专利名称：方向式母线保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于当变电站母线发生短路故障时快速断开和该母线有联系的线路或变压器开关的母线保护装置。
现有的母线保护装置有多种，但目前多以较先进的微机式母线保护装置为代表，该母线保护装置通常由电流变换器、采样器、运算处理器、跳闸回路组成，其工作方式是将与该母线有联系的线路及变压器的电流经电流互感器(CT)引入母线保护装置，装置将引入的各路电流按相相加。当母线无故障时，各相和电流为零；当母线发生故障时，故障相和电流不为零，由此判别母线是否出现故障。该方法的优点在于原理简单，可靠。但它存在下述缺点1、当电流互感器饱和时，会产生和电流，造成装置误动，故此时装置需闭锁，造成切除故障延时。
2、变电站内二次接线复杂，电缆多，设计复杂。
3、随着变电站自动化的发展，二次设备分布式系统的应用成为趋势。上述原理用于分布式系统时，解决采样同步比较困难，实现难度较大。
4、资源不能共享，成本较高。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种资源共享，成本低且二次接线简单，性能可靠的方向式母线保护装置。
本实用新型的技术解决方案一种方向式母线保护装置，其特征在于它由多个方向判别电路、逻辑判别电路和多个跳闸出口电路组成，各方向判别电路的输入分别与变电站母线上的各线路和(或)变压器的电流互感器的输出对应相连，同时均与变电站母线上的电压互感器的输出相连，各方向判别电路的输出均与逻辑判别电路的输入相连，以将母线上的各线路和(或)变压器的故障分量方向信号送入逻辑判别电路，逻辑判别电路的输出分别与各对应跳闸出口电路的输入相连，各跳闸出口电路的输出分别与变电站母线上各线路和(或)变压器的断路器相连，使得母线出现故障时，各跳闸出口电路均根据逻辑判别电路的指令将各线路和(或)变压器上的断路器分闸。
本实用新型采用判别与变电站母线联系的线路及变压器的电气故障分量的方向来判别母线的故障。当母线发生故障时，各线路及变压器的电气故障分量的方向指向母线；当发生线路或变压器等区外故障时，故障线路或故障变压器的电气故障分量的方向指向故障点，即背离母线。由此可区分是否是变电站母线故障。
本实用新型的优点在于1、特别适合于二次设备分布式系统，各分布单元的采样不需同步，装置设计简单，实现容易。
2、不受电流互感器饱和的影响，工作性能可靠。
3、二次接线设计简单。当和线路及变压器保护复用时，可共享硬件资源，不需专用的母线保护电流互感器及相应的电缆，减少投资，降低成本。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的电原理图。
如图1，本实用新型由多个方向判别电路1、逻辑判别电路2和多个跳闸出口电路3组成，各方向判别电路1的输入分别与变电站母线4上的各线路5和(或)变压器6的电流互感器7(型号可为LCWD2-110)的输出对应相连，同时均与变电站母线4上的电压互感器8(型号可为JCC1M-110)的输出相连，各方向判别电路1的输出均与逻辑判别电路2的输入相连，它将母线4上的各线路5和(或)变压器6的故障分量方向信号送入逻辑判别电路2，逻辑判别电路2的输出分别与各对应跳闸出口电路3的输入相连，各跳闸出口电路3的输出分别与变电站母线4上各线路5和(或)变压器6的断路器9(型号可为SW4-110)相连，使得母线4出现故障时，各跳闸出口电路3均根据逻辑判别电路2的指令将各线路5和(或)变压器6上的断路器9分闸，达到母线保护的目的。
如图2，本实用新型的方向判别电路1可由A/D转换器(型号可为AD574)和单片机系统组成，其中单片机系统由中央处理器CPU1(型号可为68332)、程序存贮器IC1-1(型号可为27256)、数据存贮器IC1-2(型号可为62256)构成，单片机系统也可采用工控微机系统来实现，其中的数据存贮器还可包括有可电擦除电改写数据存贮器或闪速存贮器，以便修改整定值及数据记录。A/D转换器的输入分别通过电流变换器LH和电压变换器YH与变电站母线4上对应线路5或变压器6的电流互感器7和母线电压互感器8相连，A/D转换器的数据输出接单片机系统中中央处理器CPU1的数据输入端，单片机系统的输出通过接口电路IC1-3与逻辑判别电路2的输入相连。
逻辑判别电路2可以就是一个单片机系统或工控微机系统，它可由中央处理器CPU2、程序存贮器IC2-1、数据存贮器IC2-2(型号均可与前述相应器件型号相同)构成，CPU2的输入端就通过接口电路IC2-3与各方向判别电路1中的单片机系统的输出对应相连，CPU2的输出就分别与各跳闸出口电路3相连。
跳闸出口电路3可由光电耦合器G1和继电器J组成，光电耦合器G1的输入通过接口电路IC2-4与逻辑判别电路2中单片机系统CPU2的对应输出相连，其输出与继电器J线包相连，继电器J的输出从其常开触点Ja引出，该常开触点Ja就串接在变电站母线4上对应线路5或变压器6的断路器9的操作箱上。
本实用新型的工作原理如下本实用新型的各方向判别电路1分别与被保护母线4相联的线路5及(或)变压器6母线侧电流互感器7、该母线4上的电压互感器8相连，用于引入上述各线路5或变压器6母线侧的电气故障分量信号。当电力系统无短路故障时，各方向判别电路1接收到的为健全电流、电压信号，无电气故障分量信号，此时，各方向判别电路1无输出，经逻辑判别电路2判别，使得各跳闸出口电路3的继电器J不动作。当电力系统发生短路故障时，各方向判别电路1接收到的为故障分量的电流、电压信号，则各方向判别电路1将电气故障分量提取后，经其单片机系统CPU1的内部软件处理，可以确定电气故障的方向，并将方向信号传递给逻辑判别电路2，当逻辑判别电路2判别各方向判别电路1的方向信号，均为指向变电站母线4时，则判定为母线4发生故障，并将跳闸允许信号传递给所有与该母线4相连的跳闸出口电路3，使各跳闸出口电路3的继电器J动作，则各继电器J的常开触点Ja闭合，从而将与母线4联系的各线路5和变压器6上的断路器9分闸断开，切除故障。当逻辑判别电路2判别各方向判别电路1的方向信号，至少有一路指向线路5(或变压器6)时，则判定为是母线区外故障，此时不驱动各跳闸出口电路3。故当母线4上发生短路故障时，该母线保护装置可以正确动作，切除故障。当线路5(或变压器6)发生短路故障时，该母线保护装置可以正确判别而不动作，保证电力系统正常运行。
当变电站母线为双母线时，此时可将各线路和变压器刀闸位置信号接入各对应的方向判别电路的状态量输入端，相应地，各方向判别电路中单片机系统CPU1输入端再通过光电耦合器G2引出一状态量输入端(见图2)，用于区分与各母线相连的线路和变压器，保证在任一母线出现故障时，只有与该故障母线相连的线路和变压器的断路器被切断，而与正常母线相连的线路和变压器可正常运行。
为能共享资源及设计方便，本实用新型在实际应用中，其各方向判别电路1与各自对应的跳闸出口电路3可以做在一个箱体内。相应地逻辑判别电路2中分别与方向判别电路1和跳闸出口电路3联接的接口电路可以采用双向接口电路，同样地方向判别电路1与跳闸出口电路3的接口电路也采用双向接口电路。此时，信号传递为双向信号传递，信号传递可以采用通信方式。其工作原理与前述相同。
权利要求1.一种方向式母线保护装置，其特征在于它由多个方向判别电路、逻辑判别电路和多个跳闸出口电路组成，各方向判别电路的输入分别与变电站母线上的各线路和(或)变压器的电流互感器的输出对应相连，同时均与变电站母线上的电压互感器的输出相连，各方向判别电路的输出均与逻辑判别电路的输入相连，以将母线上的各线路和(或)变压器的故障分量方向信号送入逻辑判别电路，逻辑判别电路的输出分别与各对应跳闸出口电路的输入相连，各跳闸出口电路的输出分别与变电站母线上各线路和(或)变压器的断路器相连，使得母线出现故障时，各跳闸出口电路均根据逻辑判别电路的指令将各线路和(或)变压器上的断路器分闸。
2.如权利要求1所述的方向式母线保护装置，其特征在于所述方向判别电路可由A/D转换器和单片机系统组成，其中单片机系统由中央处理器CPU1、程序存贮器IC1-1、数据存贮器IC1-2构成，A/D转换器的输入分别通过电流变换器LH和电压变换器YH与变电站母线上对应线路或变压器的电流互感器和母线电压互感器相连，A/D转换器的数据输出接单片机系统中中央处理器CPU1的数据输入端，单片机系统的输出通过接口电路IC1-3与逻辑判别电路的输入相连。
3.如权利要求2所述的方向式母线保护装置，其特征在于所述方向判别电路中的单片机系统也可采用工控微机系统来实现，其中的数据存贮器还可包括有可电擦除电改写数据存贮器或闪速存贮器，以便修改整定值及数据记录。
4.如权利要求1所述的方向式母线保护装置，其特征在于所述逻辑判别电路可以就是一个单片机系统或工控微机系统，它可由中央处理器CPU2、程序存贮器IC2-1、数据存贮器IC2-2构成，CPU2的输入端就通过接口电路IC2-3与各方向判别电路中的单片机系统的输出对应相连，CPU2的输出就分别与各跳闸出口电路相连。
5.如权利要求1所述的方向式母线保护装置，其特征在于所述跳闸出口电路可由光电耦合器G1和继电器J组成，光电耦合器G1的输入通过接口电路IC2-4与逻辑判别电路中单片机系统CPU2的对应输出相连，其输出与继电器J线包相连，继电器J的输出从其常开触点Ja引出，该常开触点Ja就串接在变电站母线上对应线路或变压器的断路器的操作箱上。
6.如权利要求1所述的方向式母线保护装置，其特征在于在变电站母线为双母线时，可将各线路和变压器刀闸位置信号接入各对应的方向判别电路的状态量输入端，相应地，各方向判别电路中单片机系统CPU1输入端再通过光电耦合器G2引出一状态量输入端，用于区分与各母线相连的线路和变压器。
专利摘要本实用新型涉及一种母线保护装置，它由多个方向判别电路、逻辑判别电路和多个跳闸出口电路组成，各方向判别电路的输入分别与变电站母线上的各线路和(或)变压器的电流互感器的输出对应相连，同时均与变电站母线上的电压互感器的输出相连，各方向判别电路的输出均与逻辑判别电路的输入相连，逻辑判别电路的输出分别与各对应跳闸出口电路的输入相连，各跳闸出口电路的输出分别与变电站母线上各线路和(或)变压器的断路器相连。
文档编号H02H7/26GK2354285SQ98242748
公开日1999年12月15日 申请日期1998年11月25日 优先权日1998年11月25日
发明者郭效军 申请人:国家电力公司南京电力自动化设备总厂