一种电流采样切换电路

文档序号:632228 发布日期:2021-05-11 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种电流采样切换电路 (Current sampling switching circuit ) 是由 曹宏 马丽娜 张紫阳 王伟名 陈科威 杨相玉 于 2019-11-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种电流采样切换电路,属于电力系统无功补偿装置的电流采集领域,包括四个采样回路,分别为I段进线第一采样支路、I段进线第二采样支路、II段进线第一采样支路和II段进线第二采样支路;本发明通过设置I段柜间联锁开关和II段柜间联锁开关,实现了通过电气联锁的方式完成采样切换的过程,以保证I段采样控制器和II段采样控制器采集信号的正确性。本发明的电流采样切换电路设计简单,实用性高,可降低对控制器进行电流采样与开关位置判断与切换的要求,提高产品标准化水平。(The invention relates to a current sampling switching circuit, which belongs to the field of current acquisition of reactive power compensation devices of an electric power system and comprises four sampling loops, namely an I-section incoming line first sampling branch, an I-section incoming line second sampling branch, a II-section incoming line first sampling branch and an II-section incoming line second sampling branch; according to the invention, the process of completing sampling switching in an electrical interlocking manner is realized by arranging the inter-cabinet interlock switch of the section I and the inter-cabinet interlock switch of the section II, so that the correctness of signals acquired by the sampling controller of the section I and the sampling controller of the section II is ensured. The current sampling switching circuit is simple in design and high in practicability, can reduce the requirements for current sampling and switch position judgment and switching of the controller, and improves the product standardization level.)

一种电流采样切换电路

技术领域

本发明属于电力系统无功补偿装置的电流采集领域,具体涉及一种电流采样切换电路。

背景技术

无功补偿装置广泛应用到工业系统、电力系统、交通系统、计算机系统、新能源系统和日常生活中,无功补偿装置在这些系统的供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置,因此,合理的选择无功补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗,使电网质量提高;反之,如选择或使用无功补偿装置不当,可能造成供电系统的电压波动,谐波增大等诸多问题。

目前,多数无功补偿装置的核心控制器(即采样控制器),只有一组电流采集输入口,都是单段补偿方式,只能针对某一段进线系统进行电流采集和补偿控制,当面临两电源进线及多电源进线的系统方案(I段系统母线和II段系统母线分别至少连接一个电源)时,进线柜分的那段系统下的核心控制器不发出补偿信息,无功补偿装置不运行,造成装置的资源浪费。例如,当Ⅰ段进线柜合、母联柜合、Ⅱ段进线柜分时,II段系统的电流互感器采集不到电流信号,II段采样控制器不发出补偿信息,II段系统的无功补偿装置不运行,造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流采样切换电路,用于解决现有技术I段系统和II段系统的电源进线同时存在时,某一段系统的无功补偿装置的控制器无法采集电流信号的问题。

基于上述目的,一种电流采样切换电路的技术方案如下:

包括:I段进线第一采样支路、I段进线第二采样支路、II段进线第一采样支路和II段进线第二采样支路,其中:

I段进线第一采样支路中包括第一I段电流互感器(101),第一I段电流互感器(101)的一次侧用于连接I段系统的其中一相进线,第一I段电流互感器(101)的二次侧连接有I段采样控制器(105);

I段进线第二采样支路中包括第二I段电流互感器(111),第二I段电流互感器(111)的一次侧用于连接I段系统的另一相进线,第二I段电流互感器(111)的二次侧通过II段柜间联锁开关(114)连接至II段采样控制器(115),所述II段柜间联锁开关(114)包括母联柜开关的常开触点(QF1)和II段主变压器进线柜开关的常闭触点(QF3);

II段进线第一采样支路中包括第一II段电流互感器(112),第一II段电流互感器(112)的一次侧用于连接II段系统的其中一相进线,第一II段电流互感器(112)的二次侧连接所述II段采样控制器(115);

II段进线第二采样支路中包括第二II段电流互感器(102),第二II段电流互感器(102)的一次侧用于连接II段系统的另一相进线,第二II段电流互感器(102)的二次侧通过I段柜间联锁开关(104)连接所述I段采样控制器(105),所述I段柜间联锁开关(104)包括母联柜开关的常开触点(QF1)和I段主变压器进线柜开关的常闭触点(QF2)。

上述技术方案的有益效果是:

本发明的电流采样切换电路分为以下五种工作状态:

第一种工作状态是在I段系统的进线柜闭合、母联柜断开、II段系统的进线柜断开时,由I段采样控制器(105)对第一I段电流互感器(101)的输出信号进行采集,II段采样控制器(115)无采集信号;

第二种工作状态是在I段系统的进线柜闭合、母联柜闭合、II段系统的进线柜断开时,由I段采样控制器(105)对第一I段电流互感器(101)的输出信号进行采集,由II段采样控制器(115)对第二I段电流互感器(111)的输出信号进行采集;

第三种工作状态是在I段系统的进线柜断开、母联柜断开、II段系统的进线柜闭合时,由II段采样控制器(115)对第一II段电流互感器(112)的输出信号进行采集,I段采样控制器(105)无采集信号;

第四种工作状态是I段系统的进线柜断开、母联柜闭合、II段系统的进线柜闭合时,由I段采样控制器(105)对第二II段电流互感器(102)的输出信号进行采集,由II段采样控制器(115)对第一II段电流互感器(112)输出信号进行采集;

第五种工作状态是I段系统的进线柜闭合、母联柜断开、II段系统的进线柜闭合时,由I段采样控制器(105)对第一I段电流互感器(101)的输出信号进行采集,由II段采样控制器(115)对第一II段电流互感器(112)输出信号进行采集。

本发明可在I段系统和II段系统的电源进线同时存在时,通过设置I段柜间联锁开关(104)和II段柜间联锁开关(114),实现了通过电气联锁的方式完成采样切换的过程,以保证I段采样控制器和II段采样控制器采集信号的正确性。本发明的电流采样切换电路设计简单,实用性高,可降低对无功补偿装置的控制器进行电流采样与开关位置判断与切换的要求,提高产品标准化水平。

进一步,第二I段电流互感器(111)的二次侧并联有I段限压保护装置(113),用于在I段柜间联锁开关(114)断路时,限制第二I段电流互感器(111)的二次侧短路时的电压,避免因第二I段电流互感器二次侧开路产生高压导致高压击穿放电,甚至引起火灾等问题。

进一步,第二II段电流互感器(102)的二次侧并联有II段限压保护装置(103),用于在I段柜间联锁开关(104)断路时,限制第二II段电流互感器(102)的二次侧短路时的电压,避免因第二II段电流互感器二次侧开路产生高压导致高压击穿放电,甚至引起火灾等问题。

附图说明

图1是本发明的电流采样切换电路图;

图2是本发明的电流采样切换电路对应的一次电路图;

图1的标号说明如下:

101,第一I段电流互感器;111,第二I段电流互感器;102,第二II段电流互感器;112,第一II段电流互感器;105,I段采样控制器;115,II段采样控制器;104,I段柜间联锁开关;114,II段柜间联锁开关;QF1,母联柜开关的常开触点;QF2,I段主变压器进线柜开关的常闭触点;QF3,II段主变压器进线柜开关的常闭触点;103,II段限压保护装置;113,I段限压保护装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明提出一种电流采样切换电路,包括:I段进线第一采样支路、I段进线第二采样支路、II段进线第一采样支路和II段进线第二采样支路。如图1所示,I段进线第一采样支路包括第一I段电流互感器101,第一I段电流互感器101的一次侧连接I段系统的其中一相进线,第一I段电流互感器101的二次侧连接I段采样控制器105(本实施例为电压采样控制器)的采样接口。

I段进线第二采样支路包括第二I段电流互感器111,第二I段电流互感器111的一次侧连接I段系统的另一相进线,第二I段电流互感器111的二次侧通过II段柜间联锁开关114连接II段采样控制器115(本实施例为电压采样控制器)的采样接口,II段柜间联锁开关114包括母联柜开关的常开触点QF1和II段主变压器进线柜开关的常闭触点QF3。图1中,第二I段电流互感器111的二次侧并联有I段限压保护装置113,用于限制第二I段电流互感器111的二次侧短路时的电压。

II段进线第一采样支路包括第一II段电流互感器112,第一II段电流互感器112的一次侧连接II段系统的其中一相进线,第一II段电流互感器112的二次侧连接II段采样控制器115的采样接口。

II段进线第二采样支路包括第二II段电流互感器102,第二II段电流互感器102的一次侧连接II段系统的另一相进线,第二II段电流互感器102的二次侧通过I段柜间联锁开关104连接I段采样控制器105的采样接口,I段柜间联锁开关104包括母联柜开关的常开触点QF1和I段主变压器进线柜开关的常闭触点QF2。图1中,第二II段电流互感器102的二次侧并联有II段限压保护装置103,用于限制第二II段电流互感器102的二次侧短路时的电压。

图1的电流采样切换电路对应的一次电路如图2所示,图中的左侧母线为I段母线,右侧母线为II段母线,I段主变进线柜即I段主变压器进线柜,II段主变进线柜即II段主变压器进线柜,联络柜即母联柜。

如图1所示的电流采样切换电路工作原理如下:

1)Ⅰ段进线柜合(即I段主变压器进线柜闭合)、母联柜分、Ⅱ段进线柜分(即II段主变压器进线柜断开),经联锁回路Ⅰ段柜间联锁104断路、Ⅱ段柜间联锁114断路,Ⅰ段采样控制器105采集Ⅰ段系统进线A相电流101电流信号;Ⅱ段采样控制器115无电流信号输入,停止投运,Ⅰ段系统进线C相电流111二次侧短路,电压升高,I段限压保护装置113动作(为何不叫I段限压保护装置),把电压限制在合适的范围内,当电流互感器二次输出电压消失时限压保护模块自动恢复待机状态。

2)Ⅰ段进线柜合、母联柜合、Ⅱ段进线柜分,经联锁回路Ⅰ段柜间联锁104断路、Ⅱ段柜间联锁114通路,Ⅰ段采样控制器105采集Ⅰ段系统进线A相电流101电流信号;Ⅱ段采样控制器115采集Ⅰ段系统进线C相电流111电流信号。

3)Ⅰ段进线柜分(即I段系统的进线柜断开)、母联柜分、Ⅱ段进线柜合(即II段系统的进线柜闭合),经联锁回路Ⅰ段柜间联锁104断路、Ⅱ段柜间联锁114断路,Ⅰ段采样控制器105无电流信号输入,停止投运,Ⅱ段系统进线A相电流102二次侧短路,电压升高,II段限压保护装置103动作,把电压限制在合适的范围内,当电流互感器二次输出电压消失时限压保护模块自动恢复待机状态;Ⅱ段采样控制器115采集Ⅱ段系统进线C相电流112电流信号。

4)Ⅰ段进线柜分、母联柜合、Ⅱ段进线柜合,经联锁回路Ⅰ段柜间联锁104通路、Ⅱ段柜间联锁114断路,Ⅰ段采样控制器105采集Ⅱ段系统进线A相电流102电流信号;Ⅱ段采样控制器115采集Ⅱ段系统进线C相电流112电流信号。

5)Ⅰ段进线柜合、母联柜分、Ⅱ段进线柜合,经联锁回路Ⅰ段柜间联锁104断路、Ⅱ段柜间联锁114断路,Ⅰ段采样控制器105采集Ⅰ段系统进线A相电流101电流信号,同时,Ⅱ段系统进线A相电流102二次侧短路,电压升高,II段限压保护装置103动作,把电压限制在合适的范围内,当电流互感器二次输出电压消失时限压保护模块自动恢复待机状态;Ⅱ段采样控制器115采集Ⅱ段系统进线C相电流112电流信号,同时,Ⅰ段系统进线C相电流111二次侧短路,电压升高,I段限压保护装置113动作,把电压限制在合适的范围内,当电流互感器二次输出电压消失时限压保护模块自动恢复待机状态。

综上,本发明是通过判断Ⅰ段进线柜、母联柜、Ⅱ段进线柜的开关分合状态,通过他们的开关分合状态来接通或断开各电流采样支路。并且,本实施例中,Ⅰ段进线柜、母联柜、Ⅱ段进线柜的开关分合状态能够表明系统的供电方式,即Ⅰ段进线柜合、母联柜分、Ⅱ段进线柜合时为I段系统和II段系统为两侧单独供电;而当母联柜合,其中一段进线柜分、另一段进线柜合时,通过进线柜合的那侧系统连接的电源为两段系统进行供电;当母联柜分,其中一段进线柜分、另一段进线柜合时,通过进线柜合的那侧系统连接的电源为该段系统进行单独供电(即Ⅰ段进线柜、母联柜、Ⅱ段进线柜的状态),以便提供给相应控制器正确的电流信号,使相应控制器实现对电流信号的正确采集。

并且,在I段系统和II段系统的电源进线同时存在时,通过本发明的电流采样切换电路,能够使I段采样控制器和II段采样控制器均正常采集电流信号,使I段无功补偿装置根据I段采样控制器采集的电流信号进行无功补充工作,同理,使II段无功补偿装置根据II段采样控制器采集的电流信号进行无功补偿工作,实现无功补偿装置的最大化利用,避免了资源浪费;同时,两个无功补偿装置一起,投入能够增大对系统的无功补偿效果,有助于I段系统和II段系统的快速稳定。

另外,II段限电压保护装置103、I段限电压保护装置113在Ⅰ段柜间联锁104、Ⅱ段柜间联锁114断路时,能对回路中因电流互感器二次线圈断路产生的高压起到限压保护的作用,避免因电流互感器二次侧开路产生高压导致高压击穿放电,甚至引起火灾等问题,限压保护模块在电流互感器二次输出高电压消失时自动恢复待机状态,不用手动复位,适用于多电源供电采样电流回路的全自动灵活切换,I段柜间联锁104、Ⅱ段柜间联锁114可根据不同的系统供电方式进行联锁组合,配合完成判断与切换。

本实施例中,I段采样控制器105和II段采样控制器115均是无功补偿控制器,既采集电流信号又采集电压信号,但电压信号不需要切换。

本发明的电流采样切换电路,配合无功补偿装置的采样控制器使用,可实现双电源或多电源系统的供电方式,灵活性较强,且能够实现电流采样的自动切换,无需控制器进行电流采样与开关位置的判断与切换,提高产品标准化水平。

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