專利名稱：低頻減載及過切后高周加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應(yīng)用于電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制領(lǐng)域第三道防線的裝置，特別是一種電網(wǎng)發(fā)生頻率事故后電力系統(tǒng)迅速恢復(fù)的過程中，在保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下快速恢 復(fù)向用戶供電的低頻減載及過切后高周加載裝置。
背景技術(shù)：
在電網(wǎng)事故狀態(tài)下，由于電力系統(tǒng)內(nèi)電源和負(fù)荷失去平衡，母線的頻率將發(fā)生大 幅度的改變，需要采取緊急控制措施，防止事故擴大。為保證在突然發(fā)生有功功率缺額后， 使保留運行的負(fù)荷容量能隨時與運行中的發(fā)電容量相適應(yīng)，迅速使系統(tǒng)頻率恢復(fù)到額定 值，必須配置按頻率降低自動減負(fù)荷裝置。這類裝置具有根據(jù)母線頻率降低的程度和速率 來切除部分負(fù)荷以達(dá)到電力系統(tǒng)平衡的功能。在電網(wǎng)發(fā)生功率缺額引起母線頻率下降的情況下，裝置自動減負(fù)荷使母線頻率恢 復(fù)到高于所希望的恢復(fù)頻率，以及電力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量未得到充分利用情況下的減載動 作行為，都視為“過切”。目前電網(wǎng)所采取的低頻減載方案普遍存在“過切”。應(yīng)對過切的傳 統(tǒng)解決方案是利用頻率變化率df/dt作為判據(jù)開放或閉鎖基本輪出口、增加裝置的動作輪 次、降低裝置的首輪動作頻率等三類措施。然而不同機組跳間引起的頻率變化率df/dt不盡相同，使得頻率變化閉鎖低頻動 作或加速低頻動作的定值不易設(shè)置，設(shè)置不當(dāng)會造成大機組跳間時裝置拒切負(fù)荷或發(fā)生短 路故障時裝置誤切負(fù)荷；而增加裝置的動作輪次雖然可以細(xì)化各輪次的減負(fù)荷量，但只能 盡可能減少某個輪次的過切量，對多個輪次動作切負(fù)荷或已經(jīng)發(fā)生的過切則無能為力；為 了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，低頻減載裝置的首輪動作頻率也不可能設(shè)置的很低，其動作時也有可 能造成過切。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種低頻減載及過切后高周加 載裝置，其可在低頻減載動作后，根據(jù)母線頻率的恢復(fù)情況，在母線頻率高于所希望的恢復(fù) 頻率時，按照負(fù)荷的重要性重新投入部分低頻減載已切除的線路，使保留運行的電力系統(tǒng) 部分能迅速恢復(fù)到所希望的恢復(fù)頻率內(nèi)，使故障后的母線頻率不長期懸浮于某一過高數(shù) 值，以盡最大可能滿足較重要的客戶連續(xù)、可靠用電的需要。為了達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是—種低頻減載及過切后高周加載裝置，包括主機板、電壓互感器、濾波器、光耦隔 離控制電路、輸出中間繼電器、出口繼電器、人機界面模塊，主機板由單片機控制，并設(shè)有AD 轉(zhuǎn)換芯片、開關(guān)量信號調(diào)理模塊和信號處理模塊；人機界面模塊與主機板連接，通過人機界 面模塊將控制定值及出口定值設(shè)定在主機板上；電壓互感器與濾波器串聯(lián)后與主機板連 接，電網(wǎng)母線電壓經(jīng)過電壓互感器轉(zhuǎn)換為弱電信號后，通過濾波器進行濾波，然后傳輸給主 機板，由主機板的AD轉(zhuǎn)換芯片將獲得的母線電壓的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號并采集出母線的頻率；光耦隔離控制電路與主機板連接，電網(wǎng)的各種開關(guān)量信號經(jīng)過光隔離進入主機板， 由開關(guān)量信號調(diào)理模塊把開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，并輸入到主機板的信號處理模 塊；輸出中間繼電器與出口繼電器串聯(lián)后與主機板的輸出端連接，主機板的信號處理模塊 對采集的各種信號進行判定后，控制輸出中間繼電器，由輸出中間繼電器再驅(qū)動出口繼電 器，以空接點方式對負(fù)荷線路進行跳開或合閘的控制。主機板根據(jù)設(shè)定的控制定值及出口定值，基于母線的電壓及頻率，判 斷電力系統(tǒng) 是否發(fā)生頻率故障，結(jié)合經(jīng)過光隔離進入主機板的各種開關(guān)量信號，進行低頻減載和低頻 過切后高周加載判斷，經(jīng)過出口邏輯電路同時控制輸出中間繼電器，再驅(qū)動相應(yīng)的出口繼 電器，以空接點方式對負(fù)荷線路進行跳開或合閘的控制，使電力系統(tǒng)的頻率問題得到緩解。為了保證電力系統(tǒng)檢修人員人身安全及設(shè)備的安全，高周合閘線路出口前做了如 下考慮低頻減載切除的線路才可以作為高周合閘線路，低頻動作前停運或檢修的線路不 進行高周合閘，防止合閘正在檢修的線路造成人身傷亡或設(shè)備的損壞；低頻動作切除但實 際沒有跳開的線路不進行高周合閘，線路已經(jīng)是合閘位置不用再對其進行操作，減少對設(shè) 備的沖擊；高周加載動作合閘一次不成功的線路不可再次合閘，避免對操作機構(gòu)有問題的 線路持續(xù)進行合閘操作損壞設(shè)備。為了防止在高周加載后又出現(xiàn)母線低頻，引起裝置反復(fù)動作的情況，在主機板上 設(shè)置手動復(fù)位控制模塊，當(dāng)高周加載動作返回后，需要手動復(fù)位才可以在下次低頻動作后 開放高周加載功能，否則之后裝置高周功能閉鎖，只具備普通的低頻減載功能。本實用新型在電網(wǎng)母線原頻率緊急控制裝置的基礎(chǔ)上增加接入線路的開關(guān)位置 接點，不影響發(fā)生低頻及頻率變化時傳統(tǒng)動作邏輯，有效實現(xiàn)受端系統(tǒng)在突然失去大電源 后低頻減載及低頻過切后進行高周加載，實現(xiàn)系統(tǒng)平衡，避免突發(fā)事件破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定性 和連鎖故障引起的大面積停電事故，具有適應(yīng)性強、擴展能力好、經(jīng)濟效益顯著等特點，保 證了對用戶的穩(wěn)定可靠供電。
圖1是本實用新型的電路原理框圖。
具體實施方式
在圖中所示的原理中，本實用新型包括主機板、電壓互感器、濾波器、光耦隔離控 制電路、輸出中間繼電器、出口繼電器、人機界面模塊；主機板由單片機控制，并設(shè)有AD轉(zhuǎn)換芯片、開關(guān)量信號調(diào)理模塊、信號處理模塊；人機界面模塊與主機板連接，包括鍵盤、顯示器，通過鍵盤將控制定值及出口定值 經(jīng)人機界面模塊設(shè)定在主機板上并存貯；電壓互感器與濾波器串聯(lián)后與主機板連接，所采集的電網(wǎng)母線電壓經(jīng)過電壓互感 器轉(zhuǎn)換為弱電信號后，通過濾波器進行濾波，然后傳輸給主機板，由主機板的AD轉(zhuǎn)換芯片 將獲得的母線電壓的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號并采集出母線的頻率；光耦隔離控制電路與主機板連接，電網(wǎng)的各種開關(guān)量信號經(jīng)過光隔離后進入主機 板；開關(guān)量信號包括各種功能壓板、線路的開關(guān)位置接點(反應(yīng)變電站內(nèi)設(shè)備的工況)等， 是進行高周加載線路選擇的重要信號。采用光耦隔離電路，隔離了強電信號對數(shù)字弱電系統(tǒng)的干擾。 輸出中間繼電器與出口繼電器串聯(lián)后與主機板的輸出端連接，主機板的信號處理模塊對采集的各種信號及根據(jù)設(shè)定的定值來進行低頻減載及過切后的高周加載判斷，判斷 結(jié)果通過出口邏輯電路輸出到輸出中間繼電器，由輸出中間繼電器再驅(qū)動出口繼電器，以 空接點方式對負(fù)荷線路進行跳開或合閘的控制。
權(quán)利要求一種低頻減載及過切后高周加載裝置，其特征在于包括主機板、電壓互感器、濾波器、光耦隔離控制電路、輸出中間繼電器、出口繼電器、人機界面模塊；主機板由單片機控制，并設(shè)有AD轉(zhuǎn)換芯片、開關(guān)量信號調(diào)理模塊、信號處理模塊；人機界面模塊與主機板連接，包括鍵盤、顯示器；電壓互感器與濾波器串聯(lián)后與主機板連接；光耦隔離控制電路與主機板連接；輸出中間繼電器與出口繼電器串聯(lián)后與主機板的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻減載及過切后高周加載裝置，其特征在于在主機板上 設(shè)置手動復(fù)位控制模塊。
專利摘要本實用新型提供了一種低頻減載及過切后高周加載裝置，包括主機板、電壓互感器、濾波器、光耦隔離控制電路、輸出中間繼電器、出口繼電器、人機界面模塊，主機板由單片機控制，人機界面模塊與主機板連接，電壓互感器與濾波器串聯(lián)后與主機板連接，光耦隔離控制電路與主機板連接，輸出中間繼電器與出口繼電器串聯(lián)后與主機板的輸出端連接。本實用新型在不影響發(fā)生低頻及頻率變化時傳統(tǒng)低頻減載裝置動作邏輯的基礎(chǔ)上，有效實現(xiàn)受端系統(tǒng)在出現(xiàn)低頻過切后進行高周加載，實現(xiàn)系統(tǒng)有功平衡，避免突發(fā)事件破壞電網(wǎng)的穩(wěn)定性和連鎖故障引起的大面積停電事故，具有適應(yīng)性強、擴展能力好、經(jīng)濟效益顯著等特點，保證了對用戶的穩(wěn)定可靠供電。
文檔編號H02J3/14GK201570863SQ200920266508
公開日2010年9月1日 申請日期2009年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月25日
發(fā)明者吳育堅, 李獻, 楊卓, 潘曉強, 胡劍琛, 趙鳳德, 邢濤, 陳笑, 魏國清 申請人:海南電網(wǎng)公司