專利名稱：無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制柜，特別是涉及一種將變電站內(nèi)交直流系統(tǒng)、保持裝置、自動裝置集中在一個占地不到一米見方的控制柜中，可代替變電站主控地位，并可根據(jù)供電位置需要而移動的無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜。
背景技術(shù)：
目前，在我國偏遠(yuǎn)地區(qū)的變電站一般只裝有一臺66KV4MVA主變，且二次配出線均為鉛絲保護(hù)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，這些地區(qū)的用電量也有了較快的增長，用電負(fù)荷不斷增大，這就需要將66KV4MVA更換為10MVA主變才能滿足用電需要，可規(guī)程規(guī)定，這么大的變壓器用鉛絲保護(hù)是不允許的，必須裝設(shè)開關(guān)和配置操作開關(guān)的繼電保護(hù)及自動裝置，這就需要在變電站新建一個主控室，而新建主控室又存在諸多問題，如，變電站沒有地方建主控室或緊急臨時用電，建主控室來不及，或建主控室費(fèi)用高，不經(jīng)濟(jì)等問題。若不新建變電站就必須將變電站主控的功能集中于一綜合控制柜中，這樣，組裝的綜合控制柜就可根據(jù)現(xiàn)場需要就近安裝。這必然要求各裝置原理簡單，接線簡化，并適應(yīng)室外的惡劣氣候條件。對保護(hù)裝置而言，選用常規(guī)感應(yīng)型或電磁型繼電器，它不受電源失去和氣候條件的影響，這方面已有成熟的現(xiàn)場經(jīng)驗，對遠(yuǎn)動裝置可采用技術(shù)指標(biāo)為-40℃-50℃的產(chǎn)品，對于交流電源一旦失去時，可采用內(nèi)部電池工作，也能適應(yīng)。因此，綜合控制柜能否可靠地發(fā)揮作用，主要問題是直流系統(tǒng)如何解決。蓄電池容量大，用電時間長，是可靠的直流電源，但它需要復(fù)雜的充電系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)及溫控措施，這些復(fù)雜的系統(tǒng)均裝在綜控柜中是不現(xiàn)實的，唯一的可能是采用二極管全波整流，電解電容儲能，當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生故障時，靠電解電容放電去操作開關(guān)。但電解電容一放電，內(nèi)部儲存的電能便很快消失，它本身的自放電也降低了其儲存電能的能力。

發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，該控制柜可代替變電站主控地位，將變電站內(nèi)交直流系統(tǒng)、保護(hù)裝置及自動裝置集于一柜之中。
采用的技術(shù)方案無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，由屏柜及配置在屏柜內(nèi)的交流供電回路、直流供電回路及保護(hù)控制回路組成。所述的交流供電回路由主變低壓側(cè)通過所用變引一路交流380V總電源，由總電源控制開關(guān)控制，該交流電源由交流接觸器控制并配出有交流380V風(fēng)扇電源、整流電源，同時還配出多路交流220V電源，以便作為開關(guān)加熱電源、試驗電源、遠(yuǎn)動電源及屏柜內(nèi)加熱源；所述的直流供電回路采用傳統(tǒng)的三相全波整流，π式濾波，整流變一次角接，二次星接，使直流波形更好。其特征是直流供電回路整流濾波后的輸出端配出四路220V直流電源，一路供跳合閘以外的控制回路使用，第二路是保護(hù)及跳閘操作儲能直流，第三路是合閘操作儲能直流；第四路是斷路器儲能電機(jī)直流，在直流供電回路配出的四路220V直流電源中，配置二路儲能回路，二路儲能回路為電容器充放電回路，兩路儲能回路中的電容器均為超強(qiáng)電容。兩個超強(qiáng)電容同時充電，同時工作，但又互相獨(dú)立，每個電容的損壞，均不影響另一個電容的正常工作。
本實用新型適用于66KV/16MVA以下單主變，采用220KV儲能開關(guān)的變電站，對于偏遠(yuǎn)山區(qū)，其主變二次配出線采用鉛絲保護(hù)的尤其適用。特別是對緊急用電、臨時用電，因建主控室來不及或不經(jīng)濟(jì)可用此柜替代主控室。本實用新型的最大特點(diǎn)是采用超強(qiáng)電容器作為儲能元件，代替了充電系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)及溫控措施均相對復(fù)雜的蓄電池，從而解決了直流系統(tǒng)的儲能問題，進(jìn)而實現(xiàn)了控制柜的小型化和可移動性，同時，還可節(jié)省大量的投資，本控制柜的直流系統(tǒng)采用的是三相全波整流，給兩個超強(qiáng)電容充電，在交流電源失去時能夠用電容器儲存的電能來解決保護(hù)、邏輯回路的動作及開關(guān)操作，當(dāng)發(fā)生故障時，保護(hù)裝置能夠可靠地切除故障，當(dāng)恢復(fù)送電時，可遠(yuǎn)方或就地進(jìn)行合閘，合到故障點(diǎn)上還可確?？煽刻l，并保證對斷路器電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充儲能1-4次。而對保護(hù)裝置來說，由于選用了常規(guī)感應(yīng)型或電磁型繼電器，對遠(yuǎn)動裝置采用了其技術(shù)指標(biāo)為-40℃-50℃的產(chǎn)品，因此能夠適應(yīng)室外的惡劣氣候條件。本實用新型具有安裝維護(hù)方便、體積小，可移動，投資小，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實用新型屏柜的前視圖。
圖2是本實用新型屏柜的后視圖。
具體實施方式
本實用新型的無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，包括屏柜1和配置在屏柜1內(nèi)的交流供電回路、直流供電回路及保護(hù)控制回路。屏柜1采用高1.8米、寬1米，厚0.8米框架結(jié)構(gòu)，用保溫板包裝，使柜內(nèi)溫度不受外界影響太大。屏柜1兩面開門，便于維護(hù)。不正常開啟，即可通過遠(yuǎn)動裝置YD發(fā)出有人盜柜的報警信號。屏柜1的正面的上部裝設(shè)有整流裝置和遠(yuǎn)動裝置YD，中間為保護(hù)裝置，包括中間繼電器BCJ、ZJ、TBJ、過流繼電器1-3LJ、電流繼電器、4LJ、時間繼電器1-3SJ、電壓繼電器YJ1和YJ2、信號繼電器1-5XJ、合閘指示燈HD及操作開關(guān)KK。下面為切換片1-3LP和接線端鈕1-8DN。屏柜1背面的上排為溫度繼電器t、接觸器JCK、微型開關(guān)1-3WK、斷相繼電器DXJ、DXJ′。第二排為自動開關(guān)1-13ZK，第三排為二個超強(qiáng)電容C9、C10；屏柜1的底層為整流變B、加熱器R及重動繼電器tJ，屏柜1的左面為交流端子排1D；右側(cè)為4個熔斷器1-4RD和直流端子排2D。屏柜1內(nèi)兩側(cè)設(shè)置幾個橫拉帶，便于電纜固定。
交流供電回路，由主變低壓側(cè)通過所用變引一路交流380V電源，由安裝在屏柜1上的總電源控制開關(guān)1ZK控制。每相設(shè)置切換片QP，正常運(yùn)行時裝置用所內(nèi)變供電，1-4QP切換片往上連，當(dāng)主變停電引用臨時電源時，將1-4QP切換片往上連，臨時電源的總開關(guān)為4ZK，臨時電源可在柜正面下方的接線端紐上接取。送電前1-4QP應(yīng)恢復(fù)原位。2ZK為控制交流斷相及接觸器開關(guān)。正常運(yùn)行時，如交流缺相，斷相繼電器DXJ動作后即使接觸器JCK斷開風(fēng)冷電源。斷相繼電器DXJ′的常閉觸頭與交流接觸器JCK串接后接零。2ZK控制的三相電源分別配置電容CA、CB、CC。為了防止所用變引出的交流380V電源斷電，配置一路三相臨時電源，由電源控制開關(guān)4ZK控制。三相及零線各配置切換片1-4QP。正常運(yùn)行時，中間端子與上面端子相連。當(dāng)停電引用臨時電源時，切換片QP中間端子與下面端子相連。配置一路三相整流電源，由3ZK控制；配置一路遠(yuǎn)動裝置工作電源，由11ZK控制；配置一開關(guān)加熱電源，由8ZK控制；配置一路單相試驗電源，由10ZK控制。當(dāng)變電所停電時，檢修試驗人員帶汽油發(fā)電機(jī)給裝置充電時，應(yīng)斷開3ZK，將發(fā)電機(jī)的輸出端子經(jīng)單相調(diào)壓器調(diào)整電壓后，接到裝置的發(fā)電機(jī)輸入端鈕上，合上自動開關(guān)12ZK，直流電壓應(yīng)為220V。充電電流降到零后，即可斷開12ZK，停用發(fā)電機(jī)。配置一路屏柜1溫控回路，用13ZK控制，加熱器R連接在由溫度繼電器t和溫度重動繼電器tJ控制通斷的回路。
直流供電回路，采用傳統(tǒng)的三相全波整流，π式濾波，整流變B選用2KVA，一次角接，二次星接，使直流波形更好，整流變B的一次有5個抽頭，可適用不同的電壓情況下，確保直流輸出220V。在整流電源的輸出端開接一電壓表V和一負(fù)載電阻RFZ，并串接一電流表A，同時在整流電源的輸出端還配出四路220V直流回路，并在配出的四路直流回路中配置兩路儲能回路。配出的直流回路中第一路為整流直流回路，其直流輸出端為KM±，該回路在交流失去時即斷電，由不經(jīng)儲能的直流控制熔絲1RD控制。供跳閘或合閘以外的控制回路使用；第二回路為保護(hù)及跳閘操作儲能直流，其直流輸出端的正負(fù)極分別為1KM+、2KM-；該回路由二個正向?qū)ǖ亩O管D7、D8及微動開關(guān)1WK串接構(gòu)成，其中二極管D7與串接的電阻R7和電容C7并接。二極管D8與串接的電阻R8和電容C8并接；第三路由二個正向?qū)ǖ亩O管D9、D10及微動開關(guān)1WK串接構(gòu)成，其中二極管D9與串接的電阻R9和電容C9并接，二極管D10與串接的電阻R10和電容C10并接；第二路保護(hù)及跳閘操作儲能直流與第三路合閘儲能直流分成兩路可防止合閘回路出問題而影響跳閘回路；第四路為斷路器儲能電機(jī)直流，該直流由二極管D8和D10的正極相連后引出，其直流輸出端的正負(fù)極分別為HM+、KM-。在交流電源失去后不斷電，由儲能回路供電，儲能回路由兩路電容器充放電回路構(gòu)成。一路由電容器C9的正極經(jīng)熔斷5RD、限流電阻RB1、微動開關(guān)2WK、二極管D11及微動開關(guān)3WK與直流回路中的二極管D7的負(fù)極連接，電容C9的負(fù)極接直流回路的負(fù)極KM-，二極管D11的兩端并接有一充電電阻RC1，充電電阻RC1的兩端并接有電壓繼電器YJ1。另一路由電容C10的正極經(jīng)熔斷器6KD、限流電阻RB2、微動開關(guān)2WK、二極管D12及微動開關(guān)2WK與第三回路中二極管D10的正極連接，電容C10的負(fù)極接直流回路的負(fù)極KM-、二極管D12的兩端并接有充電電阻RB2，同時還并接有電壓繼電器YJ2。在兩個儲能回路中，電容器C9和C10均為超強(qiáng)電容，兩個超強(qiáng)電容器C9和C10同時充電，同時工作，但又互相獨(dú)立，每個電容的損壞均不影響另一個電容的工作情況，由二極管D7-D10實現(xiàn)。二個電容充放電回路中的限流電阻RB1、RB2，可防止直流系統(tǒng)在發(fā)生故障時，因短路電流太大，而燒壞二極管。二極管D11和D12在選型上應(yīng)保證正向通過大電流時而不燒壞，為了防止直流電源失去時儲能回路中的電容器C9、C10漏電，儲能直流回路中，沒有長期勵磁繼電器。充電電阻RC1和RC2選用1KW電爐絲，將電爐絲拉直，防止發(fā)熱，既適應(yīng)超強(qiáng)電容的充電要求，又可防止充電電阻發(fā)熱斷線。直流熔斷器選擇具有階梯性，當(dāng)負(fù)荷側(cè)直流短路時，1-4RD相應(yīng)熔斷，但超強(qiáng)電容C9和C10的保護(hù)斷開5RD和6RD不熔斷，而直流系統(tǒng)內(nèi)部短路時，5RD和6RD相應(yīng)熔斷。當(dāng)超強(qiáng)電容C9或C10被擊穿時，相應(yīng)的保護(hù)容斷器5RD、6RD不熔斷，為此，在正常充電時，充電電阻RC1、RC2上的電壓降由大變小，最后為零。而電容擊穿時，其電壓是恒定的，根據(jù)這一特點(diǎn)，在保護(hù)控制回路中，將電壓繼電器YJ1、YJ2接點(diǎn)并接后啟動一塊時間繼電器3SJ，該時間繼電器3SJ躲過充電時間，由時間繼電器3SJ延時接點(diǎn)通過YJ1或YJ2啟動微動開關(guān)2WK或3WK，切斷故障電容器，防止向故障電容長期充電。同時由2WK或3WK連動接點(diǎn)通過遠(yuǎn)動裝置發(fā)出電解擊穿信號，便于及時處理。配置YJ1、YJ2兩個電壓繼電器，可以解決兩個問題，一個是當(dāng)電容擊穿時，由電壓繼電器啟動3SJ經(jīng)延時切斷故障電容，另一個是充電電阻斷線，接在該回路上的電壓繼電器可代替充電電阻工作。
當(dāng)斷路器在發(fā)生故障柜動時，為防止跳閘回路長期釋放能量，用斷路器轉(zhuǎn)換接點(diǎn)DL與防跳繼電器TBJ常開接點(diǎn)串接后超動時間繼電器2SJ，只要開關(guān)不柜動，2SJ接點(diǎn)無法接通。2SJ可整定0.2秒，啟動1WK微動開關(guān)，1WK即斷開跳合閘回路的儲能電源，檢修人員將開關(guān)處理后，手動合上1WK微動開關(guān)，即可進(jìn)行斷路器的分合閘。1WK不合，斷路器不能合閘，當(dāng)斷路器拒動時，1WK的附加接點(diǎn)通過遠(yuǎn)動裝置發(fā)開關(guān)異常信號。
請參見圖3，保護(hù)控制回路為已知技術(shù)，不作保護(hù)內(nèi)容，故對其配置簡述如下1、配置三塊1-3LJ過流繼電器，直流作用跳閘，該繼電器有瞬時動作和延時動作接點(diǎn)，分別起動不同信號，便于區(qū)分是主變內(nèi)部和外部故障。
2、配置重瓦斯保護(hù)，通過出口中間作用于跳閘。
3、配置輕瓦斯保護(hù)，作用于信號。
4、引出主變過溫接點(diǎn)，作用于信號。
5、配置主變低壓側(cè)的低電壓保護(hù)，作用于信號。
6、配置主變低壓側(cè)的系統(tǒng)接地保護(hù)，作用于信號。
7、配置主變過負(fù)荷保護(hù)，經(jīng)延時，作用于信號。
8、配置交直流斷線功能，作用于信號。
9、反映開關(guān)異常如SF6壓力低，開關(guān)儲能起時，彈簧未儲能，開關(guān)柜動，作用于信號。
10、配置操作開關(guān)KK，正常切在遠(yuǎn)方位置，當(dāng)需就近操作開關(guān)時，可用此開關(guān)進(jìn)行分合閘。
11、配置開關(guān)合閘監(jiān)視燈HD。
12、信號繼電器1-15KJ選用掉牌表示，在系統(tǒng)失去電源時能明確表示故障情況，采用手動復(fù)歸方式。
13、除反時限過流外，繼電器均選用插撥式，便于更換。
14、屏柜1中所安裝的自動開關(guān)或熔斷器，在故障或熔斷時，均有掉牌表示，這為裝置中出現(xiàn)任何異常均發(fā)出警告信號創(chuàng)造了條件。
屏柜1正面的第一排裝設(shè)了遠(yuǎn)動裝置，其作用如下1、遙測功能，遠(yuǎn)動裝置查在未裝設(shè)高壓側(cè)PT情況下，通過電度表采集各配出回路的電流、電壓、有功、無功、功率因素等，并遠(yuǎn)傳至集控站。
2、遙控功能，可用手機(jī)采和無線通訊方式，在遠(yuǎn)方分合開關(guān)。
3、遙信功能及電能管理。
權(quán)利要求1.無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，由屏柜(1)及配置在屏柜(1)內(nèi)的交流供電回路、直流供電回路及保護(hù)控制回路組成，所述的交流供電回路由主變低壓側(cè)通過所用變引一路交流380V總電源，由總電源控制開關(guān)控制，該交流電源由交流接觸器控制并配出有交流380V風(fēng)扇電源、整流電源，同時還配出多路交流220V電源，以便作為開關(guān)加熱電源、試驗電源、遠(yuǎn)動電源及屏柜(1)內(nèi)加熱源；所述的直流供電回路采用傳統(tǒng)的三相全波整流，π式濾波，整流變一次角接，二次星接，使直流波形更好，其特征是直流供電回路整流濾波后的輸出端配出多路220V直流電源，多路220V直流電源中，配置兩路由超強(qiáng)電容器充放電回路構(gòu)成的儲能回路，兩路儲能回路中的電容器均為超強(qiáng)電容，兩個超強(qiáng)電容同時充電，同時工作，但又互相獨(dú)立，每個電容的損壞，均不影響另一個電容的正常工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，其特征在于所述的直流供電回路整流濾波后的輸出端配出四路220V直流電源，一路供跳合閘以外的控制回路使用，第二路是保護(hù)及跳閘操作儲能直流，該回路由二個正向?qū)ǖ亩O管D7、D8及微動開關(guān)1WK串接構(gòu)成，二極管D7并接有相互串連的電阻R7和濾波電容C7，二極管D8并接有相互串聯(lián)的電阻R8和濾波電容C8；第三路是合閘操作儲能直流，該直流回路由二個正向?qū)ǖ亩O管D9、D10及微動開關(guān)1WK串接構(gòu)成，二極管D9并接有相互串聯(lián)的電阻R9和濾波電容C9、二極管D10并接有相互串聯(lián)的電阻R10和濾波電容C10；第四路是斷路器儲能直流；兩路儲能回路中，一路由電容器C9的正極經(jīng)熔斷RD、限流電阻RB1、微動開關(guān)2WK、二極管D11及微動開關(guān)3WK與直流回路中的二極管D7的負(fù)極連接，電容C9的負(fù)極接直流回路的負(fù)極KM-，二極管D11的兩端并接有一充電電阻RC1，充電電阻RC1的兩端并接有電壓繼電器YJ1；另一路由電容C10的正極經(jīng)熔斷器6KD、限流電阻RB2、微動開關(guān)2WK、二極管D12及微動開關(guān)2WK與第三回路中二極管D10的正極連接，電容C10的負(fù)極接直流回路的負(fù)極KM-、二極管D12的兩端并接有充電電阻RB2，同時還并接有電壓繼電器YJ2。
專利摘要無人值守在線監(jiān)測綜合自動化控制柜，由屏柜及配置在屏柜內(nèi)的交流供電回路、直流供電回路及保護(hù)控制回路組成，交流供電回路由主變低壓側(cè)通過所用變引一路交流380V總電源，該交流電源由交流接觸器控制并配出有交流380V風(fēng)扇電源、整流電源和多路交流220V電源，直流供電回路采用傳統(tǒng)的三相全波整流，π式濾波，整流變一次角接，二次星接，要點(diǎn)是直流供電回路整流濾波后的輸出端配出多路220V直流電源，多路220V直流電源中，配置兩路由超強(qiáng)電容器充放電回路構(gòu)成的儲能回路，兩路儲能回路中的電容器均為超強(qiáng)電容，兩個超強(qiáng)電容同時充電，同時工作，但又互相獨(dú)立，每個電容的損壞，均不影響另一個電容的正常工作。本實用新型具有安裝維護(hù)方便、體積小，可移動，投資小，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J15/00GK2796199SQ20042005576
公開日2006年7月12日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者劉忠政 申請人:遼寧省電力有限公司遼陽供電公司