CN211377569U - 一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，包括开入模块和开出模块，所述开入模块和开出模块分别与第一CPU、第二CPU相连接；所述第一CPU、第二CPU接收开入模块采集的开入量，发送指令至开出模块；所述开出模块接收第一CPU、第二CPU指令，输出开出量，通过双CPU信号驱动跳闸回路控制跳合闸。本实用新型采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口，出口回路实行双CPU出口互锁，仅双CPU同时动作，保护才出口跳闸，提高了变压器保护装置的防护等级。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，属于电力系统继电保护技术领域。
背景技术
现有变压器保护装置通常会根据不同电压等级需求来配置装置自身的硬件，同时设计和硬件相匹配的软件。由于需要采集变压器各侧的模拟量及开关量，变压器保护将各侧的模拟量及开关量通过长电缆引入到集中放置的变压器保护装置中，各电压等级的变压器保护装置电外回路接线复杂且不同，通用性、配置规范性及灵活性较差。基于现状，造成变压器保护装置的设计周期长，工程投资高，变电站对保护装置进行管理繁琐，且现有的变压器保护装置防护等级较低，不能满足常规变电站的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口，出口回路实行双CPU出口互锁，仅双CPU同时动作，保护才出口跳闸，提高了变压器保护装置的防护等级。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，包括开入模块和开出模块，所述开入模块和开出模块分别与第一CPU、第二CPU相连接；所述第一CPU、第二CPU接收开入模块采集的开入量，发送指令至开出模块；所述开出模块接收第一CPU、第二CPU指令，输出开出量，通过双CPU信号驱动跳闸回路控制跳合闸。
进一步地，所述双CPU信号驱动跳闸回路包括第一光耦和第二光耦，第一光耦的输入端接入第一CPU驱动信号，第二光耦的输入端接入第二CPU驱动信号，第一光耦的输出端与跳闸继电器的输入端相连接，跳闸继电器的输出端与第二光耦的输入端相连接。
进一步地，所述开入模块采集的开入量为外部输入的断路器位置。
进一步地，还包括HMI人机通信模块和FPGA模块，所述HMI人机通信模块和FPGA模块分别与第一CPU、第二CPU相连接。
进一步地，所述FPGA模块与HMI人机通信模块通过圆形光纤连接器对外连接。
进一步地，还包括电压电流互感器，所述电压电流互感器分别与第一CPU、第二CPU相连接，所述电压电流互感器通过第三圆形电连接器对外连接。
进一步地，还包括电源模块，所述电源模块分别与第一CPU、第二CPU、开入模块和开出模块相连接。
进一步地，所述开入模块和电源模块均通过第一圆形电连接器对外连接，
进一步地，所述开出模块通过第二圆形电连接器对外连接。
进一步地，还包括矩形盒体的外壳，所述外壳材质为铝合金，外壳上设有指示灯。
本实用新型所达到的有益效果：
(1)本实用新型各支路的保护数据和信息都在一台保护装置中处理。采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口。即实现双AD采样、双CPU并行处理，出口回路实行双CPU出口互锁，仅双CPU同时动作，保护才出口跳闸，提高了变压器保护装置的防护等级。
(2)本实用新型直接安装于开关场或与一次设备集成安装，在无保护小室、二次预制仓、户外柜等提供防护的条件下可以正常运行，减少变电站建筑面积，减少光缆使用。
(3)本实用新型防护等级高，对外采用专用连接器连接，可实现即插即用，大幅度节约调试时间和人力成本，二次回路简化，检修时可以整装置更换。同时提升了保护装置性能，就地安装解决了长电缆传输信号带来的回路串扰，多点接地，分布式电容放电等问题。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是双CPU信号驱动跳闸回路的示意图；
图3是变压器保护装置面板布置图；
图4是变压器保护装置连接器布置示意图；
图5是变压器保护装置电源和开入模块连接器纤芯示意图；
图6是变压器保护装置光纤连接器纤芯示意图；
图7是变压器保护装置开出模块连接器纤芯示意图；
图8是变压器保护装置交流采集连接器纤芯示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，包括第一CPU、第二CPU、FPGA模块、开入模块、开出模块、电源模块、HMI人机通信模块和电压电流互感器，FPGA模块、开入模块、开出模块、HMI人机通信模块和电压电流互感器分别与第一CPU、第二CPU相连接。
其中，电源模块用于连接外部直流电源给各个模块供电；开入模块用于接收外部开入量，并将数据传输给第一CPU、第二CPU处理；开出模块用于接收第一CPU、第二CPU指令，输出开出量，通过双CPU信号驱动跳闸回路控制跳合闸。电压电流互感器用于采集变压器各侧模拟量；第一CPU、第二CPU用于接收开入模块采集的开入量，发送指令至开出模块；开入量为断路器位置信号；第一CPU、第二CPU用于处理模拟量和开关量，数据处理后传输给FPGA模块和HMI人机通信模块；FPGA模块用于模拟量SV和GOOSE报文传输，模拟量采用9～2报文传输；开关量(DI/DO)数据采用GOOSE报文传输；HMI人机通信模块用于处理MMS报文。
如图2所示，所述双CPU信号驱动跳闸回路包括第一光耦和第二光耦，第一光耦的输入端接入第一CPU驱动信号，第一CPU驱动信号为跳闸线圈提供+24V电源，第二光耦的输入端接入第二CPU驱动信号，第二CPU驱动信号为跳闸线圈提供-24V电源，第一光耦的输出端与跳闸继电器的输入端相连接，跳闸继电器的输出端与第二光耦的输入端相连接，当第一CPU驱动信号、第二CPU驱动信号同时触发时，跳闸线圈才能正常工作。
如附图3所示，装置硬件采用为小型化、金属全密封机箱结构，还包括矩形盒体的外壳，外壳高为100mm，宽为320mm，长450mm，外壳上设置三盏指示灯，所示指示灯分别表示运行，异常和动作。当保护正常运行时，运行灯点亮，当保护出现异常情况时，如PT断线，CT断线等，异常灯点亮，当保护跳闸时，动作灯点亮。
如附图4所示，所述装置采用专用电连接器和专用光纤连接器形式，通过预制电缆与预制光缆实现对外连接，装置配置有6个标准的圆形连接器，可以连接航空插头。6个标准圆形连接器分别为第一圆形电连接器A、第二圆形电连接器B、第三圆形电连接器C和圆形光纤连接器D、E和F。
如附图5所示，开入模块和电源模块通过第一圆形电连接器对外连接，第一圆形电连接器，共16组纤芯，每组纤芯定义如表1所示。其中，纤芯1～2为装置直流电源，纤芯3～15为外部开入(3为公共端，4-15为6组跳合闸开入)，其余为备用开入。
表1.开入模块+电源模块纤芯定义表
如附图6所示，开出模块通过第二圆形电连接器对外连接，第二圆形电连接器共37组纤芯，每组纤芯定义如表2所示。纤芯1～32为跳合闸节点(4组三相跳闸，2个单相跳闸；6个合闸)，33～35为装置故障告警和运行异常。
表2.开出模块纤芯定义表
如附图7所示，HMI人机通信模块和FPGA模块通过圆形光纤连接器对外连接，共16组纤芯，每组纤芯定义如表3所示。纤芯1～2为对时，纤芯3～6为MMS、SV、GOOSE收发，纤芯15～16为调试通信设置，其余为备用纤芯。
表3.HMI人机通信模块和FPGA模块纤芯定义表
如附图8所示，电压电流互感器通过第三圆形电连接器对外连接，每组圆形电连接器24组纤芯，各纤芯定义如表4所示。
表4.交流采样模块纤芯定义表
根据110kV-750kV电压等级变压器保护配置要求如表6，按变压器接入最大侧数，变压器保护配置了16(4组三相电压，2个单相电压，2个电压备用)个电压交流量采集通道；变压器保护配置了24(6组三相电流，6个单相电流)个电流交流量采集通道。变压器保护装置配置3个24芯(16芯电流带自短接+8芯电压)交流模块，能够满足各电压等级变压器需要采集的电压电流量，于此同时装置所配置的16芯(2芯电源+13芯开入)的开入模块和37芯的开出模块，也能够满足各电压等级变压器保护装置所需要的开入量和开出量，具体的端子定义如表5所示。
表5.变压器保护装置常规互感器接入模拟量及开入、开出输入定义
表6.各电压等级变压器保护装置常规互感器接入模拟量数量
| 电压等级 | 接入电压通道数 | 接入电流通道数 |
| 110kV | 13 | 22 |
| 220kV | 14 | 23 |
| 330kV | 11 | 20 |
| 500kV | 9 | 19 |
| 750kV | 12 | 24 |
本实用新型各支路的保护数据和信息都在一台保护装置中处理。采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口。即实现双AD采样、双CPU并行处理，出口回路实行双CPU出口互锁，仅双CPU同时动作，保护才出口跳闸。
本实施例直接安装于开关场或与一次设备集成安装，在无保护小室、二次预制仓、户外柜等提供防护的条件下可以正常运行，减少变电站建筑面积，减少光缆使用。其次装置防护等级高，对外采用专用连接器连接，可实现即插即用，大幅度节约调试时间和人力成本，二次回路简化，检修时可以整装置更换。同时提升了保护装置性能，就地安装解决了长电缆传输信号带来的回路串扰、多点接地、分布式电容放电等问题。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，包括开入模块和开出模块，所述开入模块和开出模块分别与第一CPU、第二CPU相连接；所述第一CPU、第二CPU接收开入模块采集的开入量，发送指令至开出模块；所述开出模块接收第一CPU、第二CPU指令，输出开出量，通过双CPU信号驱动跳闸回路控制跳合闸；所述双CPU信号驱动跳闸回路包括第一光耦和第二光耦，第一光耦的输入端接入第一CPU驱动信号，第二光耦的输入端接入第二CPU驱动信号，第一光耦的输出端与跳闸继电器的输入端相连接，跳闸继电器的输出端与第二光耦的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，所述开入模块采集的开入量为外部输入的断路器位置。
3.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，还包括HMI人机通信模块和FPGA模块，所述HMI人机通信模块和FPGA模块分别与第一CPU、第二CPU相连接。
4.根据权利要求3所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，所述FPGA模块与HMI人机通信模块通过圆形光纤连接器对外连接。
5.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，还包括电压电流互感器，所述电压电流互感器分别与第一CPU、第二CPU相连接，所述电压电流互感器通过第三圆形电连接器对外连接。
6.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，还包括电源模块，所述电源模块分别与第一CPU、第二CPU、开入模块和开出模块相连接。
7.根据权利要求6所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，所述开入模块和电源模块均通过第一圆形电连接器对外连接。
8.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，所述开出模块通过第二圆形电连接器对外连接。
9.根据权利要求1所述的一种户外安装全电压等级一体化变压器保护装置，其特征是，还包括矩形盒体的外壳，所述外壳材质为铝合金，外壳上设有指示灯。
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| CN112180146A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-05 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种电压等级自动识别的开关量采样方法及系统 |
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2019
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| CN112180146A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-05 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种电压等级自动识别的开关量采样方法及系统 |
| CN112180146B (zh) * | 2020-09-10 | 2024-05-28 | 南京国电南自电网自动化有限公司 | 一种电压等级自动识别的开关量采样方法及系统 |
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