一种检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201610035936.7 | 申请日 | 2016-01-19 | 公开(公告)号 | CN105515201A | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 江苏省电力公司电力科学研究院; 国家电网公司; | 发明人 | 黄哲忱; 卜强生; 宋亮亮; 宋爽; 杨毅; 袁宇波; 高磊; 张小易; 彭志强; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种检测倒塔故障的闭 锁 自动重合闸装置及方法，装置包括安装在 铁 塔顶端的铁塔监测和闭锁 信号 发射单元、安装在变电站内的闭锁信号接收单元，所述铁塔监测和闭锁信号发射单元包括倾 角 传感器 、 加速 度传感器、433MHz无线通信模 块 、高压取电储能装置和微 控制器 ， 微控制器 通过433MHz 无线通信模块 向闭锁信号接收单元发送自动重合闸闭锁信号；闭锁信号接收单元用于接收433MHz无线通信模块发送的自动重合闸闭锁信号，并传送给变电站内的保护装置进行闭锁重合闸动作。本发明能够在发生倒塔故障时，及时闭锁重合闸，防止其他电气设备受到多次 短路 电流 冲击而损坏，减小对电 力 系统的冲击，具有良好的应用前景。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置，其特征在于：包括安装在铁塔顶端的铁塔监测和闭锁信号发射单元、安装在变电站内的闭锁信号接收单元， |
||||||
| 说明书全文 | 一种检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及继电保护技术领域，具体涉及一种检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法。 背景技术[0002] 在电力系统中，现场运行的线路重合闸装置，并不能判断出故障是瞬时性故障还是永久性故障，在保护跳闸后经预定延时将断路器重合闸，因此，有可能重合于永久性故障上，导致重合不成功。若重合于永久性故障上时，将使电力系统再一次受到故障电流的冲击，使断路器的工作条件变得更加恶劣。最典型的永久性故障即为倒塔故障和断线故障，对于变电站附近的铁塔，若是出现倒塔故障，由于离变电站距离近，发生故障时短路电流大，对变压器冲击尤其大。 [0003] 检测倒塔故障的闭锁自动重合闸方法及装置，需要解决的技术问题为：一，倒塔故障的检测问题；二，闭锁信号的传输问题。因此，如何准确地检测倒塔故障，并在延时内及时闭锁重合闸，避免重合于永久性故障上，有利于避免设备损坏、减小对电力系统的冲击，是当前急需解决的问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是克服目前对于变电站附近的铁塔，若是出现倒塔故障，由于离变电站距离近，发生故障时短路电流大，对变压器冲击尤其大的问题。本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法，能够在发生倒塔故障时，及时闭锁重合闸，提高了重合成功率，防止其他电气设备受到多次短路电流冲击而损坏，减小对电力系统的冲击，具有良好的应用前景。 [0005] 为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是： [0006] 一种检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置，其特征在于：包括安装在铁塔顶端的铁塔监测和闭锁信号发射单元、安装在变电站内的闭锁信号接收单元， [0007] 所述铁塔监测和闭锁信号发射单元包括倾角传感器、加速度传感器、433MHz无线通信模块、高压取电储能装置和微控制器，所述倾角传感器、加速度传感器用于测量铁塔顶端的倾角和加速度，并输出测量信号给微控制器，所述高压取电储能装置用于从输电线路的获取电能为铁塔监测和闭锁信号发射单元提供工作电压，所述微控制器通过433MHz无线通信模块向闭锁信号接收单元发送自动重合闸闭锁信号； [0008] 所述闭锁信号接收单元用于接收433MHz无线通信模块发送的自动重合闸闭锁信号，并传送给变电站内的保护装置进行闭锁重合闸动作。 [0009] 基于上述的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的方法，其特征在于：包括以下步骤， [0011] 步骤(2)，通过铁塔监测和闭锁信号发射单元内倾角传感器、加速度传感器对铁塔的倾角和加速度进行实时测量，并将测量信号发送给微控制器； [0012] 步骤(3)，微控制器根据测量信号，计算出当前铁塔的倾角和加速度； [0013] 步骤(4)，若当前铁塔的倾角偏离平衡位置的倾角大于偏离角度阈值，则判断当前铁塔的加速度是否大于加速度阈值，若当前铁塔的加速度小于加速度阈值，则重新对铁塔的平衡位置进行标定；否则，执行步骤(5)； [0014] 步骤(5)，若当前铁塔的加速度的方向与偏离平衡位置方向相反，则判定铁塔处于自然摆动状态；若当前铁塔的加速度的方向与偏离平衡位置方向相反，则判定铁塔处于倒塔状态，并执行步骤(6)； [0015] 步骤(6)，微控制器通过433Mhz无线模块向变电站内的闭锁信号接收单元外发出自动重合闸闭锁信号，持续时间10s，并延时重启； [0016] 步骤(7)闭锁信号接收单元接收自动重合闸闭锁，并传送给变电站内的保护装置进行闭锁重合闸动作，实现闭锁重合闸。 [0017] 前述的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的方法，其特征在于：对铁塔的平衡位置进行标定，铁塔的标定平衡位置与铁塔的实际平衡位置之间的误差在5°‐10°。 [0018] 前述的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的方法，其特征在于：铁塔的标定平衡位置与铁塔的实际平衡位置之间的误差在5°。 [0019] 前述的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的方法，其特征在于：所述加速度阈值为1m·s‐2。 [0020] 本发明的有益效果是：本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法，能够在发生倒塔故障时，及时闭锁重合闸，提高了重合成功率，防止其他电气设备受到多次短路电流冲击而损坏，减小对电力系统的冲击，具有良好的应用前景。附图说明 [0021] 图1是本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的系统框图。 [0022] 图2是本发明的铁塔监测和闭锁信号发射单元的系统框图。 [0023] 图3是铁塔正常时自然摆动的加速度方向示意图。 [0024] 图4是铁塔倾倒时加速度方向的示意图。 [0025] 图5是本发明标定平衡位置与实际平衡位置的第一状态图。 [0026] 图6是本发明标定平衡位置与实际平衡位置的第二状态图。 [0027] 图7是本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸方法的流程图。 具体实施方式[0029] 如图1所示，本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置，包括安装在铁塔顶端的铁塔监测和闭锁信号发射单元、安装在变电站内的闭锁信号接收单元，[0030] 如图2所示，所述铁塔监测和闭锁信号发射单元包括倾角传感器、加速度传感器、433MHz无线通信模块、高压取电储能装置和微控制器，所述倾角传感器、加速度传感器用于测量铁塔顶端的倾角和加速度，并输出测量信号给微控制器，所述高压取电储能装置用于从输电线路的获取电能为铁塔监测和闭锁信号发射单元提供工作电压，所述微控制器通过 433MHz无线通信模块向闭锁信号接收单元发送自动重合闸闭锁信号；所述闭锁信号接收单元用于接收433MHz无线通信模块发送的自动重合闸闭锁信号，并传送给变电站内的保护装置进行闭锁重合闸动作。 [0031] 如图3所示为铁塔正常时的自然摆动，由于风力等影响，铁塔会有一定幅度的摆动，偏离平衡位置时加速度方向指向平衡位置，与偏离方向相反，且加速度方向会随时间变化，加速度为a；如图4所示为铁塔倾倒时示意图，当铁塔倾倒时，加速度方向与偏离平衡位置方向相同，加速度为a。 [0032] 如图5及图6所示，铁塔自然摆动时各个区间偏离方向与加速度方向示意图，装置标定平衡位置往往存在一定的误差，标定的平衡位置θ＝0点并非实际的平衡位置，因此，在标定的平衡位置附近，也存在自然摆动时加速度方向与偏离平衡位置方向相同的区间。 [0033] 如图7所示，基于上述的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置的方法，包括以下步骤， [0034] 步骤(1)，通过铁塔监测和闭锁信号发射单元对铁塔的平衡位置进行标定，并给出加速度阈值a0和倾角偏离平衡位置的偏离角度阈值θ0； [0035] 步骤(2)，通过铁塔监测和闭锁信号发射单元内倾角传感器、加速度传感器对铁塔的倾角和加速度进行实时测量，并将测量信号发送给微控制器； [0036] 步骤(3)，微控制器根据测量信号，计算出当前铁塔的倾角θ和加速度a； [0037] 步骤(4)，若当前铁塔的倾角偏离平衡位置的倾角θ大于偏离角度阈值θ0，则判断当前铁塔的加速度a是否大于加速度阈值a0，若当前铁塔的加速度a小于加速度阈值a0，则重新对铁塔的平衡位置进行标定；否则，执行步骤(5)； [0038] 步骤(5)，若当前铁塔的加速度的方向与偏离平衡位置方向相反，则判定铁塔处于自然摆动状态；若当前铁塔的加速度的方向与偏离平衡位置方向相反，则判定铁塔处于倒塔状态，并执行步骤(6)； [0039] 步骤(6)，微控制器通过433Mhz无线模块向变电站内的闭锁信号接收单元外发出自动重合闸闭锁信号，持续时间10s，并延时重启； [0040] 步骤(7)闭锁信号接收单元接收自动重合闸闭锁，并传送给变电站内的保护装置进行闭锁重合闸动作，实现闭锁重合闸，若经过10s后保护未动作，说明发生了误判，记录误判，进行故障排查。 [0041] 上述的对铁塔的平衡位置进行标定，铁塔的标定平衡位置与铁塔的实际平衡位置之间的误差在5°‐10°，依据铁塔高度、基座大小和重心位置确定，保证大于铁塔重心恰好偏离底面基座时的偏角即可，优选5°。 [0042] 所述加速度阈值为1m·s‐2，需要大于重力加速度在倾倒方向的分量。 [0043] 综上所述，本发明的检测倒塔故障的闭锁自动重合闸装置及方法，能够在发生倒塔故障时，及时闭锁重合闸，提高了重合成功率，防止其他电气设备受到多次短路电流冲击而损坏，减小对电力系统的冲击，具有良好的应用前景。 |
||||||
