基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置及方法与流程

1.本发明涉及变电站运维技术领域，具体涉及基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置，还涉及基于电气回路动态切换的备自投自动测试方法。


背景技术：

2.备用电源自动投入装置多用于工作电源因故障跳闸后，自动迅速地将备用电源投入。目前对常规变电站备自投进行测试多为全人工手动控制开关量和模拟量的变化，自动化水平低，测试效率低；而且当变电站主接线复杂时，备自投逻辑的测试就更容易出错，测试过程中往往需要同时模拟多个断路器动作状态和模拟量状态，目前缺少能实现测试过程中自动切换断路器状态以及模拟量状态的测试装置。


技术实现要素：

3.针对目前现有技术中存在的上述不足，本发明提供了基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置，还提供基于电气回路动态切换的备自投自动测试方法。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
5.基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置，包括电压输入模块，还包括断路器模块、回路切换模块以及母线电压输出模块，
6.电压输入模块，用于接入功率源输出的交流电压信号，生成母线电压和多组进线电压，并将母线电压和多组进线电压输出到回路切换模块，
7.断路器模块，用于接入备自投装置的跳合闸信号，跳合闸信号包括跳闸开入与合闸开入，给备自投装置以及回路切换模块输出断路器位置信号，断路器位置信号包括跳位开出与合位开出，断路器模块从回路切换模块接收进线电压并将进线电压输出给备自投装置；
8.回路切换模块，用于根据断路器模块输入的断路器位置信号控制母线电压与不同的母线电压输出模块的通断，各个母线电压输出模块与对应的母线连接；
9.回路切换模块包含的母线连接断路器选择开关用于切换断路器模块与母线的连接关系。
10.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号状态为跳闸开入动作或断路器模块的手分手合开关处于手分态时，断路器模块的跳位开出的继电器保持闭合态、合位开出的继电器保持打开态；
11.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号状态为合闸开入动作或断路器模块的手分手合开关处于手合态时，断路器模块的跳位开出的继电器保持打开态、合位开出的继电器保持闭合态；
12.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号未动作或断路器模块的手分手合开关处于中间态时，断路器模块的跳位开出与合位开出的继电器保持原有状态不变。
13.断路器模块与两个母线都相连时则为母联断路器；当断路器模块只与一段母线相
连时则为进线断路器；
14.若任意一段母线所连接的进线断路器对应的合位开入为闭合态，则此母线电压为有压态，或任意一段母线所连接的母联断路器对应的合位开入为闭合态且对端母线电压为有压态，则此母线电压为有压态；否则，母线电压状态为无压态，有压态时，回路切换模块控制输入的母线电压与母线对应的母线电压输出模块连接，无压态时回路切换模块控制输入的母线电压与母线对应的母线电压输出模块断开连接。
15.基于电气回路动态切换的备自投自动测试方法，包括以下步骤：
16.步骤1、将功率源电压输出线接入电压输入模块；
17.步骤2、将电压输出模块的母线电压和断路器模块输出的进线电压分别接入备自投装置对应电压交流端子；
18.步骤3、将备自投的跳合闸输出回路接入对应断路器模块；
19.步骤4、将备自投的断路器位置回路接入对应断路器模块；
20.步骤5、根据变电站主接线情况设置回路切换模块的母线连接断路器选择开关状态；
21.步骤6、通过控制断路器模块的手分手合开关来启动备自投的逻辑；
22.步骤7、根据备自投的跳合闸信号通过回路切换模块进行自动切换并完成测试。
23.本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：
24.1、通过断路器模块模拟断路器位置，并通过回路切换模块实现母线电压状态的自动切换，进而实现备自投装置的自动测试；
25.2、本发明提升了备自投测试的准确性和测试效率，对备自投装置的安全可靠运行具有重要意义。
附图说明
26.图1为基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置的拓扑结构示意图。
27.图2为基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置的电压输入模块结构示意图。
28.图3为基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置的断路器模块结构示意图。
29.图4为基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置的回路切换模块结构示意图。
30.图5为基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置的母线电压输出模块结构示意图。
31.图6为基于电气回路动态切换的备自投自动测试方法的流程图。
具体实施方式
32.为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
33.如图1所示，基于电气回路动态切换的备自投自动测试装置，包括：
34.电压输入模块，用于接入功率源输出的交流电压信号，生成母线电压和多组进线
电压，并将母线电压和多组进线电压输出到回路切换模块。
35.如图2所示，本实施例中，电压输入模块的输入包括3组电压ua、ub、uc和1个公共端输入un，电压输入模块的输出包括9组电压u1、u2、u3、u4、u5、u6、ua’、ub’、uc’和1个公共端un’，输出给回路切换模块。
36.断路器模块，如图3所示，用于模拟断路器，断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号，跳合闸信号包括跳闸开入与合闸开入，同时断路器模块给备自投装置以及回路切换模块输出断路器位置信号，断路器位置信号包括跳位开出与合位开出，断路器模块从回路切换模块接收进线电压并将进线电压输出给备自投装置，断路器模块还通过回路切换模块的母线连接断路器选择开关切换至断开与母线的连接，或者切换至与母线连接并作为进线断路器，或者切换至与母线连接作为母联断路器。
37.断路器模块通过接入备自投装置的跳合闸信号(包括跳闸开入与合闸开入)的状态以及手分手合开关状态控制断路器位置信号状态，具体为：
38.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号状态为跳闸开入动作或断路器模块的手分手合开关处于手分态时断路器模块的跳位开出的继电器保持闭合态、合位开出的继电器保持打开态。
39.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号状态为合闸开入动作或断路器模块的手分手合开关处于手合态时断路器模块的跳位开出的继电器保持打开态、合位开出的继电器保持闭合态。
40.当断路器模块接入备自投装置的跳合闸信号未动作或断路器模块的手分手合开关处于中间态时断路器模块的跳位开出与合位开出的继电器保持原有状态不变。
41.断路器模块的电压投退开关控制断路器模块输入到备自投装置的进线电压的通断。
42.回路切换模块，用于接收电压输入模块输出的母线电压和多组进线电压，回路切换模块用于根据断路器模块输入的断路器位置信号(跳位开出与合位开出)控制输入的母线电压与不同的母线电压输出模块的通断，各个母线电压输出模块与对应的母线连接；
43.回路切换模块包含的母线连接断路器选择开关用于切换断路器模块与母线的连接，使得断路器模块断开与母线的连接，或者断路器模块与母线连接并作为进线断路器，或者断路器模块与母线连接作为母联断路器。
44.如图4所示，在本实施例中，回路切换模块包含3个母线对应的连接断路器选择开关，断路器模块为6个，每个母线连接断路器选择开关可选择对应的母线与6个断路器模块的任意一个或多个相连。当某一断路器模块与两个母线都相连时则此断路器模块为母联断路器，当某一断路器模块只与一段母线相连时则此断路器模块为进线断路器，其他未相连的断路器与测试无关。
45.回路切换模块会将电压输入模块输入的9组电压u1、u2、u3、u4、u5、u6、ua’、ub’、uc’和1个公共端un’的其中6组电压u1、u2、u3、u4、u5、u6用于给6个断路器模块输出进线电压1ux、2ux、3ux、4ux、5ux、6ux。其余构成母线电压ua’、ub’、uc’，回路切换模块根据断路器模块输入的断路器位置信号(跳位开出与合位开出)切换母线电压输出到3个母线电压输出模块，即：
46.将母线电压ua’、ub’、uc’切换至1ua’、1ub’、1uc’并输出到对应的母线电压输出模
块；
47.或者将母线电压ua’、ub’、uc’切换至2ua’、2ub’、2uc’并输出到对应的母线电压输出模块；
48.或者将母线电压ua’、ub’、uc’切换至3ua’、3ub’、3uc’并输出到对应的母线电压输出模块。
49.回路切换模块输入的公共端un’并列输出给回路切换模块的进线电压1un、进线电压2un、进线电压3un、进线电压4un、进线电压5un、进线电压6un、1un’、2un’、3un’。
50.本实施例中，回路切换模块会接收6个断路器模块的断路器位置信号(包括跳位开出与合位开出)，分别从回路切换模块的6组跳位开入和合位开入接入，包括第一个断路器模块的跳位开入1+、跳位开入1-、合位开入1+、和合位开入1-，还包括第二个断路器模块的跳位开入2+、跳位开入2-、合位开入2+、和合位开入2-，还包括第三个断路器模块的跳位开入3+、跳位开入3-、合位开入3+、和合位开入3-，还包括第四个断路器模块的跳位开入4+、跳位开入4-、合位开入4+、和合位开入4-，还包括第五个断路器模块的跳位开入5+、跳位开入5-、合位开入5+、和合位开入5-，还包括第六个断路器模块的跳位开入6+、跳位开入6-、合位开入6+、和合位开入6-。
51.根据断路器模块输入的断路器位置信号(跳位开出与合位开出)控制母线电压与不同的母线电压输出模块的通断的逻辑包括，若任意一段母线所连接的进线断路器对应的合位开入为闭合态，则此母线电压为有压态，或者任意一段母线所连接的母联断路器对应的合位开入为闭合态且对端母线电压为有压态，则此母线电压为有压态；否则，母线电压状态为无压态，有压态时，回路切换模块控制输入的母线电压与母线对应的母线电压输出模块连接，即将母线电压传输到对应的母线，无压态时回路切换模块控制输入的母线电压与母线对应的母线电压输出模块断开连接，即母线电压断开与母线的连接。
52.如图4所示，在本实施例中，母线包括i母、ii母、和iii母，若i母和1号断路器模块以及2号断路器模块相连，ii母和1号断路器模块以及3号断路器模块相连，则2号断路器模块和3号断路器模块为进线断路器模块，1号断路器模块为母联断路器模块。当1号断路器模块和2号断路器模块的合位开出为闭合态且3号断路器模块的合位开出为打开态时，i母和ii母为有压态，iii母为无压态。则1ua’、1ub’、1uc’、2ua’、2ub’、2uc’会输出正常电压，3ua’、3ub’、3uc’不输出电压。
53.如上所述的回路切换模块的进线电压的自动切换逻辑包括，任意断路器模块对应的合位开出为闭合态且此断路器模块为进线断路器，则回路切换模块输出对应的进线电压到对应的断路器模块，否则回路切换模块不输出对应的进线电压到对应的断路器模块。
54.如图6所示，基于电气回路动态切换的备自投自动测试方法，包括以下步骤：
55.步骤1、将功率源电压输出线接入电压输入模块；
56.步骤2、将电压输出模块的母线电压和断路器模块输出的进线电压分别接入备自投装置对应电压交流端子；
57.步骤3、将备自投的跳合闸输出回路接入对应断路器模块；
58.步骤4、将备自投的断路器位置回路接入对应断路器模块；
59.步骤5、根据变电站主接线情况设置回路切换模块的母线连接断路器选择开关状态；
60.步骤6、通过控制断路器模块的手分手合开关来启动备自投的逻辑；
61.步骤7、根据备自投的跳合闸信号通过回路切换模块进行自动切换并完成测试。
62.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或替代，但不会偏离本发明的精髓或者超越所附权利要求书外定义的范围。