保护装置带电更换的装置及带电施工方法与流程

本发明属于电力设备领域，具体涉及到了应用于开闭所中保护装置带电更换的装置及带电施工方法。

背景技术：

开闭所，是将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，位于电力系统中变电站的下一级。每个开闭所均配备保护装置，主要类型有微机保护、反时限继电器及涌流控制器保护等保护装置。由于保护装置数量庞大且厂家、型号种类繁多，没有通用规程，配网保护装置基本处于投运后无定期运维的现状。

基于以上因素，大量开闭所保护装置存在花屏、失电等故障，致使保护功能失常甚至完全退运，导致一次设备出现故障后无法启动保护跳闸，从而造成故障点定位困难及扩大停电范围的后果。

当保护装置出现故障后，若申请停电处理来更换保护设备势必会带来大面积停电，降低供电可靠性，影响供电服务质量。因此如何实现不停电状态下的保护装置更换，成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种保护装置带电更换的装置及方法，能够将开闭所中设备运行状态下的电流回路不间断的转移至本发明的装置中，此时设备中无电流、电压，可以安全地进行维护，从而避免了停电检修所造成的弊端，提高供电质量。

本发明采用的具体技术方案是：

微机保护带电更换装置，包括电源回路、保护回路及控制回路，

所述的电源回路分别与保护回路、控制回路电连接；

所述的保护回路包括保护输入端,保护输入端连接有电流互感器及电压互感器；

所述的控制回路为断路器模拟装置，所述的控制回路连接保护输出端。

所述的电源回路包括充电模块、与充电模块电连接的内部蓄电池、逆变模块，所述的充电模块输入端设置有交流输入端口，所述的逆变模块的输入端与内部蓄电池电连接，逆变模块的输出端连接有交流输出端口。

所述的电源回路还包括整流模块，所述的整流模块连接在逆变模块的输出端，所述的整流模块还连接有直流输出端口。

所述的电源回路还设置有切换开关，所述的切换开关设置在逆变模块与内部蓄电池之间，所述的切换开关还连接有外部蓄电池，所述的逆变模块借助切换开关与外部蓄电池形成电连接，所述的逆变模块与切换开关之间还设置有分流器。

所述的直流输出端口两侧并联有直流电压监视器。

所述的交流输出端口两侧并联有交流电压监视器。

一种微机保护带电更换装置的带电施工方法，

a、将电源回路分别与保护回路、控制回路电连接；

b、将保护回路通过保护输入端接入待维护设备，拆除待维护设备二次回路中旧的保护装置，做拆除记录；

c、将新的保护装置安装到待维护设备中，所述新的保护装置与控制回路连接，借助控制回路确认新的保护装置能够正常工作；

d、按照拆除记录，将新的保护装置与待维护设备的二次回路连接恢复，即可投入运行。

所述的步骤b中保护回路接入待维护设备的方法为：

a1、将待维护设备中设置的电流互感器二次侧借助保护回路中的电流表短接，确认电流互感器不开路；

a2、将待维护设备中设置的电压互感器回路中的保险断开，通过电压表并联在电压互感器二次侧，确认电压互感器二次不短路；

所述的步骤c中的确认实验步骤为：

c1、将新的保护装置端子排中的跳、合闸线及公共负端通过保护输出端与控制回路中对应的跳、合闸线及公共负端连接；

c2、将新的保护装置接入电源回路中对应的电源输出端子；

c3、测试控制回路中合、分闸的实验信息；

c4、调节电源回路的输出，在输出电流中加入定值电流触发新的保护装置动作；

c5、用万用表检测跳、合闸线圈直阻以及储能电机直阻；

以上所试验项目均与保护装置设计参数符合，即为确认成功。

本发明的有益效果是：

本发明电源回路单独组成系统即不间断电源箱，可以单独使用，增加使用几率，独立给保护装置供电，与系统电源无关，防止在更换时对系统电源造成影响，从而造成系统电源故障，保护回路依据电流回路不能开路，电压回路不能短路，电流极性不正确，通过本仪器可以将运行设备的电流回路通过先合后分将运行中的电流回路不间断的转移至本仪器中，监视电流回路的大小，同时可以分析电流的极性是否正确，通过模拟运行中的断路器将更换后的保护装置的跳合闸回路接至本仪器中，模拟运行中的断路器，可以给更换后的保护装置加入定值验证保护装置出口的正确性，保证更换后保护装置的正常运行。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图；

图2为本发明中电流回路的原理示意图；

附图中，1、电源回路，2、保护回路，3、控制回路，101、充电模块，102、内部蓄电池，103、逆变模块，104、交流输入端口，105、交流输出端口，106、直流输出端口，107、切换开关，108、外部蓄电池，109、分流器，110、直流电压监视器，111、交流电压监视器，112、整流模块，201、保护输入端201，202、保护输出端，203、电流互感器，204、电压互感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：

具体实施例如图1及图2所示，微机保护带电更换装置，包括电源回路1、保护回路2及控制回路3，

所述的电源回路1分别与保护回路2、控制回路3电连接；

所述的保护回路2包括保护输入端201,保护输入端201连接有电流互感器203及电压互感器204；

所述的控制回路3为断路器模拟装置，所述的控制回路3连接保护输出端202。所述的保护输入端201、保护输出端202为便于进行电连接的插座或接线端子。

所述的电源回路1包括充电模块101、与充电模块101电连接的内部蓄电池102、逆变模块103，所述的充电模块101输入端设置有交流输入端口104，所述的逆变模块103的输入端与内部蓄电池102电连接，逆变模块103的输出端连接有交流输出端口105。

所述的电源回路1还包括整流模块112，所述的整流模块112连接在逆变模块103的输出端，所述的整流模块112还连接有直流输出端口106。

所述的电源回路1还设置有切换开关107，所述的切换开关107设置在逆变模块103与内部蓄电池102之间，所述的切换开关107还连接有外部蓄电池108，所述的逆变模块103借助切换开关107与外部蓄电池108形成电连接，所述的逆变模块103与切换开关107之间还设置有分流器109。所述的分流器109为蓄电池电量检测模块，用以检测蓄电池电量，保证电源回路的安全使用。

所述的直流输出端口106两侧并联有直流电压监视器110。

所述的交流输出端口105两侧并联有交流电压监视器111。

一种微机保护带电更换装置的带电施工方法，

a、将电源回路1分别与保护回路2、控制回路3电连接；

b、将保护回路2通过保护输入端201接入待维护设备，拆除待维护设备二次回路中旧的保护装置，做拆除记录；

c、将新的保护装置安装到待维护设备中，所述新的保护装置与控制回路3连接，借助控制回路3确认新的保护装置能够正常工作；

d、按照拆除记录，将新的保护装置与待维护设备的二次回路连接恢复，即可投入运行。

本施工方法针对待维护设备的二次侧进行，一次侧不进行施工以避免其断电影响下游用户供电，步骤b在拆除旧的保护装置后，待维护设备中二次侧此时不存在保护装置，也不存在由保护装置供给的电信号，由于保护装置的摘除，整体二次侧不是闭合回路，因此二次侧整体不带电，在此状态下不存在因二次侧误操作导致的一次侧断电隐患，本发明的方法从原理上避免了一次侧断路，保证了带电施工的顺利进行。

所述的步骤b中保护回路2接入待维护设备的方法为：

a1、将待维护设备中设置的电流互感器203二次侧借助保护回路2中的电流表短接，确认电流互感器203不开路，此时原设备中的电流借助保护回路2承载，拆除就得保护装置后，借助电流表避免了待维护设备中的电流互感器203开路烧毁；

a2、将待维护设备中设置的电压互感器204回路中的保险断开，通过电压表并联在电压互感器204二次侧，确认电压互感器204二次不短路；

所述的步骤c中的确认实验步骤为：

c1、将新的保护装置端子排中的跳、合闸线及公共负端通过保护输出端202与控制回路3中对应的跳、合闸线及公共负端连接；

c2、将新的保护装置接入电源回路1中对应的电源输出端子；

c3、测试控制回路3中合、分闸的实验信息；

c4、调节电源回路1的输出，在输出电流中加入定值电流触发新的保护装置动作；

c5、用万用表检测跳、合闸线圈直阻以及储能电机直阻；

以上所试验项目均与保护装置设计参数符合，即为确认成功。

本发明电源回路单独组成系统即不间断电源箱，可以单独使用，增加使用几率，独立给保护装置供电，与系统电源无关，防止在更换时对系统电源造成影响，从而造成系统电源故障，保护回路2依据电流回路不能开路，电压回路不能短路，电流极性不正确，通过本仪器可以将运行设备的电流回路通过先合后分将运行中的电流不间断的转移至本仪器中，监视电流回路的大小，同时可以分析电流的极性是否正确，保证了正常的供电运行能够正常进行，避免停电维护造成的损失，通过模拟运行中的断路器将更换后的保护装置的跳合闸回路接至本仪器中，模拟运行中的断路器，可以给更换后的保护装置加入定值验证保护装置出口的正确性，保证更换后保护装置的正常运行。

通过本装置可以保障一次设备的不间断供电情况下更换保护装置，恢复保护功能，排查设备隐患，及时处理配网故障，避免长时间停电对设备造成的不可逆损害，为用户提供高质量供电服务。

通过运用此装置，配网每更换一次保护装置可缩短停电时间约2个小时，而以每次停电平均损失负荷2250kw，按平均售电价0.615元/千瓦时，每次可减少电费损失：2250×2×0.615＝2764.5元；按售购电平均差价以0.231元/千瓦时计算，每次产生效益为2250×2×0.231＝1039.5元。按全石家庄市平均每周更换2个保护装置计算，1年多回收电费28.75万元；一年可为公司增收10.81万元。

同时，通过更换保护装置提前发现设备故障隐患，在停电前及时处理，按处理一次故障平均停电2小时，一年可减少大面积停电故障100起，每次大面积停电平均损失负荷5mw/时计算，可多回收电费：5000×2×0.615×100＝61.5万元；可为公司增效5000×2×0.231×100＝23.1万元；

因此，一年合计减少电费损失90.25万元，为公司合计增加效益33.91万元。