專利名稱：斷路器分合閘線圈保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型與電力系統(tǒng)自動化及無入值班變電站中的斷路器分合閘線圈保護裝置有關(guān)。
在自動化及無人值班變電站中，由于某些斷路器的操作機構(gòu)性能穩(wěn)定性較差，時有拒分拒合或輔助觸點斷不開的情況發(fā)生。在無人值班的情況下，不能及時切斷操作電源，即會造成燒毀分閘線圈，合閘接觸器以致合閘線圈。更為嚴重的是，還燒毀跳閘或合閘保持繼電器，以致燒毀繼電保護裝置的即制線路板，給安全運行帶來嚴重隱患。
本實用新型的目的這是提供一種體積小，功耗低，外接線簡單，便于現(xiàn)場安裝，成本低廉，安全可靠的斷路器分合閘線圈保護裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的電源電路1給大功率電子開關(guān)及消能電路2提供直流電，電路2的輸入接分合閘線圈HQ，TQ，大功率開關(guān)關(guān)斷控制電路3與電路2并聯(lián)，電路2的輸出接電流采樣及二極管限幅電路4，電路4的輸出接跳合閘操作判定及起動電路5使發(fā)光二極管DYD常亮，作為工作監(jiān)視燈，電路5的輸出接2秒延時判斷器拒分拒合電路6，電路6為運算放大器IC2C，電阻、電容組成的延時時間電路，若斷路器在2秒內(nèi)不能完成分閘或合閘過程，則IC2C輸出高電平，使控制電路3的晶體管BG3導通，從而關(guān)斷電路2，切斷斷路器的分閘或合閘電流，電路6輸出的高電平經(jīng)電阻R13組成的起動狀態(tài)自保持電路9輸入電路5使電路5的輸出保持在高電平狀態(tài)，電路6的輸出一路接由運管放大器IC2D和電阻，電容組成的延時1秒時間電路7，當電路3關(guān)斷1秒鐘，斷路器控制回路中的HBJ或TBJ可靠返回后，電路7輸出高電平送至運算放大器IC2B的反相輸入端，消除自保持電路10使大功率電子開關(guān)又重新導通。
電源電路1為開關(guān)逆變穩(wěn)壓電源將直流操作電源逆變?yōu)榫匦尾ń涣麟?，?jīng)整流濾波后提供給電路2直流電源，電路2由三極管BG1，BG2組成大功率電子開關(guān)，電路3由三極管BG3構(gòu)成，在運行中處于截止狀態(tài)，BG1，BG2的集電極接斷路器分合閘線圈HQ、TQ，壓敏電阻YM1、電容C1組成消能電路接于BG1，BG2的集電極和工作電源負極之間，電路4的采樣電阻R0接于BG1，BG2的發(fā)射極，運算放大器IC2A，將R0采樣電壓放大10倍后輸出到比較器IC2B的正相輸入端，IC2B的反相輸入端接可變電阻W2，調(diào)節(jié)W2即可確定起動電流，正常運行中，比較器IC2B輸出為低電平，發(fā)光二極管DYD常亮，起動時，IC2B輸出高電平，DYD熄滅。IC2B的輸出經(jīng)電阻R16，R17接運算放大器IC2C的正向輸入端，IC2C的反向輸入端接R14和R15，電容C5接于R16與R15之間，組成2秒延時判斷器的時間電路，若高壓斷路器在2秒內(nèi)還不能完成分閘或分閘過程，則運算放大器IC2C輸出高電平經(jīng)R13到IC2B的5腳，使IC2B保持在輸出高電平狀態(tài)，IC2C的輸出同時經(jīng)電阻R5，WD1向晶體三極管BG3提供基極電流，BG3導通，旁路BG2的基極電流使BG1，BG2立即關(guān)斷，切斷了斷路器的分閘或合閘電流，斷路器控制回路中的分閘或合閘保持繼電器HBJ或TBJ即可靠返回，解除這次操作過程，運算放大器IC2D，R21，R22，C7等組成延時時間電路，平時IC2D輸出低電平，二極管D9截止，當大功率電子開關(guān)關(guān)斷1秒鐘，斷路器控制回路中的HBJ或TBJ可靠返回后，IC2D輸出高電平到比較器IC2B的反相輸入端6，使整套裝置復歸。
運算放大器輸出的高電平向三極管BG4提供基流，BG4導通，動作信號燈DZD亮，繼電器DZJ動，15V電源經(jīng)DZJ1，R18使BG4處于保持導通狀態(tài)，將動作信號記憶下來，繼電器DZJ的另一空觸點DZJ2可與當?shù)匦盘栂到y(tǒng)或微機監(jiān)控系統(tǒng)接口，人工復位開關(guān)FA接于BG4的基極和發(fā)射極之間。
當斷路器分閘或合閘電流持續(xù)時間超過2秒，本實用新型則判定為斷路器拒分拒合，輔助觸點斷不開或合閘線圈主保險熔斷等。此時由保護裝置內(nèi)設(shè)的大功率電子開關(guān)自動切斷分合閘回路的負電源。由并聯(lián)在電子開關(guān)上的消能電路，放掉分合閘線圈中儲存的電磁能量。經(jīng)1秒時間，保證HBJ合閘保持和TBJ跳閘保持繼電器確已無電流返回后，再自動接通負電源，可靠防止了上述故障的發(fā)生。關(guān)斷負電源1秒鐘后再接通的目的是，有的斷路器一次操作拒動后，再次操作有可能成功。該裝置還設(shè)計有動作保持信號燈，并提供有信號繼電器空觸點，便于與監(jiān)控系統(tǒng)遙信回路接口。動作信號必須經(jīng)裝置上的手動復歸按鈕才能復歸，以促使維護人員必須到現(xiàn)場，檢查斷路器拒動的原因，并及時處理缺陷。
本實用新型經(jīng)現(xiàn)場實際運行，證明其設(shè)計原理和實際電路是切實可行的。裝置體積小，功耗低，外接線簡單，便于現(xiàn)場安裝，價格低廉。為提高變電站安全運行水平，成都電業(yè)局已立項，首先在綜合自動化或無入值班站中廣泛使用。在建和正在設(shè)計及今后對舊站改無人值班的變電站，將本實用新型正式立入設(shè)計圖中，在建設(shè)和改造施工中一次完成。
如下是本實用新型的附圖。


圖1為本實用新型的工作原理框圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3本實用新型的主視圖。
圖4為圖3的俯視圖。
圖5為圖3的左視圖。
圖6為本實用新型在電力系統(tǒng)中的安裝圖。
如下是本實用新型的實施例見圖2下半部，由三極管BG5、BG6，電容C9～C16，電阻R23～R31，二極管D10～D14，高頻變壓器JB等原形，構(gòu)成自激式開關(guān)逆變電源。將220V或110V直流操作電源，逆變?yōu)?KHZ的矩形波交流電。經(jīng)快恢復二極管GFD1、GFD2整流，電容C13、CX濾波后輸出直流7V電壓，提供大功率開關(guān)管BG1、BG2足夠的基極電流以保證大功率開關(guān)管深度飽和導通。由高頻整流橋ZLQ2、三端穩(wěn)壓IC6、電容C14～C16等原件，組成整流、濾波及穩(wěn)壓電路，輸出15V電壓作為裝置內(nèi)的工作電源。保證操作電源在±30％范圍波動時，裝置也能穩(wěn)定可靠的工作。且起到隔離和盡量降低功耗的作用。
見圖2上半部，由三極管BG1、BG2組成大功率電子開關(guān)，運行中三極管BG3在截止狀態(tài)，7V電源經(jīng)R4、D3向BG2提供足夠的基極電流，BG1、BG2深度飽和導通，保證斷路器的分閘或合閘線圈電流順利通過電子開關(guān)。壓敏電阻YM1、電容C1組成消斷能電路。斷路器機構(gòu)故障，本實用新型動作，由大功率電子開關(guān)切斷分、合電流時，由該消能電路來釋放分合閘線圈存儲的電磁能量，抑制了過電壓，可靠保護了電子開關(guān)。二極管D、D1作電子開關(guān)的反向保護。
R0為0.2Ω/8W電阻，作電流采樣用。由運算放大器IC2A、電阻R7～R9等原件組成放大器，將R0采樣電壓放大10倍。由運放IC2B、電阻R10～R12、電位器W2組成電壓比較器，調(diào)節(jié)W2即可整定本裝置的起動電流，一般整定為0.15A，即可適用于各種直流操作的高壓斷路器。正常運行中，比較器IC2B輸出為低電平，發(fā)光二極DYD常亮，作為本裝置的工作監(jiān)視燈。裝置起動時，IC2B輸出高電平，DYD熄滅，表示裝置可靠起動。
由運放IC2C、電阻R14～R17、電容C5等元件，組成充電式延時約2秒動作的時間電路。對各種高壓斷路器，若2秒內(nèi)還不能完成分閘或合閘過程，則判定為斷路器出了障故。此時，運放IC2C輸出高電平，經(jīng)電阻R13使IC2B保持在輸出高電平狀態(tài)。同時經(jīng)R5、WD1向BG3提供基極電流，BG3導通，旁路了BG2的基流，使BG1、BG2立即關(guān)斷，切斷了斷路器的分閘或合閘電流。斷路器控制回路中的分閘或合閘保持繼電器，HBJ或TBJ即可靠返回，解除了這次操作過程。保證合閘或分閘線圈HQ及TQ不會被燒壞。同時，也保護了控制回路中的相關(guān)繼電器不致被燒壞。
當運放IC2C輸出高電平的同時，經(jīng)D6、R19、WD2提供三極管BG4的基流，BG4導通，動作信號燈DZD點亮，繼電器DZJ動。15V電源經(jīng)DZJ1、R18使BG4處于保持導通狀態(tài)，將動作信號記憶下來。繼電器的另一個空觸點DZJ2可與當?shù)匦盘栂到y(tǒng)或微機監(jiān)控系統(tǒng)接口，報告被保護的斷路器曾發(fā)生機構(gòu)故障。人工按下信號復歸按鈕FA，短路BG4基流、信號即能消除。
由運放IC2D、R21、R22、C7等組成延時1秒的時間電路，平時IC2D輸出低電平，二極管D9截止，對比較器IC2B無影響。當本裝置動作，大功率電子開關(guān)關(guān)斷1秒鐘，斷路器控制回路中的HBJ或TBJ可靠返回后，IC2D輸出高電平送至比較器IC2B的反相輸入端，使整套裝置復歸。大功率電子開關(guān)又重新導通，準備好斷路器再次被操作的可能。
本實用新型有上蓋12，底座13。底座上有兩排接線端子14，端子14上有透明端子蓋15，有安裝孔16。
使用及注意事項①現(xiàn)場安裝時，按照裝置外形及安裝尺寸圖，確認清楚接線端子編號后，參照圖6接線，經(jīng)反復核對，確認無誤后才能通電。若接線錯誤，裝置不能起保護作用，甚至于還會損壞本保護裝置。特別是把正電源(1)錯接在裝置的5號端子，分合閘線圈尾端(2′)錯接在1號端子，通電后，會造成正、負電源經(jīng)裝置內(nèi)的大功率電子開關(guān)直接短路，立即燒毀電子開關(guān)，控制電源小開關(guān)跳閘或保護熔斷，請千萬千萬重視?。、跒榱藴p少遙信的信息量，建議將各路裝置輸出的動作信號繼電器空觸點并聯(lián)后，接入監(jiān)控系統(tǒng)的一個遙信點，發(fā)一個“斷路器操作機構(gòu)故障”的總信號?？囟诉\行人員可根據(jù)當時遠方操作的哪臺斷路器，或哪臺繼電保護動作，以及哪路曾發(fā)出過“控制回路斷線”等信息，來判別是哪臺斷路器操作機構(gòu)故障。裝置上有紅色動作信號燈保持，便于到現(xiàn)場再次確認。
③裝置上有綠色信號燈，平時常亮，監(jiān)視電源與裝置是否在正常運行狀態(tài)。操作斷路器時，綠燈熄滅，說明裝置裝起動，這樣設(shè)計是為了方便現(xiàn)場的整組調(diào)試。若確是斷路器操作機構(gòu)故障，綠燈熄滅兩秒種后又亮，同時紅燈也亮，說明裝置已正確動作后，又重新接通了分合閘回路負電源。
④現(xiàn)場安裝，一般將每套裝置在開關(guān)柜的端子排小柜內(nèi)，就近接線最為方便。也可在保護或控制屏的端子排附近安裝。總之，必需按①項要求分清回路后，正確接線。
權(quán)利要求1.一種斷路器分合閘線圈保護裝置，其特征在于電源電路(1)給大功率電子開關(guān)及消能電路(2)提供直流電，電路(2)的輸入接分合閘線圈HQ，TQ，大功率開關(guān)關(guān)斷控制電路(3)與電路(2)并聯(lián)，電路(2)的輸出接電流采樣及二極管限幅電路(4)，電路(4)的輸出接跳合閘操作判定及起動電路(5)使發(fā)光二極管DYD常亮，作為工作監(jiān)視燈，電路(5)的輸出接2秒延時判斷器拒分拒合電路(6)，電路(6)為運算放大器IC2C，電阻、電容組成的延時時間電路，若斷路器在2秒內(nèi)不能完成分閘或合閘過程，則IC2C輸出高電平，使控制電路(3)的晶體管BG3導通，從而關(guān)斷電路(2)，切斷斷路器的分閘或合閘電流，電路(6)輸出的高電平經(jīng)電阻R13組成的起動狀態(tài)自保持電路(9)輸入電路(5)使電路(5)的輸出保持在高電平狀態(tài)，電路(6)的輸出一路接由運管放大器IC2D和電阻，電容組成的延時1秒時間電路(7)，當電路(3)關(guān)斷1秒鐘，斷路器控制回路中的HBJ或TBJ可靠返回后，電路(7)輸出高電平送至運算放大器IC2B的反相輸入端，消除自保持電路(10)使大功率電子開關(guān)又重新導通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器分合閘線圈保護裝置，其特征在于電源電路(1)有開關(guān)逆變穩(wěn)壓電源將直流操作電源逆變?yōu)榫匦尾ń涣麟姡?jīng)整流濾波后提供給電路(2)直流電源，電路(2)由三極管BG1，BG2組成大功率電子開關(guān)，電路(3)由三極管BG3構(gòu)成，在運行中處于截止狀態(tài)，BG1，BG2的集電極接斷路器分合閘線圈HQ、TQ，壓敏電阻YM1、電容C1組成消能電路接于BG1，BG2的集電極和工作電源負極之間，電路(4)的采樣電阻R0接于BG1，BG2的發(fā)射極，運算放大器IC2A，將R0采樣電壓放大10倍后輸出到比較器IC2B的正相輸入端，IC2B的反相輸入端接可變電阻W2，調(diào)節(jié)W2即可確定起動電流，正常運行中，比較器IC2B輸出為低電平，發(fā)光二極管DYD常亮，起動時，IC2B輸出高電平，DYD熄滅。IC2B的輸出經(jīng)電阻R16，R17接運算放大器IC2C的正向輸入端，IC2C的反向輸入端接R14和R15，電容C5接于R16與R15之間，組成2秒延時判斷器的時間電路，若高壓斷路器在2秒內(nèi)還不能完成分閘或分閘過程，則運算放大器1C2C輸出高電平經(jīng)R13到IC2B的正向輸入端，使IC2B保持在輸出高電平狀態(tài)，IC2C的輸出同時經(jīng)電阻R5，WD1向晶體三極管BG3提供基極電流，BG3導通，旁路BG2的基極電流使B61，BG2立即關(guān)斷，切斷了斷路器的分閘或合閘電流，斷路器控制回路中的分閘或合閘保持繼電器HBJ或TBJ即可靠返回，解除這次操作過程，運算放大器IC2D，R21，R22，C7等組成延時時間電路，平時IC2D輸出低電平，二極管D9截止，當大功率電子開關(guān)關(guān)斷1秒鐘，斷路器控制回路中的HBJ或TBJ可靠返回后，IC2D輸出高電平到比較器IC2B的反相輸入端，使整套裝置復歸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的斷路器分合閘線圈保護裝置，其特征在于運算放大器輸出的高電平向三極管BG4提供基流，BG4導通，動作信號燈DZD亮，繼電器DZJ動，15V電源經(jīng)DzJ1，R18使BG4處于保持導通狀態(tài)，將動作信號記憶下來，繼電器DZJ的另一空觸點DZJ2可與當?shù)匦盘栂到y(tǒng)或微機監(jiān)控系統(tǒng)接口，人工復位開關(guān)FA接于BG4的基極和發(fā)射極之間。
專利摘要本實用新型為一種斷路器分合閘線圈保護裝置。大功率電子開關(guān)及消能電路2的輸入接分合閘線圈。大功率開關(guān)關(guān)斷控制電路3與電路2并聯(lián)。電路2的輸出接電流采樣及二極管限幅電路4,電路4的輸出接跳合閘操作判定及起動電路5。電路5的輸出接2秒延時判斷路器拒分拒合電路6,電路6可啟動電路3關(guān)斷電路2,并使電路5的輸出保持在高電平。電路6的輸出一路按定時1秒電路7,其輸出的高電平可消除自保持電路10,使大功率電子開關(guān)2再導通。
文檔編號H02H7/00GK2290136SQ9720775
公開日1998年9月2日 申請日期1997年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月17日
發(fā)明者羅昌林 申請人:羅昌林