一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统及方法，防误闭锁控制系统，每个接触器正电源电缆下端串接了电流检测芯片，该芯片固定在电缆线上，芯片实时采集每个接触器回路中的电流信号，该电流信号通过电缆与外部接触器控制装置连接，并通过模数转换芯片传递给微处理器，由控制器按照两电三充回路防误闭锁逻辑、实现对每个直流接触器的控制，实现了自动控制代替原技术方案中的人工控制，避免了各种误操作引起的事故。

An anti error locking control system and method for substation DC system

Interlock control system and method of the invention discloses a substation DC system, interlock control system, power cable is connected in series with each contactor current detection chip, the chip is fixed on the cable line, the current signal acquisition chip each contactor in the circuit, the current signal through a cable connected with external contactor the control device, and through the analog-to-digital conversion chip transfer to the microprocessor by the controller according to the two and three electric charge loop anti maloperation logic, to achieve control of each DC contactor, realizes automatic control instead of manual control in the original scheme, to avoid the accident caused by the misoperation of various.

【技术实现步骤摘要】
一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统及方法
本专利技术属于变电站设备控制领域，具体涉及一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统及方法。
技术介绍
330kV及以上电压等级变电站直流系统一般采用两电三充配置，包括两组蓄电池、三组充电模块，二者组合起来为变电站内开关、UPS电源、重要通讯装置等提供可靠的工作电源。目前，变电站直流系统两电三充回路中蓄电池组、充电模块与直流母线采用隔离开关连接的方式，这些隔离开关之间无加装机械或电气联锁装置，会出现以下现象：1)刀闸标签偶然脱落，更新标签过程出现标签名称错误，运维人员意外拉开一组蓄电池隔离开关，导致该组蓄电池长期脱离直流母线。2)人员直流专业薄弱，对部分刀闸作用认识不足，在一组蓄电池组隔离开关故障的情况下，若另一组蓄电池组隔离开关故障，将造成两组蓄电池组同时脱离直流母线。3)任一组直流充电模块故障，但是备用充电模块不自动投入，导致剩余一组充电模块过负荷工作，影响充电模块使用寿命。4)变电站站用变低压脱口不带延时，在站用交流电源失去后，若因两组蓄电池隔离开关偶然断开，将出现交、直流电源缺失，保护拒动，故障越级的后果。其中，第4种现象是最严重的，也曾在某电力公司出现过由此引发的事故。针对蓄电池组、充电模块不设置防误闭锁功能，导致出现的以上现象，国内有关人员提出了在直流系统检修期间，增加备用电源的解决方案，但该方案仅局限于配置为单电单充的110kV及以下电压等级变电站直流系统，无法适用在两电三充配置的直流系统中。因此，有必要提出一种带防止误操作的两电三充闭锁方法。
技术实现思路
针对克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统及方法，利用两电三充各回路状态量检测、防误闭锁逻辑判断、直流接触器自动控制的闭锁方式，实现两组蓄电池组、三组充电模块与两段直流母线智能连接、保证直流系统稳定运行。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统，变电站直流系统为由第一蓄电池组、第二蓄电池组、充电模块一、充电模块二和充电模块三组成的两电三充系统；第一蓄电池组通过第一蓄电池组接触器与直流1段母线连接，第二蓄电池组通过第二蓄电池组接触器与直流1段母线连接；充电模块一通过充电模块一接触器与直流1段母线连接，充电模块二通过充电模块二接触器与直流2段母线连接，充电模块三通过充电模块三总隔离开关分别与充电模块三1路接触器和充电模块三2路接触器连接，并分别与直流1段母线、直流2段母线连接，直流1段母线和直流2段母线通过直流双母线联络隔离开关相连；微处理器通过模数转换芯片与6个电流检测芯片相连，6个电流检测芯片电流输入通道分别与充电模块一接触器、充电模块二接触器、第一蓄电池组接触器、第二蓄电池组接触器、充电模块三1路接触器、充电模块三2路接触器正电源电缆线串接；微处理器还分别通过6个光耦驱动模块与充电模块一接触器、充电模块二接触器、第一蓄电池组接触器、第二蓄电池组接触器、充电模块三1路接触器、充电模块三2路接触器的线圈连接，所述6个接触器线圈另一端互相短接。进一步，电流检测芯片采用霍尔式电流检测芯片。进一步，所述的霍尔式电流检测芯片输出的6路电压模拟信号通过模数转换芯片转换为12位数字信号，该信号被微处理器接收。进一步，微处理器、模数转换芯片和电流检测芯片工作电压采用DC5V，光耦驱动模块的工作电压采用DC24V。一种变电站直流系统的防误闭锁控制方法，通过电流检测芯片采集充电模块一接触器、充电模块二接触器、第一蓄电池组接触器、第二蓄电池组接触器、充电模块三1路接触器、充电模块三2路接触器电流，当采集各回路电流信号，微处理器判断出每组直流接触器逻辑状态0或1后，微处理器开始进行逻辑闭锁处理，闭锁逻辑有三种，分别为蓄电池组闭锁、充电模块闭锁和蓄电池组充电模块双重闭锁；蓄电池组闭锁，定义为两组蓄电池组不能同时脱离直流母线，即逻辑状态不能同时为0；充电模块联锁，定义为两组充电模块不能同时脱离直流母线，即逻辑状态不能同时为0；两组充电模块任一组脱离母线，第三组充电模块自动投入，即当充电模块一脱离直流母线，则充电模块三1路接触器投入；当充电模块二脱离直流母线，则充电模块三2路接触器投入；蓄电池组充电模块双重闭锁，定义为蓄电池组和充电模块不能同时脱离直流母线。进一步，逻辑闭锁处理采用C语言编程实现，包括一个主程序，三个子程序；主程序不间断采集充电模块一接触器、充电模块二接触器、第一蓄电池组接触器、第二蓄电池组接触器、充电模块三1路接触器、充电模块三2路接触器电流数据；当判断出第一蓄电池组接触器或第二蓄电池组接触器任一电流逻辑量为0，主程序跳转至中蓄电池闭锁子程序，由该程序决定第一蓄电池组接触器和第二蓄电池组接触器不能同时断开，实现蓄电池闭锁判断并返回至主程序进行下一次循环；当主程序判断出充电模块一接触器或充电模块二接触器任一电流逻辑量为0，立即跳转至充电模块闭锁子程序，由该程序决定充电模块一接触器和充电模块二接触器不能同时断开，同时决定充电模块三1路接触器或充电模块三2路接触器相应投入信号，实现充电模块闭锁判断并返回至主程序进行下一次循环；当主程序判断出充电模块一接触器、充电模块二接触器、第一蓄电池组接触器、第二蓄电池组接触器中，第一蓄电池组接触器和充电模块一接触器电流逻辑量同时为0，主程序跳转至蓄电池充电模块双重闭锁子程序，由该程序决定充电模块二接触器和第二蓄电池组接触器不能断开，决定充电模块三1路接触器和充电模块三2路接触器同时投入信号，实现蓄电池充电模块双重闭锁。本专利技术采用的回路状态量检测、防误闭锁逻辑判断、直流接触器自动控制的两电三充回路闭锁方式，把隔离开关代替为直流接触器，实现了自动控制代替原技术方案中的人工控制，避免了各种误操作引起的事故。与现有技术相比，本专利技术还具有以下特点：(1)把隔离开关代替为直流接触器，实现了自动控制代替原技术方案中的人工控制，避免了各种误操作引起的事故。(2)在满足充电模块闭锁、蓄电池组闭锁和充电模块和蓄电池组双重闭锁逻辑的前提下，可以灵活控制任意回路中的直流接触器，有利于提升直流系统设备的日常运维及检修工作效率。(3)当出现任意组充电模块故障的情况，备用充电模块可以快速自动投入，充分发挥了备用充电模块的作用。附图说明图1是变电站直流系统图图2是直流接触器控制装置电路图图中：1-充电模块一接触器；2-充电模块二接触器；3-第一蓄电池组接触器；4-第二蓄电池组接触器；5-充电模块三1路接触器；6-充电模块三2路接触器；7-充电模块三总隔离开关；8-第一蓄电池组8；9-第二蓄电池组9；10-充电模块一；11-充电模块二；12-充电模块三；13-直流1段母线；14-直流2段母线；15-直流双母线联络隔离开关；20-89C52RC单片机；21-霍尔式电流检测模块；22-TLC2543模数转换芯片；23-光耦驱动模块。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述：参见图1，本专利技术的变电站直流系统图，包括第一蓄电池组8、第二蓄电池组9和充电模块一10、充电模块二11、充电模块三12组成的两电三充配置，其中，第一蓄电池组8通过第一蓄电池组接触器3与直流1段母线13连接，第二蓄电池组9通过第二蓄电池组接触器4与直流1段母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统，其特征在于：变电站直流系统为由第一蓄电池组(8)、第二蓄电池组(9)、充电模块一(10)、充电模块二(11)和充电模块三(12)组成的两电三充系统；第一蓄电池组(8)通过第一蓄电池组接触器(3)与直流1段母线(13)连接，第二蓄电池组(9)通过第二蓄电池组接触器(4)与直流1段母线(13)连接；充电模块一(10)通过充电模块一接触器(1)与直流1段母线(13)连接，充电模块二(11)通过充电模块二接触器(2)与直流2段母线(14)连接，充电模块三(12)通过充电模块三总隔离开关(7)分别与充电模块三1路接触器(5)和充电模块三2路接触器(6)连接，并分别与直流1段母线(13)、直流2段母线(14)连接，直流1段母线(13)和直流2段母线(14)通过直流双母线联络隔离开关(15)相连；微处理器通过模数转换芯片与6个电流检测芯片相连，6个电流检测芯片电流输入通道分别与充电模块一接触器(1)、充电模块二接触器(2)、第一蓄电池组接触器(3)、第二蓄电池组接触器(4)、充电模块三1路接触器(5)、充电模块三2路接触器(6)正电源电缆线串接；微处理器还分别通过6个光耦驱动模块与充电模块一接触器(1)、充电模块二接触器(2)、第一蓄电池组接触器(3)、第二蓄电池组接触器(4)、充电模块三1路接触器(5)、充电模块三2路接触器(6)的线圈连接，所述6个接触器线圈另一端互相短接。...

【技术特征摘要】
1.一种变电站直流系统的防误闭锁控制系统，其特征在于：变电站直流系统为由第一蓄电池组(8)、第二蓄电池组(9)、充电模块一(10)、充电模块二(11)和充电模块三(12)组成的两电三充系统；第一蓄电池组(8)通过第一蓄电池组接触器(3)与直流1段母线(13)连接，第二蓄电池组(9)通过第二蓄电池组接触器(4)与直流1段母线(13)连接；充电模块一(10)通过充电模块一接触器(1)与直流1段母线(13)连接，充电模块二(11)通过充电模块二接触器(2)与直流2段母线(14)连接，充电模块三(12)通过充电模块三总隔离开关(7)分别与充电模块三1路接触器(5)和充电模块三2路接触器(6)连接，并分别与直流1段母线(13)、直流2段母线(14)连接，直流1段母线(13)和直流2段母线(14)通过直流双母线联络隔离开关(15)相连；微处理器通过模数转换芯片与6个电流检测芯片相连，6个电流检测芯片电流输入通道分别与充电模块一接触器(1)、充电模块二接触器(2)、第一蓄电池组接触器(3)、第二蓄电池组接触器(4)、充电模块三1路接触器(5)、充电模块三2路接触器(6)正电源电缆线串接；微处理器还分别通过6个光耦驱动模块与充电模块一接触器(1)、充电模块二接触器(2)、第一蓄电池组接触器(3)、第二蓄电池组接触器(4)、充电模块三1路接触器(5)、充电模块三2路接触器(6)的线圈连接，所述6个接触器线圈另一端互相短接。2.根据权利要求1所述的变电站直流系统的防误闭锁控制系统，其特征在于：电流检测芯片采用霍尔式电流检测芯片。3.根据权利要求1所述的变电站直流系统的防误闭锁控制系统，其特征在于：所述的霍尔式电流检测芯片输出的6路电压模拟信号通过模数转换芯片转换为12位数字信号，该信号被微处理器接收。4.根据权利要求1所述的变电站直流系统的防误闭锁控制系统，其特征在于：微处理器、模数转换芯片和电流检测芯片工作电压采用DC5V，光耦驱动模块的工作电压采用DC24V。5.一种基于权利要求1所述防误闭锁控制系统的变电站直流系统的防误闭锁控制方法，其特征在于：通过电流检测芯片采集充电模块一接触器(1)、充电模块二接触器(2)、第一蓄电池组接触器(3)、第二蓄电池组接触器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：和健，李柯娜，陈公来，张军，郑勇，薛大勇，潘绪振，刘红苗，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司检修公司，西安科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11