导致用户停电。为了保证该运行方式下的供电可靠性，需 采用适用于该方式的备用电源自动投切装置，在运行变压器发生故障时，首先将该变压器 切除，同时自动投入未运行的备用变压器。传统的备用电源自投装置主要用于双电源供电的变电站，当工作电源因故障被断 开以后，能迅速自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不至于停电，该装置应用较为 广泛。但传统的备自投装置电源处于热备用状态，与配电站采用单变压器运行方式时备用 电源的工作状态不同。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种设计简单、 可移植性好的配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，其特征在于，该装置包括 可编程继电器、自制继电器组、信号继电器、信号继电器ZXJ、备自投装置、变压器，所述的变 压器两侧设有行程开关，所述的可编程继电器输入端与自制继电器组、信号继电器、备自投 装置、变压器两侧的行程开关连接，所述的可编程继电器输出端与信号继电器ZXJ连接，所 述的自制继电器组与变压器的低压侧连接。所述的自制继电器组为2个，其中每个自制继电器组包括3个电压继电器。所述的信号继电器为2个。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1)变压器经济运行方式下的备用变压器自动投切有效的保障了经济运行方式下的供电稳定性和可靠性。2)采用可编程继电器为装置设计的核心元件，使得装置的设计简单、可靠，能很好 的电力系统中其他的继电保护等装置兼容。3)装置具有良好的可移植性，易于推广，可广发适用于输配电系统的变压器经济 运行方式中，具有良好的经济效益和广泛的市场前景。
图1为本实用新型一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置的经济 运行方式的正常运行状态图；图2为本实用新型一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置的结构 示意图；图3为本实用新型一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置的配电 站经济运行方式下备用变压器自切逻辑图；图4为本实用新型一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置的低压 母线失压判断接线原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例配电变压器经济运行方式下备用变压器自动投入的开关动作逻辑以典型的2台 变压器的配电站接线为例，经济运行方式的正常运行状态如图1所示。假设进线1和1B运 行而进线2和2B备用，各元件状态为1DL、2DL、3DL、5DL、8DL闭合；4DL、6DL、7DL断开；进 线1和变压器1B运行状态带所有负荷，进线2和变压器2B备用状态。配电站高压侧大都配有母联备自投，当工作进线电源故障失电时，母联备自投自 动投入7DL，由备用进线电源供所有负荷。但是，在1台变压器工作，低压侧母线互联的经 济运行方式下，当工作变压器发生故障或缺陷时，现有的母联备自投实现不了自动投入另1 台主变的功能。一旦运行主变发生故障，只能临时手动操作，才能够将另1台备用变压器投 入。这势必造成用户停电，而且还要延误时间，不利于安全生产。为了保证该运行方式下的 供电可靠性，需采用适用于该方式的变压器自动投切装置，实现低压侧电源的自动切换动 作，在运行变压器发生故障后，迅速将该变压器切除，同时自动投入未运行的备用变压器， 以保证供电可靠性。低压侧电源自动切换装置主要在配电站系统1台主变运行，另1台主变和线路备 用的经济运行方式下，低压母线失压时实现电源自动切换功能。如图1所示，假设进线1和 变压器1B运行而进线2和变压器2B备用，自动切换装置的工作原理和基本动作逻辑如下 当运行变压器故障或两侧开关跳闸造成低压I段母线失压时，若检测10kV II段有压，自动 切换装置将跳开1B低压侧开关5DL，将进线1、1B隔离，然后依次合变压器高压侧4DL和低 压侧开关6DL，由进线2和2B带所有负荷。基于上述动作逻辑和原理，自动切换装置的运行 条件、启动判据、动作过程及闭锁和退出条件说明如下1)正常运行条件1DL、2DL、3DL、5DL、8DL 闭合，4DL、6DL、7DL 断开；1B 运行，2B 备用，进线2有压；自动切换装置投入开关1QK处于投入位置。2)启动条件0.4KV I段母线失压且5DL处已经没有电流，而10KV II段母线电压正常。3)切换动作过程经延时跳开5DL，确认后合上4DL，再确认后延时合上6DL。4)闭锁和退出条件自动切换装置一次动作完毕；4DL、6DL均处于合位置(切换 动作已完成)；2B主变保护动作信号；自动切换装置1QK投入开关处于退出位置。以上条件 任一项成立，装置自动闭锁，保证动作的选择性。如图2所示，一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，该装置包括 可编程继电器1、自制继电器组4、信号继电器5、信号继电器ZXJ9、备自投装置6、变压器，所 述的变压器两侧设有行程开关3DL 2、4DL 3、5DL 7、6DL 8，所述的可编程继电器1输入端 与自制继电器组4、信号继电器5、备自投装置6、变压器两侧的行程开关3DL 2、4DL 3、5DL 7、6DL 8连接，所述的可编程继电器1输出端与信号继电器ZXJ9连接，所述的自制继电器组 4与变压器的低压侧连接。配电变压器经济运行方式下自动投切装置的自切逻辑图如图3所示，图3为10KV I段母线和变压器1B运行，10KV II段和变压器2B备用时的电源的自切逻辑原理图。其具 体的正常运行逻辑、动作逻辑、闭锁逻辑和相关参数整定说明如下1)正常运行逻辑正常运行状态下，自动投切装置不启动。图中逻辑变量SV1T、SV3T、SV8T均为0， 与闭锁相关的逻辑变量SV5T也为0。2)自动投切装置动作逻辑当0.4KV I段母线失压后，光隔输入IN101置1，检测5DL处于合位且10KVII段母 线单项有压，此时若可对断路器进行就地或远方操作，即I段自切投入，SV15 = 1，其对应的 逻辑方程为SV15 = LT2*IN105*IN206+IN105* ！ IN206。经与门后输出SV1置1，再经定时 器经延时T1后SV1T = 1，同时装置向5DL发出跳闸命令及跳闸信号。出口逻辑方程式为SV1 = IN101* ！ IN207*IN203*SV150UT101 = SV1T当装置判断5DL已经跳闸成功，变压器2B高压侧开关4DL处于分位且I段自切投 入时，经与门后输出SV11置1，经定时器经延时40ms，使SV11T产生信号上升沿(由0变1)， 从而触发逻辑变量SV3T置1。此时如果闭锁条件不成立，装置向4DL发出合闸命令及合闸 信号。相关的逻辑方程式为SV11 = IN207*IN104*SV15SV3 = /SV11T0UT103 = SV3T* ！ SV5T当装置判断5DL、4DL已经跳闸成功，变压器2B低压侧开关6DL仍处于分位且I段 自切投入时，经定时器经延时PU后SV10T由0变1，产生信号上升沿(由0变1)，从而触发 逻辑变量SV8T置1。此时如果闭锁条件不成立，装置向6DL发出合闸命令及合闸信号。相 关的逻辑方程式为SV10 = IN207* ！ IN104*IN208*SV15SV8 = /SV10T[0043]0UT105 = SV8T* ！ SV5T此时，一次完整的自动投切动作完成。3)自动投切装置闭锁逻辑为保证变压器两端的高、低压侧开关合上时2B主变保护动作引起的跳闸不会因 为自动切换装置的动作而再次重合于故障点，故引入备用变压器保护动作信号IN205作为 变压器两侧开关合间的闭锁条件，可保证自动切换装置不会重合于故障点、扩大故障，不影 响正常的保护功能。相关的逻辑方程式为SV7 = IN205LT1 :SET1 = SV7* (SV15+SV16)RST1 = ！ SV15* ！ SV16SV5 = LT1备用变压器保护动作后，使得自动投切装置闭锁。此时如果要将装置解除闭锁，继 续正常运行，需要将自动投切装置I段自切投入逻辑变量SV15和II段自切投入逻辑变量 SV16同时置0，经R-S触发器后即可实现复位功能。4)参数整定设计的自动切换逻辑主要参数整定考虑如下逻辑继电器SV1T的时间延时T1为切换装置开始动作至切断主运行回路低压侧开 关5DL的动作时间，其延时时间考虑一定的裕度躲过高压侧母联备自投的动作时间。逻辑继电器SV10T的时间延时PU为高压侧开关投入励磁涌流稳定后投低压侧开 关的延时时间。本实用新型设计的自动投切装置，其需要从配电站引入的信号量列表如下 其中断路器分位可从断路器辅助触点得到相关状态；主变保护动作信号可以通过 主变保护信号继电器的常开触点引出相关信号；高压侧单相有压信号可从高压侧分段备自投装置引出相关信号；低压侧母线三相有压可由自制继电器组得到相关信号。可编程继电器是该自动切换装置的核心设备。它接收变压器两侧开关的位置信 号、从10kV备自投装置接收10KV 1(11)段有压信号和两组继电器组传来的低压侧失压信 号，完成整个切换动作。本实用新型自动投切装置使用的可编程继电器具有14个光隔输入端口，19个输 出端口，实际工作电源为直流110V。所述的可编程继电器输入端口列表如下 所述的可编程继电器输出端口列表如下 自制继电器组的主要作用是接入0. 4kV I、II段电压，分别控制装置提供0. 4kVI 段失压、0. 4kVI段三相有压、0. 4kVII段失压、0. 4kVII段三相有压的信号判据。由于10kV配电站低压侧无电压互感器，无法直接接入自动装置进行失压判断，本 项目采用3个电压继电器直接接入低压侧3相线路实现失压判断，提供0. 4KV失压信号，其 接线方式如图3所示。图3中K11、K12、K13均为电压继电器，NO为常开触点。当0. 4KV母 线三相均有电压或任一相有电压时，对应控制支路常开触点闭合，控制电路导通；当0. 4KV 母线三相完全失压时，常开触点对应的三条控制支路都会断开，导致控制电路完全断开。因 此，通过控制电路的通断引起输出信号的变化可判断低压侧是否失压。
权利要求一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，其特征在于，该装置包括可编程继电器、自制继电器组、信号继电器、信号继电器ZXJ、备自投装置、变压器，所述的变压器两侧设有行程开关，所述的可编程继电器输入端与自制继电器组、信号继电器、备自投装置、变压器两侧的行程开关连接，所述的可编程继电器输出端与信号继电器ZXJ连接，所述的自制继电器组与变压器的低压侧连接。
2.根据权利要求1所述的一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，其特 征在于，所述的自制继电器组为2个，其中每个自制继电器组包括3个电压继电器。
3.根据权利要求1所述的一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，其特 征在于，所述的信号继电器为2个。
专利摘要本实用新型涉及一种配电站经济运行方式下备用变压器自动投切装置，该装置包括可编程继电器、自制继电器组、信号继电器、信号继电器ZXJ、备自投装置、变压器，所述的变压器两侧设有行程开关，所述的可编程继电器输入端与自制继电器组、信号继电器、备自投装置、变压器两侧的行程开关连接，所述的可编程继电器输出端与信号继电器ZXJ连接，所述的自制继电器组与变压器的低压侧连接。与现有技术相比，本实用新型具有设计简单、可移植性好等优点。
文档编号H02J3/38GK201608538SQ200920213030
公开日2010年10月13日 申请日期2009年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者关宏, 吴绪成, 姚建歆, 张小越, 施伟斌, 王闻, 盛戈暤, 盛继卿, 金伟 申请人:上海市电力公司;上海交通大学;上海中区节电科技有限公司