用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)的制作方法
1.本發(fā)明涉及自愈式直流系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2.高壓變電站內(nèi)的直流系統(tǒng)為站內(nèi)控制器件提供電源，保證變電站各項動作的正常運行，是電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運行的重要組成部分，如果直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致直流電源缺失，會由于各控制器的動作失效直接導(dǎo)致變電站的癱瘓，因此直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常重要，通常采用多充多饋形式保證直流系統(tǒng)不掉電。
3.而隨著電網(wǎng)的量級越來越大，組網(wǎng)的變電站數(shù)量越來越多，單一變電站直流系統(tǒng)的小概率故障在會在整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性風(fēng)險中放大，如何保障整體電網(wǎng)中變電站的高可靠性非常重要，現(xiàn)有直流電源系統(tǒng)開始最求故障自愈功能，需要直流系統(tǒng)能夠?qū)收线M行自動識別和修復(fù)，例如發(fā)表于《電力電子技術(shù)》2021年11月的論文《基于故障自愈及錄播技術(shù)的站用直流電源系統(tǒng)》就針對直流系統(tǒng)的典型問題譬如母線失壓、交流侵入直流、蓄電池組開路等進行了故障的檢測個自愈式解決研究。
4.直流系統(tǒng)充電屏的交流電源處是整個直流系統(tǒng)的初始電源來源，在交流電源處會設(shè)置浪涌保護器對電源的尖峰電流或者電壓進行分流，避免電涌對回路中的設(shè)備造成損害，特別是在電源系統(tǒng)遭遇雷擊時，能夠在極短的時間內(nèi)將雷擊電壓能量泄放到大地。浪涌保護器的此種低壓阻流高壓通流特性由其內(nèi)部的壓敏電阻提供，但隨著頻繁的過電壓和產(chǎn)品老化，壓敏電阻的非線性性能降低，此時電涌保護器就要持續(xù)發(fā)熱，此時通過浪涌保護器熱脫離機構(gòu)將浪涌保護器與電路斷開，防止浪涌保護器過度發(fā)熱而引起火災(zāi)。
5.現(xiàn)有直流系統(tǒng)交流電源端雖然設(shè)置了浪涌保護器，也將監(jiān)測浪涌保護器接通狀態(tài)的遙信端子接入了監(jiān)控系統(tǒng)，但當(dāng)浪涌保護器產(chǎn)生熱脫離或者由于雷擊或者短路等其他原因?qū)е吕擞勘Ｗo器與線路切斷時，線路即失去了瞬間尖峰電壓電流的保護功能，且不能判斷浪涌保護器的切斷原因，更不能完成自修復(fù)，使直流系統(tǒng)處在危險之中。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
6.本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)，對變電站直流系統(tǒng)的浪涌保護器提供更可靠的保護方案、狀態(tài)監(jiān)控和識別及故障類型識別。
7.為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)，包括電源以及與電源連接的第一浪涌保護器blq1，第一浪涌保護器blq1一端與地線pe電連接，電源還通過接觸器j2與第二浪涌保護器blq2電連接，第二浪涌保護器blq2一端與地線pe電連接，第一浪涌保護器blq1和第二浪涌保護器blq2上分別設(shè)有第一浪涌保護器遙信端子a1和第二浪涌保護器遙信端子a2，第一浪涌保護器遙信端子a1和第二浪涌保護器遙信端子a2與控制器e1的輸入端電連
接，控制器e1輸出端與接觸器j2的控制線圈電連接。
8.上述的電源上設(shè)有互感器ct1-ct3，互感器ct1-ct3與控制器e1輸入端電連接。
9.上述的互感器ct1-ct3為電壓或/和電流互感器。
10.優(yōu)化的方案中，上述的控制器e1輸入端與雷電探測儀d1電連接，雷電探測儀d1設(shè)置在直流系統(tǒng)外用于檢測當(dāng)前區(qū)域的各種類型的閃電。
11.優(yōu)化的方案中，上述的第一浪涌保護器blq1通過接觸器j1接入電源。
12.上述的接觸器j1和接觸器j2形成互鎖。
13.上述的控制器e1設(shè)有通訊接口用于遠(yuǎn)程通訊。
14.上述的控制器e1輸出端與聲光報警電路連接。
15.上述的電源為交流電源，交流電源為直流系統(tǒng)的充電屏提供電源，直流系統(tǒng)設(shè)有兩段直流母線且通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可互相向另外一段母線供電，直流系統(tǒng)設(shè)有兩個充電屏為兩段母線供電并向蓄電池屏提供充電電源，接觸器j1和接觸器j2的控制線圈及控制器e1由蓄電池屏提供電源。
16.本發(fā)明提供的一種用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝焕擞勘Ｗo器blq1失效出現(xiàn)與電源切斷現(xiàn)象時，第一浪涌保護器遙信端子a1失電并由控制器e1感知，控制器e1控制接觸器j2吸合將第二浪涌保護器blq2投入，通過第二浪涌保護器blq2為電源繼續(xù)提供保護，防止雷擊等造成對設(shè)備的損壞，接觸器j2吸合的同時，控制器e1發(fā)出聲光警報，并向遠(yuǎn)程發(fā)出告警信號提醒對第一浪涌保護器blq1的壓敏電阻模塊進行更換。
附圖說明
17.下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明：圖1為本發(fā)明的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)電氣原理圖；圖2為本發(fā)明的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)優(yōu)化方案一的電氣原理圖；圖3為本發(fā)明的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)優(yōu)化方案二的電氣原理圖圖4為控制器e1的電氣連接示意圖；圖5為控制器e1的通訊接口電路。
18.其中：三相火線l1-l3、零線n、第一浪涌保護器blq1、第一浪涌保護器遙信端子a1、第二浪涌保護器blq2、第二浪涌保護器遙信端子a2、接觸器j1、接觸器j2、控制器e1、互感器ct1-ct3、雷電探測儀d1、地線pe。
具體實施方式
19.如圖1中所示，用于自愈式直流系統(tǒng)的自修復(fù)式防雷器系統(tǒng)，包括電源以及與電源連接的第一浪涌保護器blq1，第一浪涌保護器blq1一端與地線pe電連接，電源還通過接觸器j2與第二浪涌保護器blq2電連接，第二浪涌保護器blq2一端與地線pe電連接，第一浪涌保護器blq1和第二浪涌保護器blq2上分別設(shè)有第一浪涌保護器遙信端子a1和第二浪涌保護器遙信端子a2，第一浪涌保護器遙信端子a1和第二浪涌保護器遙信端子a2與控制器e1的輸入端電連接，控制器e1輸出端與接觸器j2的控制線圈電連接。
20.在正常工作時，由第一浪涌保護器blq1對電源提供保護，當(dāng)短路、雷擊等出現(xiàn)尖峰電流或者尖峰電壓時，第一浪涌保護器blq1內(nèi)的壓敏電阻阻抗降低進行分流，從而保證電
源后端負(fù)載設(shè)備的安全，當(dāng)?shù)谝焕擞勘Ｗo器blq1失效出現(xiàn)與電源切斷現(xiàn)象時，第一浪涌保護器遙信端子a1失電并由控制器e1感知，控制器e1控制接觸器j2吸合將第二浪涌保護器blq2投入，通過第二浪涌保護器blq2為電源繼續(xù)提供保護，防止雷擊等造成對設(shè)備的損壞，接觸器j2吸合的同時，控制器e1發(fā)出聲光警報，并向遠(yuǎn)程發(fā)出告警信號提醒對第一浪涌保護器blq1的壓敏電阻模塊進行更換。
21.如圖1中所示，上述的電源上設(shè)有互感器ct1-ct3，互感器ct1-ct3與控制器e1輸入端電連接。
22.上述的互感器ct1-ct3為電壓或/和電流互感器。
23.通過互感器ct1-ct3可以對電源電路的電壓或/和電流進行檢測，當(dāng)電源中出現(xiàn)瞬時尖峰電流或者尖峰電壓，比如雷擊或者電氣短路時，第一浪涌保護器blq1可以進行分流，但在電源端，還是會出現(xiàn)電壓和電流波動，通過檢測此種波動類型，結(jié)合第一浪涌保護器遙信端子a1斷開信號的時間戳，控制器e1可以得知第一浪涌保護器blq1斷開連接的原因，當(dāng)波動類型為單相短路且超出浪涌保護器的分流能力時，第二浪涌保護器blq2投入后進行分流后也會因為發(fā)熱導(dǎo)致熱脫離，第二浪涌保護器遙信端子a2發(fā)出第二浪涌保護器blq2斷開信號，此時控制器e1向直流系統(tǒng)發(fā)出告警信號，提醒直流系統(tǒng)斷開當(dāng)前電源段連接，該有其他段進行供電，保證安全。
24.優(yōu)化的方案如圖2-4中所示，上述的控制器e1輸入端與雷電探測儀d1電連接，雷電探測儀d1設(shè)置在直流系統(tǒng)外用于檢測當(dāng)前區(qū)域的各種類型的閃電，圖4中，控制器e1輸入端端子lt1、lt2為雷電探測儀d1的通訊端子，為控制器e1提供雷電位置、時間及大小等參數(shù)信息，對比互感器ct1-ct3的監(jiān)測數(shù)據(jù)及第一浪涌保護器blq1的狀態(tài)，可以得知第一浪涌保護器blq1的熱脫離原因，并為直流系統(tǒng)的防雷保護及尖峰電壓和電流分流性能提供數(shù)據(jù)支撐。
25.通過雷電探測儀d1探測當(dāng)前區(qū)域的閃電，并結(jié)合第一浪涌保護器遙信端子a1的斷開時間點，判斷第一浪涌保護器blq1是否由于雷擊導(dǎo)致斷開，如果是因為雷擊斷開，迅速使接觸器j2吸合將第二浪涌保護器blq2投入，繼續(xù)對電源進行保護，防止二次雷擊導(dǎo)致負(fù)載設(shè)備損壞。
26.優(yōu)化的方案如圖3中所示，上述的第一浪涌保護器blq1通過接觸器j1接入電源。
27.當(dāng)雷擊的能量超過第一浪涌保護器blq1的分流能力時，可能會導(dǎo)致浪涌保護器內(nèi)部的壓敏電阻的線性變阻特性發(fā)生改變，當(dāng)雷擊導(dǎo)致第一浪涌保護器blq1產(chǎn)生熱脫離時，由于電源為多相，當(dāng)?shù)谝焕擞勘Ｗo器遙信端子a1發(fā)出斷開信號時，根據(jù)發(fā)熱大小會有已熱脫離和未熱脫離的，為保證已發(fā)生特性改變的壓敏電阻導(dǎo)致電路故障，將接觸器j1完全斷開第一浪涌保護器blq1與電源的連接，接觸器j2合閘使全新未使用的第二浪涌保護器blq2投入對電源進行保護。
28.上述的接觸器j1和接觸器j2形成互鎖。
29.如圖4和5示，上述的控制器e1設(shè)有通訊接口用于遠(yuǎn)程通訊，控制器e1的通訊端子txd、rxd與rs485通訊芯片連接，外設(shè)可以通過rs485通訊接口與控制器e1通訊。
30.通過通訊接口將控制器e1診斷第一浪涌保護器blq1的熱脫離原因及當(dāng)前兩組浪涌保護器的狀態(tài)發(fā)送至直流系統(tǒng)的監(jiān)控器或者控制器，對電源的浪涌保護狀態(tài)、分流情況、熱脫離原因以及故障原因等進行識別和記錄，為直流系統(tǒng)的整體控制策略提供數(shù)據(jù)支撐，
控制器e1也可接收直流系統(tǒng)控制器或監(jiān)控器發(fā)送的當(dāng)前電源所供負(fù)載及各開關(guān)的監(jiān)控信息，并決定在第一浪涌保護器blq1熱脫離時采取何種策略，當(dāng)熱脫離由相間短路時，除了接觸器j2合閘并由第二浪涌保護器blq2進行分流外，還需要對相間短路處的開關(guān)進行斷路操作。
31.如圖4中所示，上述的控制器e1輸出端與聲光報警電路連接，端子alarm由控制器e1提供告警信號并使led2輸出告警光，端子buzeer有控制器e1提供告警信號并使蜂鳴器buzeer1發(fā)出告警聲提醒。
32.上述的電源為交流電源，交流電源為直流系統(tǒng)的充電屏提供電源，直流系統(tǒng)設(shè)有兩段直流母線且通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可互相向另外一段母線供電，直流系統(tǒng)設(shè)有兩個充電屏為兩段母線供電并向蓄電池屏提供充電電源，接觸器j1和接觸器j2的控制線圈及控制器e1由蓄電池屏提供電源。
33.兩個充電屏的交流電源都設(shè)有上述的浪涌保護器控制電路，在一段母線發(fā)生浪涌保護器脫離時，通過判斷故障所屬母線上的開關(guān)狀態(tài)及故障類型，可以決定斷開當(dāng)前母線的電源并由另一母線提供電源。
