一种光伏发电用箱变测控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种光伏发电用箱变测控装置，属于变压器测控装置【技术领域】。技术方案是：前面板（1）包含液晶模块、智能单片机、按键及驱动电路和信号灯指示电路，一号交流插件（2）、二号交流插件（3）、主CPU插件（4）、一号智能插件（5）、二号智能插件（6）在装置上依次排列，通过前面板的母板总线互相连接。本实用新型采用加强型单元机箱，按抗强振动、强干扰设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性，能够同时对双分裂绕组变压器的高、低压侧所有电气量、非电气量和开关状态进行实时监控和管理，减少了插件间的连线，能对接插状况进行实时检测，-40℃～70℃宽温工作环境，满足光伏电场的恶劣条件。
【专利说明】一种光伏发电用箱变测控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电用箱变测控装置，属于变压器测控装置【技术领域】。【背景技术】
[0002]目前，并网光伏电站一般建在人迹稀少，环境恶劣的草原、山坡、戈壁等地，而箱式变压器安装位置较分散，且数量多，巡检和维护相对困难，主控室或者现场运行人员不能及时准确地知道每台箱变的运行情况。而对光伏电站的箱变的信息量采集有助于主控室或者现场运行人员即时的了解当前设备的工作情况，不仅可以为日常的数据分析和故障分析提供可靠的数据信息，也可以针对一些特殊情况进行远程控制箱变的分合闸等。
[0003]光伏电站的箱式变压器多数是双分裂绕组，一般35kV及以下电压等级变压器测控装置仅适用于双绕组变压器，如果用于光伏电站的箱式变压器，需要配置两台，成本高，且不能满足_40°C?70°C恶劣工作环境，不适用于并网光伏电站的箱式变压器。
实用新型内容
[0004]本实用新型目的是提供一种光伏发电用箱变测控装置，能够同时对双分裂绕组变压器的高、低压侧所有电气量、非电气量和开关状态进行实时监控和管理，且适应光伏电场-40°C?70°C恶劣工作环境，解决【背景技术】中存在的上述问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种光伏发电用箱变测控装置，包含前面板、一号交流插件、二号交流插件、主CPU (中央处理器)插件、一号智能插件和二号智能插件，所述前面板包含液晶模块、智能单片机、按键及驱动电路和信号灯指示电路，一号交流插件、二号交流插件、主CPU插件、一号智能插件、二号智能插件在装置上依次排列，通过前面板的母板总线互相连接。
[0006]所述一号交流插件包含三个第一路电流变换器和三个第一路电压变换器。
[0007]所述二号交流插件包含三个第二路电流变换器和三个第二路电压变换器。
[0008]所述主CPU插件包含ARM型32位微处理器、32位DSP微处理器、RAM (随机存储器)、A/D (交流/直流)变换、Flash Memory (闪速存储器)、以太网端口、485端口、光端机和相关电路。
[0009]所述一号智能插件包含8位智能单片机、开入开出驱动电路、CANBUS (串行总线系统)相关电路、跳合闸操作回路、防跳闭锁、压力闭锁、跳合闸位置、遥控跳合闸、遥信信号和备用开入开出继电器。
[0010]所述二号智能插件包含电源模块和非电量保护单元。
[0011]本实用新型的有益效果是:采用加强型单元机箱，按抗强振动、强干扰设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性，能够同时对双分裂绕组变压器的高、低压侧所有电气量、非电气量和开关状态进行实时监控和管理，方便现场运行人员及时准确的了解每台箱变的运行情况，减少了插件间的连线，能对接插状况进行实时检测，-40°C?70°C宽温工作环境，满足光伏电场的恶劣条件。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型定时限电流保护原理框图；
[0013]图2是本实用新型反时限过流保护原理框图；
[0014]图3是本实用新型低电压保护原理框图；
[0015]图4是本实用新型过负荷保护原理框图；
[0016]图5是本实用新型非电量保护原理框图；
[0017]图6是本实用新型的主视图；
[0018]图7是本实用新型的后视图；
[0019]图中:前面板I ;一号交流插件2 ;二号交流插件3 ;主CPU插件4 ;一号智能插件5 ；二号智能插件6。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
[0021]一种光伏发电用箱变测控装置，包含前面板1、一号交流插件2、二号交流插件3、主CPU插件4、一号智能插件5和二号智能插件6，所述前面板I包含液晶模块、智能单片机、按键及驱动电路和信号灯指示电路，一号交流插件2、二号交流插件3、主CPU插件4、一号智能插件5、二号智能插件6在装置上依次排列，通过前面板I的母板总线互相连接。
[0022]所述一号交流插件2包含三个第一路电流变换器和三个第一路电压变换器。
[0023]所述二号交流插件3包含三个第二路电流变换器和三个第二路电压变换器。
[0024]所述主CPU插件4包含ARM型32位微处理器、32位DSP微处理器、RAM、A/D变换、Flash Memory、以太网端口、485端口、光端机和相关电路。
[0025]所述一号智能插件5包含8位智能单片机、开入开出驱动电路、CANBUS相关电路、跳合闸操作回路、防跳闭锁、压力闭锁、跳合闸位置、遥控跳合闸、遥信信号和备用开入开出继电器。
[0026]所述二号智能插件6包含电源模块和非电量保护单元。
[0027]保护原理
[0028]1、二段定时限电流保护
[0029]装置设二段定时限电流保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置保护压板控制这两段保护的投退，保护启动闭锁TV断线检测。
[0030]2、反时限过流保护
[0031]装置设有第三段过流保护，可选定时限或反时限，可由软压板进行投退。本装置共集成了三种特性的反时限过流保护，用户可根据需要选择任何一种特性的反时限保护。
[0032]3、低电压保护
[0033]装置设有低电压保护，可由软压板进行投退。低电压在任一相有流(1>0.041η)时才投入。另外TV断线后本保护投退由控制字DYBS控制。低电压保护可有控制字选择跳闸
还是告警；
[0034]注:如选择TV断线动作后低电压保护退出，低电压保护时间定值整定需大于
0.1s0[0035]4、过负荷保护
[0036]装置设有过负荷保护，可由软压板进行投退。另外过负荷保护可以由控制字整定为跳闸或告警。
[0037]5、非电量保护
[0038]装置非电量保护设有单独的插件，设有非电量直跳与告警信号两类。非电量直跳包括本体重瓦斯、油温高、压力释放等共计六路开入，装置直跳回路将以上六种非电量信号在直流220v (IlOv)重动，输出本体跳高压侧、低压侧等触点，以上功能不受CPU弱电回路的影响。同时设有本体重瓦斯告警、本体轻瓦斯告警、油温高、压力释放等十路告警输入；
[0039]本插件将以上所有非电量信息分别采集，输送给保护系统，产生SOE报告等信息，用于当地显示及监控系统传输。非电量跳闸及告警时点亮面板非电量信号灯，同时提供非电量瞬动信号及中央信号接点。
[0040]6、控制回路异常告警
[0041]装置采集断路器的跳位和合位，当电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必然有一个跳位或合位，否则，经3s延时报“控制回路异常”告警信号(带操作回路信号插件)或“开关位置异常”告警信号(无操作回路信号插件)，但不闭锁保护。
[0042]7、弹簧未储能告警
[0043]装置设有弹簧未储能开入，装置收到开入后延时25s报弹簧未储能，发告警信号。
[0044]8、压力异常告警
[0045]装置设有断路器压力异常开入，装置收到开入后延时Is报压力异常，发告警信号。
[0046]9、装置故障告警
[0047]保护装置的硬件发生故障(包括定值出错，定值区号出错，开出自检告警，内部元件异常，模块通讯异常)，装置的LCD可以显示故障信息，并闭锁保护的开出回路，同时发中央信号。
[0048]10、遥测、遥信、遥控功能
[0049]遥测:PUQUIaU IbU IcUUabUUbcUUcaUf 1、COS Φ 1、P2、Q2、Ia2、Ib2、Ic2、Uab2、Ubc2、Uca2、f 2、COS Φ 2 等模拟量的遥测，两路 4-20MA (0-5V)可选；
[0050]遥信:21路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信；
[0051]遥控:远方控制跳、合闸，压板投退、修改定值等。
[0052]11、录波
[0053]装置记录保护跳闸前四周波，跳闸后六周波(每周波48点)的采样数据，保护跳闸后上送变电站自动化主站，或者由独立的故障分析软件，分析故障和装置的跳闸行为。
[0054]12、GPS 对时
[0055]装置通过与变电站自动化主站通信，得到年月日时分秒的信息，并配置一个GPS对时开入，连接到站内GPS接收器的秒脉冲输出，实现毫秒的对时，对时精度小于1ms。
[0056]13、打印功能
[0057]对于配置为单网的装置，可配置网络共享打印机，使用装置RS-485接口，可打印定值及动作报告、自检报告、开入量变化等；另一个RS-485接口可连接到变电站自动化系统，通过主站打印，也可已在以太网主网中在系统空闲时进行报文打印；[0058]对于配置为双网的装置，可连接到变电站自动化系统，通过主站打印，装置不再配置打印机。
[0059]14、网络通信
[0060]装置可灵活选用双以太网、双CANBUS、双485通信接口或以太网+ 485通讯方式，可直接与微机监控或保护管理机通信，规约采用电力行业标准DL/T667-1999(IEC-60870-5-103)。
[0061]本实用新型采用全铝型材标准机箱，高4U，装置采用加强型单元机箱，按抗强振动、强干扰设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。多CPU智能插件设计，开入开出插件实现实时完全自检；可检测到每个继电器线圈。各插件之间基于CANBUS总线联系，减少了插件间的连线，能对接插状况进行实时检测。双32位机系统，系统冗余大；保护功能采用德州仪器公司出品的32位浮点DSP处理器，程序及数据在片内运行；运行速度快，可靠性高。人机界面、网络通讯等管理功能由飞利浦公司出品的32位ARM单片机实现，速度快，片内存储容量大，网络接口能力强；16位AD采样，测量精度高；每周波48点采样，谐波处理能力强；保护模块采用计算机辅助图形界面原理(PLC)设计，便于系列产品二次开发与功能修改，工程设计灵活、快捷；完整的断路器操作回路，设有遥控跳、合闸、压力闭锁、弹簧未储能闭锁合闸功能等；彩色大屏幕液晶屏，中文界面菜单显示；-40°C?70°C宽温工作环境，满足光伏电场的恶劣条件。
【权利要求】
1.一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:包含前面板(I)、一号交流插件(2)、二号交流插件(3)、主CPU插件(4)、一号智能插件(5)和二号智能插件(6)，所述前面板(I)包含液晶模块、智能单片机、按键及驱动电路和信号灯指示电路，一号交流插件(2)、二号交流插件(3)、主CPU插件(4)、一号智能插件(5)、二号智能插件(6)在装置上依次排列，通过前面板(I)的母板总线互相连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:所述一号交流插件(2 )包含三个第一路电流变换器和三个第一路电压变换器。
3.根据权利要求1所述的一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:所述二号交流插件(3 )包含三个第二路电流变换器和三个第二路电压变换器。
4.根据权利要求1所述的一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:所述主CPU插件(4)包含ARM型32位微处理器、32位DSP微处理器、RAM、A/D变换、Flash Memory,以太网端口、485端口、光端机和相关电路。
5.根据权利要求1所述的一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:所述一号智能插件(5)包含8位智能单片机、开入开出驱动电路、CANBUS相关电路、跳合闸操作回路、防跳闭锁、压力闭锁、跳合闸位置、遥控跳合闸、遥信信号和备用开入开出继电器。
6.根据权利要求1所述的一种光伏发电用箱变测控装置，其特征在于:所述二号智能插件(6)包含电源模块和非电量保护单元。
【文档编号】H02J13/00GK203674809SQ201420063426
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】张新颖, 杨大福, 程春辉, 王纯, 要金鹏 申请人:保定天威集团特变电气有限公司