专利名称：变电站母线故障及绝缘自动检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统的技术领域，尤其涉及一种变电站母线故障及绝缘自动检测装置，具体讲是10千伏及以上电压等级变电站母线或线路送电前或故障停电后快速检测母线或线路状态并控制手动合闸或自动重合闸装置的电力网自动化装置。
背景技术：
目前在国内10千伏及以上变电站的母线或线路，在送电前不能自动准确的判断是否存在短路、断线或有接地线等危险情况。即没有自动检测母线或线路高压设备故障和绝缘并控制高压开关合闸的设备。只能由人为主观的认定设备是否处于良好状态。一旦出现忘拆接地线或有短路或断线的情况下，因判断失误而合闸送电，造成高压电气设备损坏， 系统受到冲击，扩大停电范围，严重时会瓦解电网的恶性事故。
而在35千伏及以上变电站虽然大都装设了母线保护装置，但是在发生母线故障时，母线保护动作跳闸后母线停电，无法快速判断出故障是瞬时故障还是永久性短路故障。如果强行试送电，可能造成高压电气设备损坏或扩大事故范围，造成更大的损失。而且人工判断故障需要很长时间才能恢复送电。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种变电站母线故障及绝缘自动检测装置。目的是实现自动检测判断变电站母线或线路工况，并在故障后快速恢复供电，减小电气设备损坏和减小经济损失，保证电网安全运行。本发明实现发明的技术方案如下
变电站母线故障及绝缘自动检测装置，它包括主机，其特征是在主机机箱内设置的主机单片机板的输入端口电路分别与高频电流检测单元、高频信号源、工频电流检测单元、工频电压检测单元及工频电压信号源相连；电压切换电路的输出端正常时接入工频电压检测单元，电压切换电路的输入端连接电压互感器二次侧端子，电压切换电路的输出端还与工频电压信号源相连；主机单片机板的接口电路与液晶显示板及按键板相连；主机单片机板的开关量电路分别与控制闭锁合闸继电器电路板、信号及开关量输入输出回路相连；主机单片机板还与RS485通讯接口回路相连接。我国电力系统继电保护的基本原则是
1)架空线路继电保护带重合闸装置，电缆线路不带重合闸；
2)母线保护不带重合闸；
3)变压器保护不带重合闸。本发明是变电站母线故障及绝缘自动检测装置，是针对10千伏及以上电压等级变电站母线或线路送电前或故障停电后快速检测母线或线路状态并控制手动合闸或自动重合闸装置的电力网自动化装置。目的是自动检测判断变电站母线或线路工况，在电力设备准备手动送电前，为电网调度或运行操作人员提供该设备的现状，给出能否送电的正确结论并发出允许合闸或自动重合闸的命令。在故障后快速恢复供电，减小电气设备损坏和减小经济损失，保证电网安全运行。本发明实现了快速检测判断变电站母线是正常工况还是故障状态，填补了国内电网继电保护及自动化领域的空白。本发明技术的实施，将具有深远的社会效益和巨大的经济效益。
图1是本发明的结构示意图。图中变电站高压A相母线MXA，变电站高压B相母线MXB，变电站高压C相母线 MXC，A相耦合电容器Cl，B相耦合电容器C2，C相耦合电容器C3，A相高频变压器Bi，B相高频变压器B2，C相高频变压器B3，A相套管工频电流互感器LHA1，B相套管工频电流互感器 LHBl，C相套管工频电流互感器LHCl，A相套管高频电流互感器LHA2，B相套管高频电流互感器LHB2，C相套管高频电流互感器LHC2，A相电压互感器YHA，B相电压互感器YHB，C相电压互感器YHC ；
机箱1，主机单片机板2，高频电流检测单元3，高频信号源4，工频电流检测单元5，工频电压检测单元6，工频电压信号源7，电压切换电路8，液晶显示板9，按键板10，控制闭锁合闸继电器电路板11，信号及开关量输入输出回路12，RS485通讯接口回路13。下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细的说明。
具体实施例方式本发明是一种变电站母线故障及绝缘自动检测装置，如图1所示，它是由以下几部分组成
它包括主机在机箱1内设有主机单片机板2 ；高频信号源4 ；高频电流信号检测单元； 工频电压信号检测单元；工频电流信号检测单元；液晶显示单元；接口电路；信号及开关量输入输出回路；闭锁合闸回路。A相耦合电容器Cl、B相耦合电容器C2、C相耦合电容器C3、A相高频变压器Bi， B相高频变压器B2，C相高频变压器B3、A相套管高频电流互感器LHA2、B相套管高频电流互感器LHB2、C相套管高频电流互感器LHC2、A相套管工频电流互感器LHAl、B相套管工频电流互感器LHBl、C相套管工频电流互感器LHCl，电压互感器二次及三次电压A相电压互感器YHA和B相电压互感器YHB。主机机箱1内部设置的主机单片机板2的输入端口电路分别与高频电流检测单元 3、高频信号源4、工频电流检测单元5及工频电压检测单元6相连；电压切换电路8的输出端正常时接入工频电压检测单元6，电压切换电路8的输入端连接电压互感器二次侧端子， 电压切换电路8的输出端还与工频电压信号源7相连；主机单片机板2的接口电路与液晶显示板9及按键板10相连。主机单片机板2的开关量电路分别与控制闭锁合闸继电器电路板11、信号及开关量输入输出回路12相连；主机单片机板2还与RS485通讯接口回路13 相连接。主机单片机板2控制电压切换电路8，如果变电站母线或线路有电，通过主机单片机板2检测和显示到电网工作电压。如果变电站母线或线路无电并在故障后，通过主机单片机板2控制电压切换电路8的输出端断开工频电压检测单元6，然后接入工频电压信号源7，向电压互感器发出工频电压测试信号，然后由主机单片机板2接收工频电流检测单元 5的信号，判断故障或绝缘状态与否。具体实施时，A相耦合电容器Cl的一端与变电站高压A相母线MXA相连，A相耦合电容器Cl的另一端与A相高频变压器Bl —次端子1相连；A相高频变压器Bl —次端子2 穿过A相套管高频电流互感器LHA2中间孔接地。A相高频变压器Bl的二次线与主机机箱 1中的高频信号源4相连；A相套管高频电流互感器LHA2的二次线与主机中的高频电流检测单元3相连。B相耦合电容器C2的一端与变电站高压B相母线MXB相连，B相耦合电容器C2的另一端穿过B相套管工频电流互感器LHBl中间孔与B相高频变压器B2—次端子1相连；B 相高频变压器B2 —次端子2穿过B相套管高频电流互感器LHB2中间孔接地。B相套管工频电流互感器LHBl的二次线与主机机箱1中的工频电流检测单元5相连；B相高频变压器 B2的二次线与主机机箱1中的高频信号源4相连；B相套管高频电流互感器LHB2的二次线与主机机箱1中的高频电流检测单元3相连。C相耦合电容器C3的一端与变电站高压C相母线M)(C相连，C相耦合电容器C3的另一端穿过C相套管工频电流互感器LHCl中间孔与C相高频变压器B3—次端子1相连；C 相高频变压器B3 —次端子2穿过C相套管高频电流互感器LHC2中间孔接地。C相套管工频电流互感器LHCl的二次线与主机机箱1中的工频电流检测单元5相连；C相高频变压器 B3的二次线与主机中的高频信号源4相连；C相套管高频电流互感器LHC2的二次线与主机中的高频电流检测单元3相连。A相电压互感器YHA的一次线的一端与变电站高压A相母线MXA相连，A相电压互感器YHA的一次线的另一端接地。A相电压互感器YHA的UA 二次电压线与主机机箱 1中的工频电压检测单元6相连；A相电压互感器YHA的UA 二次电压线穿过A相套管工频电流互感器LHAl中间孔与主机中的工频电流检测单元5相连。B相电压互感器YHB的一次线的一端与变电站高压B相母线MXB相连，B相电压互感器YHB的一次线的另一端接地。穿过B相套管工频电流互感器LHBl中间孔B相电压互感器YHB的UB 二次电压线与主机机箱1中的工频电压检测单元6相连；B相套管工频电流互感器LHBl的二次线与主机中的工频电流检测单元5相连。C相电压互感器YHC的一次线的一端与变电站高压C相母线MXC相连，C相电压互感器YHC的一次线的另一端接地。穿过C相套管工频电流互感器LHCl中间孔C相电压互感器YHC的UC 二次电压线与主机机箱1中的工频电压检测单元6相连；C相电压互感器 YHC的UC 二次电压线与主机机箱1中的工频电流检测单元5相连。A相电压互感器YHA，B相电压互感器YHB，C相电压互感器YHC的3U0——三次电压线串联后输出两端与主机机箱1中的工频电压检测单元6相连。本发明的工作原理如下
当变电站正常带电运行时装置通过母线与A相电压互感器YHA、B相电压互感器YHB、C 相电压互感器YHC及工频电压检测单元6检测到工频电压。装置液晶屏液晶显示板9只显示当前母线电压。当变电站故障后母线失去电压，装置检测母线无电压同时通过开关量回路控制闭锁合闸继电器电路板11检测到连接在母线上的所有高压开关都在断位，主机单片机板2首先通过电压切换电路8将工频电压检测单元6断开与主机单片机板2的连接，并将主机工频电压信号源7接入电压互感器。然后主机单片机板2按时序通过高频信号源4先后向A相高频变压器Bi、B相高频变压器B2、C相高频变压器B3发出高频信号，高频信号上传到A相耦合电容器Cl至变电站高压A相母线MXA ；高频信号上传到B相耦合电容器C2至变电站高压B相母线MXB ；高频信号上传到C相耦合电容器C3至变电站高压C相母线MXC ；再由A相套管高频电流互感器 LHA2、B相套管高频电流互感器LHB2、C相套管高频电流互感器LHC2将高频电流信号接收到高频信号源4，以主机单片机板2是否接收到了各相高频信号来判断各相母线故障类别。 例如主机单片机板2通过高频信号源4向A相高频变压器Bl发出高频信号，如果，高频电流检测单元3检测到由A相套管高频电流互感器LHA2、B相套管高频电流互感器LHB2接收的高频电流信号，则说明发生了母线AB相短路接地故障。如果主机没有从高频电流检测单元3检测到高频电流信号，证明母线没有短路和接地故障。则主机发出指令，电压切换电路8动作断开工频电压检测单元6回路，接通工频电压信号源7，主机单片机板2按时序分别通过工频电压信号源7向A相电压互感器YHA、B 相电压互感器YHB、C相电压互感器YHC发出工频小电压信号，然后通过检测工频电流检测单元5三相电流数值的大小来判断三相母线的绝缘情况。如果没有检测出短路或断线故障且绝缘水平正常，则向准备送电的设备发出允许合闸令。
权利要求
1.变电站母线故障及绝缘自动检测装置，它包括主机，其特征是在主机机箱(1)内设置的主机单片机板(2)的输入端口电路分别与高频电流检测单元(3)、高频信号源(4)、 工频电流检测单元(5)、工频电压检测单元(6)及工频电压信号源(7)相连；电压切换电路 (8)的输出端正常时接入工频电压检测单元(6)，电压切换电路(8)的输入端连接电压互感器二次侧端子，电压切换电路(8)的输出端还与工频电压信号源(7)相连；主机单片机板 (2)的接口电路与液晶显示板(9)及按键板(10)相连；主机单片机板(2)的开关量电路分别与控制闭锁合闸继电器电路板(11)、信号及开关量输入输出回路(12)相连；主机单片机板(2)还与RS485通讯接口回路(13)相连接。
全文摘要
本发明属于电力系统的技术领域，尤其涉及一种变电站母线故障及绝缘自动检测装置，是10千伏及以上电压等级变电站母线或线路送电前或故障停电后快速检测母线或线路状态并控制手动合闸或自动重合闸装置的电力网自动化装置。在主机机箱内设置的主机单片机板的输入端口电路分别与高频电流检测单元、高频信号源、工频电流检测单元、工频电压检测单元及工频电压信号源相连结构成。本发明可以自动检测判断变电站母线或线路工况，在电力设备手动送电前，给出能否送电的正确结论并发出允许合闸或自动重合闸的命令。在故障后快速恢复供电，减小电气设备损坏和经济损失，保证电网安全运行，填补了国内电网继电保护及自动化领域的空白。
文档编号G01R31/08GK102565612SQ201110448899
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者李安平, 陶永茂 申请人:李安平, 陶永茂