电压互感器二次断线自投装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种电压互感器二次断线自投装置。电压互感器的二次侧通过第一组自动开关输出二次电压信号，二次断线自投装置包括：第二组自动开关、断线判断装置、以及第一可控开关，其中，第二组自动开关的第一端直接连接电压互感器的二次侧，该第二组自动开关的第二端通过第一可控开关的开关触点连接一组自动开关的第二端；断线判断装置的输入端分别与第二组自动开关的第二端和第一组自动开关的第二端连接断线判断装置的输出端与第一可控开关的控制端连接，断线判断装置用于向第一可控开关的控制端输出闭合第一可控开关的开关触点的控制信号。应用本发明的技术方案，及时投入备用线路，提高了安全可靠性。
【专利说明】电压互感器二次断线自投装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种电压互感器二次断线自投装置。
【背景技术】
[0002] 随着电力系统不断发展和系统稳定运行的要求，以及电力用户对电力部门供电可 靠性的提高，继电保护及其自动装置起着关键的作用。而作为继电保护和自动装置以及电 能计量所需的重要输入量的电压互感器的二次电压断线问题确一直威胁着保护装置的正 确运行，同时也困扰着运行人员。
[0003] 电压互感器二次断线后，不仅与其有关的保护装置不能正确动作；电能计量回路 失去计量；同时电压互感器断线后，运行人员需要立即退出有关压板，因需要相应退出的压 板很多，具有一定误退或漏退压板的风险性，且操作需要很长时间完成。因此，电压互感器 二次断线后对系统的安全运行相当不利，需要及时恢复其二次断线。
[0004] 为解决电压互感器二次断线后产生的各种问题，现有技术中的变压器自投装置的 高、低压侧两块电压继电器的无压触点串在启动回路中，为防止因电压互感器的熔丝熔断 造成自投装置误动，保证自投装置动作的正确性。这样，既使有一组电压互感器的熔丝熔 断，也不会使自投装置误动作。
[0005] 但是上述的自投装置的功能单一，与现有设备的兼容性较差，无法在封闭箱体内 集中设置，抗干扰能力弱，严重影响了电力系统二次侧的安全稳定运行。
[0006] 针对相关技术中的互感器自投装置无法保证电力系统二次侧的安全稳定运行问 题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在提供一种电压互感器二次断线自投装置，以解决现有技术中变压器自 投装置无法保证电力系统二次侧的安全稳定运行问题。
[0008] 本发明提供的电压互感器二次断线自投装置中的该电压互感器的二次侧通过第 一组自动开关输出二次电压信号，其中该第一组自动开关的第一端连接电压互感器的二次 侦h第一组自动开关的第二端连接二次负载，该二次断线自投装置包括：第二组自动开关、 断线判断装置、以及第一可控开关，其中，第二组自动开关的第一端直接连接电压互感器的 二次侧，该第二组自动开关的第二端通过第一可控开关的开关触点连接一组自动开关的第 二端；断线判断装置的输入端分别与第二组自动开关的第二端和第一组自动开关的第二端 连接，以分别接收第一电压信号和第二电压信号，其中第一电压信号为第二组自动开关的 第二端的电压信号，第二电压信号为述第一组自动开关的第二端的电压信号，断线判断装 置的输出端与第一可控开关的控制端连接，断线判断装置用于在第一电压信号和第二电压 信号的差值大于预设值时，向第一可控开关的控制端输出闭合第一可控开关的开关触点的 控制信号。
[0009] 进一步地，上述断线判断装置包括：多个变压器、多个整流器、以及逻辑判断器件， 其中，变压器的一次侧作为该断线判断装置的输入端，变压器的二次侧连接整流器的交流 侦牝整流器的直流侧与逻辑判断器件连接；逻辑判断器件，与第一可控开关的控制端连接， 用于向第一可控开关的控制端输出闭合第一可控开关的开关触点的控制信号。
[0010] 进一步地，逻辑判断器件还包括：第二可控开关，该第二可控开关的控制端串接在 整流器的直流侧之间，该第二可控开关的开关触点与第一可控开关的控制端连接。
[0011] 进一步地，第二可控开关为双位置继电器。
[0012] 进一步地，变压器的一次侧与二次侧的变比为220比64,整流器为全桥整流器，第 二可控开关为双位置继电器。
[0013] 进一步地，逻辑判断器件还包括延时装置，该延时装置用于在发送控制信号时进 行预设时间的延时。
[0014] 进一步地，逻辑判断器件还包括滤波器，设置在整流器的输出端。
[0015] 进一步地，断线判断装置包括：微控制器和采样电路，其中，采样电路作为该断线 判断装置的输入端，用于采集第一电压信号和第二电压信号；微控制器，与采样电路和第一 可控开关的控制端分别连接，用于在第一电压信号和第二电压信号的差值大于预设值时， 向第一可控开关的控制端输出闭合第一可控开关的开关触点的控制信号。
[0016] 进一步地，二次断线自投装置还包括：断线指示装置，用于断线判断装置发出控制 信号后发出对应的指示信号。
[0017] 进一步地，二次断线自投装置还包括：复归装置，该复归装置与断线判断装置和第 一可控开关分别连接，用于复位断线判断装置和第一可控开关的开关触点状态。
[0018] 应用本发明的技术方案，在第一组自动开关中的一相或多相因短路断线时，断线 判断装置及时获取断线前后位置的电压信号的差别，控制对应相的可控开关的触点闭合， 从而第二组自动开关投入工作，及时投入备用线路，解决了电压互感器二次侧断线后的自 恢复问题，提高了二次电路的工作安全可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1是根据本发明实施例的电压互感器二次断线自投装置的示意图；以及
[0021] 图2是根据本发明实施例的电压互感器二次断线自投装置的第二种实现方式。
【具体实施方式】
[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0023] 本发明实施例提供了一种电压互感器二次断线自投装置，图1是根据本发明实施 例的电压互感器二次断线自投装置的示意图，如图1所示，电压互感器TR1的二次侧通过 第一组自动开关RD1输出二次电压信号，其中该第一组自动开关RD1的第一端连接电压互 感器TR1的二次侧，第一组自动开关的第二端RD1连接二次负载，二次断线自投装置具体 包括：第二组自动开关RD2、断线判断装置、以及第一可控开关J1，具体地，第二组自动开 关RD2,该第二组自动开关RD2的第一端直接连接电压互感器的二次侧，该第二组自动开关 RD2的第二端通过第一可控开关J1的开关触点连接一组自动开关RD1的第二端；断线判 断装置，该断线判断装置的输入端分别与第二组自动开关RD2的第二端和第一组自动开关 RD1的第二端连接，以分别接收第一电压信号和第二电压信号，其中第一电压信号为第二组 自动开关RD2的第二端的电压信号，第二电压信号为述第一组自动开关RD1的第二端的电 压信号，断线判断装置的输出端与第一可控开关J1的控制端连接，断线判断装置用于在第 一电压信号和第二电压信号的差值大于预设值时，向第一可控开关J1的控制端输出闭合 第一可控开关J1的开关触点的控制信号。在图1中A、B、C分别代表三相电路中的各相，， 以上电压互感器TR1为三相电压互感器，每相的二次线圈分别为了1?1_4、了1?1_8、了1?1_(：，第一 组自动开关RD1串接在各相中的开关分别为RD1_A、RD1_B、RD1_C、第二组自动开关RD2串 接在各相中的开关分别为1?2_4、1?2_8、1?2_(：，第一可控开关11在各相中的开关触点分别 为J1A、JIB、J1C。以上第一组自动开关RD1、第二组自动开关RD2可以选择使用空气开关或 熔断器。
[0024] 使用该实施例的电压互感器二次断线自投装置，在第一组自动开关RD1中的一相 或多相因短路断线时，断线判断装置及时根据断线前后位置的电压信号的差别，控制对应 相的可控开关J1的触点闭合，从而第二组自动开关RD2投入工作，及时投入备用线路，解决 了电压互感器二次侧断线后的自恢复问题，提高了二次电路的工作安全可靠性。
[0025] 造成电压互感器二次断线的原因有两种：第一个原因是由于长时间运行造成熔丝 接触不良而发生单相或两相断线；第二个原因是试验人员试验时不当造成电压互感器二次 短路或接地致使空气开关跳闸或熔断器熔断。其中在由于试验人员造成的短路断线的情况 下，所有微机保护均会在7秒钟后发出断线信号，试验人员会有意识的立即断开，熔断后的 二次短路状态存在性很低。而由于长时间运行造成熔丝接触不良而发生单相或两相断线更 不存在二次短路状态。因此，逻辑判断器件可以采用延时动作的方式进行控制，也就是在在 第一电压信号和第二电压信号的差值大于预设值时，逻辑判断器件延时预定时间后向第一 可控开关J1的控制端输出闭合第一可控开关J1的开关触点的控制信号。具体地，逻辑判 断器件还包括延时装置，该延时装置用于在发送控制信号时进行预设时间的延时。该预设 时间一般为10秒左右。
[0026] 二次断线自投装置还可以设置有：断线指示装置和复归装置。其中断线指示装置 用于断线判断装置发出控制信号后发出对应的指示信号。该复归装置与断线判断装置和第 一可控开关分别连接，用于复位断线判断装置和第一可控开关的开关触点状态。
[0027] 上述的断线判断装置可以使用多种方式实现，以下对两种优选的方式进行介绍：
[0028] 第一种断线判断装置采用微控制器和采样电路实现，其中，采样电路作为该断线 判断装置的输入端，用于采集第一电压信号和第二电压信号；微控制器，与采样电路和第一 可控开关的控制端分别连接，用于在第一电压信号和第二电压信号的差值大于预设值时， 向第一可控开关的控制端输出闭合第一可控开关的开关触点的控制信号。这种方式实现简 单，类似于微机保护的方式，但是成本过高，电路复杂。
[0029] 图2是根据本发明实施例的电压互感器二次断线自投装置的第二种实现方式，断 线判断装置包括：多个变压器、多个整流器、以及逻辑判断器件，其中，变压器的一次侧作为 该断线判断装置的输入端，变压器的二次侧连接整流器的交流侧，整流器的直流侧与逻辑 判断器件连接；逻辑判断器件，与第一可控开关的控制端连接，用于向第一可控开关的控制 端输出闭合第一可控开关的开关触点的控制信号。
[0030] 逻辑判断器件还可以包括：第二可控开关，该第二可控开关的控制端串接在整流 器的直流侧之间，该第二可控开关的开关触点与第一可控开关的控制端连接。第二可控开 关优选使用双位置继电器。变压器的一次侧与二次侧的变比为220比64,整流器为全桥整 流器，第二可控开关为双位置继电器。从而再出现断线情况时，全桥整流器的直流输出电压 为DC5V，直接可以用于驱动继电器的线圈。
[0031] 逻辑判断器件还包括延时装置，该延时装置用于在发送控制信号时进行预设时间 的延时。逻辑判断器件还包括滤波器，设置在整流器的输出端，从而防止误动作。
[0032] 在图2中，断线判断装置的前端设置有一组熔断器或空气开关RD2,引入断线判断 装置的二次信号均需要经过该组开关。多个变压器采用三只一次中间带抽头的220/64-1W 的专用电压互感器以及滤波整流电路组成。在没有发生断线时，由于加入电压互感器的输 入电压幅值相等，相位相反，故二次侧没有电压输出，而当断线时，断线位置前后产生220V 压差，二次输出的电压Uf=57 X 64/2/220=8. 3V，整流滤波后输出直流5V，驱动相应的用于 选相的双位置继电器J2A、J2B、J2C。在出现双位置继电器J2A、J2B、J2C中的一个或多个动 作后，断线判断装置中的第四组变压器的一次侧得电，所有直流回路开放，经10秒后继电 器JX动作，同时发出装置启动信号并将断线相的第一可控开关J1投入，完成电压互感器二 次断线投入工作。
[0033] 断线判断装置动作后，除发出动作信号外，还还可以利用指示灯在装置上显示是 哪相断线，以指示运行人员可根据指示更换熔断器，然后进行复归，以备下一次投入。
[0034] 在以上动作过程中，为防止因试验人员短路而造成电压互感器二次断线，保证装 置投入的成功率，因此装置的动作时间整定为10S左右，该整定值是微机保护断线报警时 间（7s)与时间裕值（3s)之和。
[0035] 电压互感器二次断线自投装置的第二种实现方式，通过变压器、整流器以及继电 器完成自投控制，使用元件简单，控制可靠。
[0036] 以上两种断线判断装置的实现方式可以根据现场需要灵活选择，但并不局限于其 中之一。
[0037] 应用本发明的技术方案，在第一组自动开关中的一相或多相因短路断线时，断线 判断装置及时根据断线前后位置的电压信号的差别，控制对应相的可控开关的触点闭合， 从而第二组自动开关投入工作，及时投入备用线路，解决了电压互感器二次侧断线后的自 恢复问题，提高了二次电路的工作安全可靠性。
[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种电压互感器二次断线自投装置，该电压互感器的二次侧通过第一组自动开关输 出二次电压信号，其中该第一组自动开关的第一端连接所述电压互感器的二次侧，所述第 一组自动开关的第二端连接二次负载，其特征在于，该二次断线自投装置包括：第二组自动 开关、断线判断装置、以及第一可控开关，其中， 所述第二组自动开关的第一端直接连接所述电压互感器的二次侧，该第二组自动开关 的第二端通过第一可控开关的开关触点连接所述一组自动开关的第二端； 所述断线判断装置的输入端分别与所述第二组自动开关的第二端和所述第一组自动 开关的第二端连接，以分别接收第一电压信号和第二电压信号，其中所述第一电压信号为 所述第二组自动开关的第二端的电压信号，所述第二电压信号为述第一组自动开关的第二 端的电压信号，所述断线判断装置的输出端与所述第一可控开关的控制端连接，所述断线 判断装置用于在所述第一电压信号和所述第二电压信号的差值大于预设值时，向所述第一 可控开关的控制端输出闭合所述第一可控开关的开关触点的控制信号。
2. 根据权利要求1所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述断线判断 装置包括：多个变压器、多个整流器、以及逻辑判断器件，其中， 所述变压器的一次侧作为该断线判断装置的输入端，所述变压器的二次侧连接所述整 流器的交流侧，所述整流器的直流侧与所述逻辑判断器件连接； 所述逻辑判断器件，与所述第一可控开关的控制端连接，用于向所述第一可控开关的 控制端输出闭合所述第一可控开关的开关触点的控制信号。
3. 根据权利要求2所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述逻辑判断 器件还包括：第二可控开关，该第二可控开关的控制端串接在所述整流器的直流侧之间，该 第二可控开关的开关触点与所述第一可控开关的控制端连接。
4. 根据权利要求3所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述第二可控 开关为双位置继电器。
5. 根据权利要求3所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述变压器的 一次侧与二次侧的变比为220比64,所述整流器为全桥整流器，所述第二可控开关为双位 置继电器。
6. 根据权利要求2所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述逻辑判断 器件还包括延时装置，该延时装置用于在发送所述控制信号时进行预设时间的延时。
7. 根据权利要求2所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述逻辑判断 器件还包括滤波器，设置在所述整流器的输出端。
8. 根据权利要求1所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述断线判断 装置包括：微控制器和采样电路，其中， 所述采样电路作为该断线判断装置的输入端，用于采集所述第一电压信号和所述第二 电压信号； 所述微控制器，与所述采样电路和所述第一可控开关的控制端分别连接，用于在所述 第一电压信号和所述第二电压信号的差值大于预设值时，向所述第一可控开关的控制端输 出闭合所述第一可控开关的开关触点的控制信号。
9. 根据权利要求1所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述二次断线 自投装置还包括：断线指示装置，用于所述断线判断装置发出所述控制信号后发出对应的 指示信号。
10.根据权利要求1所述的电压互感器二次断线自投装置，其特征在于，所述二次断线 自投装置还包括：复归装置，该复归装置与所述断线判断装置和所述第一可控开关分别连 接，用于复位所述断线判断装置和所述第一可控开关的开关触点状态。
【文档编号】H02H7/00GK104218522SQ201310206893
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】史永, 刘晓光, 张晓峥, 任建军, 于起媛, 刘建强 申请人:国家电网公司, 北京市电力公司