冲击波加速的变压器后备保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了冲击波加速的变压器后备保护装置，包括微处理器、冲击波信号加速模块和跳闸线圈驱动模块；所述的冲击波信号加速模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述的微处理器的输出端与跳闸线圈驱动模块的输入端连接，用于通过跳闸线圈驱动模块控制跳闸线圈TQ通电；本实用新型专利技术所述的冲击波加速的变压器后备保护装置利用成对设置的冲击波传感器可采集到母线室内的冲击波信号，不必与下级供电线路保护模块延时配合以确定故障点，保证变压器后备保护模块立即跳闸，防止背景技术中所述的4步事故演化模型发生，避免烧毁变压器。避免烧毁变压器。避免烧毁变压器。

【技术实现步骤摘要】
冲击波加速的变压器后备保护装置


[0001]本技术涉及供电安全领域，尤其涉及冲击波加速的变压器后备保护装置。

技术介绍

[0002]如图1所示：目前我国城乡110Kv及以下变电站，普遍采用封闭母线结构，如图1所示，其显著特点如下：
[0003]电源为变压器1送电，变压器1出线侧通过断路器进入高压开关柜2的母线室3，在母线室3和低压侧母线连接，低压侧母线铺设在母线室3内，且与高压开关柜2内的各下级电路断路器DL_1、DL_2、DL_3
……
DL_n连接，最后由下级电路将电能供给到终端区域。
[0004]为保护变压器，变压器1上设置有变压器1后备保护模块，变压器1后备保护模块用于检测变压器1低压侧是否存在短路电流，当变压器1后备保护模块检测到变压器1低压侧上出现短路电流时，变压器1后备保护模块即发出跳闸指令，使出线侧断路器DL_D跳闸，防止由于短路故障不能及时切除导致事故扩大，甚至烧毁变压器1的情况发生；变压器1变压器1后备保护模块工作原理如图2所示:
[0005]电流继电器的线圈LJ串联在变压器1出线上的电流互感器CT回路中(图1)，电流互感器CT用于检测变压器1出线侧上是否存在短路电流，当变压器1出线侧上存在短路电流时，电流继电器的线圈LJ带电，进而电流继电器的常开触点LJ_1闭合，进而中间继电器的线圈ZJ通电，中间继电器的第一常开触点ZJ_1和中间继电器的第二常开触点ZJ_2闭合，进而时间继电器的线圈SJ通电进入延时状态，当延时状态持续到预设的时间t时(通常为1.5s)，时间继电器的常开触点SJ_1闭合，跳闸线圈TQ通电，进而使变压器1出线侧的断路器DL_D跳闸断电。
[0006]上述变压器1后备保护模块的动作过程中，变压器1后备保护模块从电流互感器CT检测到变压器1出线侧上存在短路电流，不立即跳闸而延时t时间后跳闸的原因为：如图1所示，无论是母线室3内F点发生短路，或者是下级电路上的FL点发生短路，变压器1出线上均会出现短路电流；假设某一时刻母线室3内F点发生短路，若变压器1后备保护模块检测到母线室3内母线上存在短路电流后立即使变压器1后备保护模块跳闸，则不会产生不良影响；但是，假设某一时刻下级电路上的FL点发生短路，若变压器1后备保护模块立即跳闸，则将导致母线断电，令其它的下级电路全部失电，将造成不必要的损失和负面影响；因此，变压器1后备保护模块检测到变压器1出线侧上存在短路电流后，不立即跳闸而延时t时间，在延时的t时间内，由设置在断路器（DL_1、DL_2、DL_3
……
DL_n）上的保护模块判断是否是下级电路发生短路情况，若是下级电路发生短路情况，则对应的下级电路上的断路器DL_n（如图1所示为DL_3）跳闸，此时，变压器出线上的电流互感器CT的短路电流消失，电流继电器的常开触点LJ_1打开，进而中间继电器的线圈SJ断电，中间继电器的常开触点ZJ_1和中间继电器的常开触点ZJ_2断开，时间继电器的线圈SJ断电，时间继电器的常开触点SJ_1断开，t时间后不会闭合，变压器1后备保护模块不会跳闸；若不是下级线路FL点发生短路，而是母线上F点发生短路的情况，则电流互感器CT检测到的短路电流不会消失，则t时间后，时间继电
器的常开触点SJ_1闭合，变压器1后备保护模块通过SJ_1、ZJ_2使跳闸线圈TQ通电，跳开变压器1出线侧的断路器DL_D，防止烧毁变压器1。
[0007]但是，在这一保护模式下，经常大量的发生110Kv及以下变压器1烧损事故。经过大量事故分析发现，存在以下4步事故演化模型：
[0008]1：起初故障在母线室3内，由于各种故障（弧闪放电、相间短路、避雷器爆炸、电流或电压互感器爆炸等）产生高压气体；
[0009]2：高压气体由故障点沿母线室3向周围扩散形成冲击波；
[0010]3：冲击波引起相间绝缘损坏，并恶化为多处短路事故；
[0011]4、若变压器1后备保护模块的控制电源在前3步已经被损坏，则变压器1后备保护模块失灵，变压器1难免被烧毁；若前3步变压器1保护电源未被损坏，但因故障点在母线室内，短路电流比远处线路故障大的多，变压器1后备保护模块延时t时间内，变压器1已承受较长时间、高级别短路电流的冲击，不被彻底烧毁也会严重受损。
[0012]通过分析上述4步事故演化模型，不难发现，导致4步事故的主要原因是在延时的t时间内，由于变压器1后备保护模块不能及时跳闸导致的，但是，若变压器1后备保护模块不经过延时直接跳闸，又将导致所有下级电路均发生不必要断电的情况，进而导致经济损失和社会不满情绪；上述问题已困扰电力行业多年，成为了一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0013]本技术的目的在于提供一种冲击波加速的变压器后备保护装置，能够利用冲波传感器检测到母线室内发生放电或爆炸故障产生的冲击波，进而控制变压器后备保护模块加速跳闸，防止变压器后备保护模块延时过长，导致的变压器烧毁的情况发生。
[0014]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0015]冲击波加速的变压器后备保护装置，包括微处理器、冲击波信号加速模块和跳闸线圈驱动模块；所述的冲击波信号加速模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述的微处理器的输出端与跳闸线圈驱动模块的输入端连接，用于通过跳闸线圈驱动模块控制跳闸线圈TQ通电；
[0016]所述的冲击波信号加速模块包括加速电源、信号采集机构、光耦和信号处理机构；所述的信号采集机构包括设置在高压开关柜内的多对冲击波传感器，每对冲击波传感器包含分别设置在高压开关柜母线室内两个相对方向的内壁上对应位置的两个冲击波传感器，且两个冲击波传感器的感应端相对设置；每对冲击波传感器串联后的两端与其他对冲击波传感器串联后的两端并联，并联后的第一端与加速电源的正极电连接，并联后的第二端与光耦的发光器的第一端电连接，光耦的发光器的第二端与加速电源的负极电连接，光耦的受光器的第一端与加速电源的正极电连接，光耦的受光器的第二端通过与信号处理机构的输入端电连接，信号处理机构的输出端与微处理器的输入端电连接。
[0017]所述的跳闸线圈驱动模块包括继电器控制电路和加速继电器，所述的微处理器的输出端通过继电器控制电路与加速继电器的线圈连接；加速继电器的常开触点并联在时间继电器的常开触点SJ_1的两端。
[0018]所述的光耦的发光器的第二端通过第一限流电阻与加速电源的负极电连接，所述的光耦的受光器的第二端通过第二限流电阻与信号处理机构的输入端电连接。
[0019]所述的信号处理机构包括依次连接的滤波电路、放大电路、整形电路和A/D转换电路。
[0020]所述的微处理器采用单片机、PLC或知识产权核IP core。
[0021]本技术的有益效果：
[0022]首先：本技术所述的冲击波加速的变压器后备保护装置利用成对设置的冲击波传感器可采集到母线室内的冲击波信号，不必与下级供电线路保护模块延时配合以确定故障点，保证变压器后备保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.冲击波加速的变压器后备保护装置，其特征在于：包括微处理器、冲击波信号加速模块和跳闸线圈驱动模块；所述的冲击波信号加速模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述的微处理器的输出端与跳闸线圈驱动模块的输入端连接，用于通过跳闸线圈驱动模块控制跳闸线圈（TQ）通电；所述的冲击波信号加速模块包括加速电源、信号采集机构、光耦和信号处理机构；所述的信号采集机构包括设置在高压开关柜内的多对冲击波传感器，每对冲击波传感器包含分别设置在高压开关柜母线室内两个相对方向的内壁上对应位置的两个冲击波传感器，且两个冲击波传感器的感应端相对设置；每对冲击波传感器串联后的两端与其他对冲击波传感器串联后的两端并联，并联后的第一端与加速电源的正极电连接，并联后的第二端与光耦的发光器的第一端电连接，光耦的发光器的第二端与加速电源的负极电连接，光耦的受光器的第一端与加速电源的正极电连接，光耦的受光器的第二端通过与信号处理机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会平，李高伟，郑龙，赵琳，田芬，杜灵君，杨磊，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司灵宝市供电公司，
类型：新型
国别省市：