[实用新型]一种可控串补避雷器保护装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力系统柔性交流输电领域，特别是一种可控串补避雷器保护装置。 

背景技术

此前可控串补避雷器保护通常只针对避雷器的泄漏电流、导通电流和避雷器动作情况启动保护功能，但在可控串补系统发生区内故障或区外故障时，流过避雷器的电流大小变化也是有很大不同的。在电流变化很大时，检测线路电流波形即时关断晶闸管。在电流变化很小的过程中，还应特别关注避雷器能量的变化。能量累积过大也会导致避雷器爆炸。在发生重合闸信号时，还需要参考避雷器累积的能量，确定是否需要导通晶闸管。以此从系统层面达到保护避雷器的目的。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种可控串补避雷器保护装置，增强了对避雷器的保护能力，在可控串补系统发生重合闸信号、区内故障或区外故障时，根据故障情况结合流过避雷器的电流，选择相对应的保护策略。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种可控串补避雷器保护装置，包括电源板、与电源板相连的CPU板、与CPU板的输入端相连的开入量板和模拟量采集板、与CPU板的输出端相连的开出量板和光纤触发板，所述开入量板与可控串补系统中各开关和断路器节点相连用于检测系统的开关状态；所述模拟量采集板用于测量线路二次电流和电压、避雷器电流、电容器电压和电流；开出量板与开关操作机构相连，用于控制各开关和断路器分与合操作；所述光纤触发 板与晶闸管阀组上的触发板相连接，从而控制晶闸管的导通或阻断。 

所述CPU板主要由ARM和FPGA组成；所述ARM处理器连接有RAM储存器、FLASH存储器和铁电存储器，FPGA连接有同步脉冲捕获模块以捕获电流和电压波形的上升沿和下降沿；FPGA与光纤触发板上的CPLD相连，发送晶闸管通断所需的光纤触发脉冲信号；所述CPU板的上端设置有数据通信的一个光以太网口、一个电以太网口和一个调试用RS485串行口。 

本实用新型可控串补避雷器保护装置至少具有以下优点：本实用新型集模拟量测量、数据计算与分析、开关状态检测、系统逻辑控制和数据通信于一体，功能集成度高，结构较以往设备更简化。依靠较为全面的数据测量点，参照可控串补系统状态，使得避雷器保护功能更完善，可靠性也得到提高。具有一个光以太网口和一个电以太网口，可作为变电站数据信息通信。一个RS485串行口作为系统调试和软件升级。装置所需的模拟量采集板和开入开出量板可以根据系统需要扩充，适用于可控串补系统对避雷器保护的需求。 

附图说明

图1是本实用新型装置的结构框图。 

图2是本实用新型装置各板卡的结构框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型可控串补避雷器保护装置做详细描述： 

请参阅图1及图2所示，本实用新型可控串补避雷器保护装置包括四部分，第一部分ARM与FPGA构成整个CPU单元，具有数据信息通信功能；第二部分模拟量采集，并测量电流和电压波形的上升沿和下降沿；第三部分对开关和断路器状态检测与控制的开入开出量板；第四部分发送晶闸管通断控制的光纤 触发脉冲信号。 

本实用新型的CPU单元主要由ARM处理器与FPGA共同组成，能同时进行多个任务的处理，通信口支持Modbus、TCP/IP等多种通信协议，其中，所述ARM处理器连接有RAM储存器、FLASH存储器和铁电存储器，FPGA连接有同步脉冲捕获模块。同时，FPGA与光纤触发板上的CPLD相连，发送晶闸管通断所需的光纤触发脉冲信号。 

下面，请参照图1所示，本实用新型保护装置包括电源板、与电源板相连的CPU板、与CPU板的输入端相连的开入量板和模拟量采集板、与CPU板的输出端相连的开出量板和光纤触发板。 

其中，所述电源板为整个保护装置供电，使用AC220V； 

所述CPU板的上端包括有一个光以太网接口和一个电以太网接口，其中，所述光以太网接口和电以太网接口用于与其它站控设备信息通信；所述CPU及通信板的下端通过端子接口与485通讯线相连后用于后台软件调试，可设置相应参数和发送开关分合命令；所述铁电存储器可在保护装置掉电时，保存系统重要参数、数据和通信设置；所述同步脉冲捕获模块可捕获电流和电压波形的上升沿和下降沿。 

所述开入量板与可控串补系统中各开关和断路器节点相连用于检测系统的开关状态；所述模拟量采集板用于测量线路二次电流和电压、避雷器电流、电容器电压和电流，额定测量电流5A，额定测量电压57.3V。