一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法与流程

本发明属于变压器有载分接开关控制，具体涉及一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法。

背景技术：

1、有载分接开关是大型电力变压器实现带负荷调压的重要装置，电动机构是有载分接开关实现分接变换操作的驱动和控制机构。就地或远方发出调挡指令后，电动机构将驱动分接开关由一个工作位置变换到另一个相邻的工作位置，中途不再受任何启动指令的影响，完成一次分接变换后自动停止。为实现正确调挡，电动机构的电气控制回路必须具备电机的正反转控制功能、级进控制功能、滑档保护功能等。现有机电结合型电动机构的滑档保护功能是依靠时间继电器计时原理来实现，考虑到中间档位的联调需求，中间位置调整一个档位大约需要11s的时间，因此，该类型控制机构时间继电器延时时间一般默认设定为15s。滑档保护功能严重依赖时间继电器的稳定性以及凸轮与微动开关的机电触点的稳定性，保护实现原理单一且可靠性较差。运行经验表明，分接开关控制箱内的时间继电器和微动开关的故障经常导致有载分接开关调挡时发生滑档。对于运行年限较长的变压器，开关滑档故障呈现越来越频发的趋势。

2、以abb公司的bul型电动机构为例，电气主回路及控制回路如图1和图2所示，机械结构图如图3所示。该类型机构经常发生调档过程中凸轮控制微动开关s3、s4节点未及时断开，导致开关发生滑档缺陷。现有bul型电动机构滑档保护功能只能保证在开关滑2档后断开电机保护开关q1，无法实现开关一旦滑档，马上断开电机保护开关q1，使电机停转。即原有滑档保护功能不能确保开关不滑档，只能保证开关不连续滑档。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法。

2、本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，其特征在于：所述保护方法将采集输出轴转动圈数作为滑档判据的精准信息，有载分接开关实现一个分接变换，输出轴精准转过15圈，在输出轴转过13圈时，开关档位进行切换；采集输出轴的转动圈数作为判断依据，非中间档位时，转过圈数一旦超过15圈，即认为开关发生滑档，此时立刻切断电机保护开关q1，使得驱动电机停转，确保开关档位不会发生切换。

4、而且，所述保护方法采用的控制系统包括plc模块、升降档信号采集模块、输出轴转动圈数采集模块及信息显示模块；

5、plc模块作为信号汇总及逻辑判断的控制核心，能够提供足够的io节点，用于状态量的输入和控制信号的输出；

6、升降档信号采集模块由一个高精度电流互感器ct1和一个单相电流监视继电器ka1组成，高精度电流互感器ct1可精准采集有载分接开关控制回路中的就地或远方升、降档电流信号，并将电流传输至电流继电器ka1中，ka1内部可以实现电流值与设定值大小的比较判定，当输入电流值大于设定值时，ka1动作，常开节点闭合，plc的对应输入模块出现一个上升沿信号；

7、输出轴转动圈数采集模块由霍尔开关hr、感应磁铁和中间继电器组成，感应磁铁通过磁力吸附和涂胶固定的方式，固定在输出轴上，霍尔开关通过螺丝固定的方式安装在操作机构箱箱壁上，并与感应磁铁位置对应，中间继电器安装于专门的安装轨道上；

8、信息显示模块为一块显示屏，其通过专用数据线与plc模块进行通信，可将plc内存储的数据以及现有状态进行即时显示；

9、电流互感器安装于启动回路的主回路上，电流互感器二次电流信号经单相电流监视继电器转换为开关量输入至所述的plc内，霍尔开关感应磁铁牢固安装于输出轴上，与输出轴同步转动，霍尔开关安装于控制箱内靠近输出轴的位置；感应磁铁和霍尔开关均不影响驱动机构的运转，感应磁铁转动时，可触发霍尔开关变位，霍尔开关输出信号控制一个中间继电器，该中间继电器输出节点接入plc输入节点，显示屏与plc相连，显示有载调压机构箱内各机械元件的位置以及电子元器件的开闭状态，输出重要监视状态量信息。

10、而且，所述保护方法采集开关升降档信号状态量、延续触头s15状态量、霍尔开关输出信号、k2及k3常开节点状态量、凸轮控制触头s3、s4状态量、k1常开节点状态量作为plc模块的输入节点，内置算法对现有状态及调压过程中的实时状态进行监视，状态出现问题立即发出报警信号，并将状态量进行记录，通过显示屏可实时查看开关状态，调取状态量储存数据并绘制可视化的调挡过程状态量变化图。

11、本发明的优点和有益效果为：

12、1、本发明的变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，采用嵌入式安装方式，可以在不改变原有功能及接线的基础上实现功能扩展。该装置安装简单，成本低，稳定性强，无试错风险，即便装置因不可抗力因素而失效，也不会对原有装置产生影响，造成开关误动。

13、2、本发明依靠电磁感应原理的霍尔元件，采集输出轴转动圈数的准确信息，可准确灵敏地检测到电动机构箱输出轴转过的圈数，结合开关调节一个档位，输出轴精准转过15圈的对应关系，可以准确判定开关调挡过程中是否发生滑档，一旦发生滑档，立即切断电机保护开关q1，使得电机停转，保证有载分接开关不发生档位切换。

14、3、本发明请采集原有升降档继电器的开闭信息以及升降档调挡指令信息，可实现精准判断，在无调挡指令下的开关升降档误动作，此时立刻切断电机保护开关q1，实现开关误动的保护功能，原有电动机构不具备此功能。

15、4、本发明利用微型高精度电流互感器进行升降档指令信息的采集，可以不改变原有控制回路接线，实现升降档信息指令的采集，实现了物理上的隔离，降低了该实现方法对原有电动机构的影响。

16、5、本发明利用可编程逻辑控制器(plc)作为计算核心模块，借助工业plc的鲁棒性和可靠性，提高该方法的可靠性。

17、6、本发明可实现各个元件的状态记忆功能，可以记录调档过程中，各重要元件的动作时间以及动作信息，为故障原因查找以及故障修复提供便利。

18、7、本发明可增加机电结合型电动机构的状态检查功能，可以定时检测电动机构的运行状态，各元件的工作状态是否正常，是否具备调压条件。

19、8、本发明可以根据开关滑档后各元件的工作状态以及信息，自动判定开关滑档的原因。

20、9、本发明可以利用显示装置，显示电动机构现在的状态，滑档后的机构状态，以及滑档原因，并调用数据库信息，显示该故障的检查和处理意见，可大大提高运检人员的工作便利性。

技术特征：

1.一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，其特征在于：所述保护方法将采集输出轴转动圈数作为滑档判据的精准信息，有载分接开关实现一个分接变换，输出轴精准转过15圈，在输出轴转过13圈时，开关档位进行切换；采集输出轴的转动圈数作为判断依据，非中间档位时，转过圈数一旦超过15圈，即认为开关发生滑档，此时立刻切断电机保护开关q1，使得驱动电机停转，确保开关档位不会发生切换。

2.根据权利要求1所述的变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，其特征在于：所述保护方法采用的控制系统包括plc模块、升降档信号采集模块、输出轴转动圈数采集模块及信息显示模块；

3.根据权利要求1所述的变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，其特征在于：所述保护方法采集开关升降档信号状态量、延续触头s15状态量、霍尔开关输出信号、k2及k3常开节点状态量、凸轮控制触头s3、s4状态量、k1常开节点状态量作为plc模块的输入节点，内置算法对现有状态及调压过程中的实时状态进行监视，状态出现问题立即发出报警信号，并将状态量进行记录，通过显示屏可实时查看开关状态，调取状态量储存数据并绘制可视化的调挡过程状态量变化图。

技术总结
本发明涉及一种变压器有载分接开关滑档或误动时的保护方法，采用的控制系统包括PLC模块、升降档信号采集模块、输出轴转动圈数采集模块及信息显示模块。本发明采用嵌入式安装方式，可以在不改变原有功能及接线的基础上实现功能扩展，安装简单，成本低，稳定性强，无试错风险，即便装置因不可抗力因素而失效，也不会对原有装置产生影响，造成开关误动；采集输出轴转动圈数的准确信息，可准确灵敏地检测到电动机构箱输出轴转过的圈数，结合开关调节一个档位，输出轴精准转过15圈的对应关系，可以准确判定开关调挡过程中是否发生滑档，一旦发生滑档，立即切断电机保护开关Q1，使得电机停转，保证有载分接开关不发生档位切换。

技术研发人员：董立峰,王西龙,王煜,李真,刘璐,李晨泽,吕静志,顿超,高健,朱晓林
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司高压分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15