CN103515921A - 一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路及其保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路，还公开了该保护电路的保护方法，在分/合闸线圈动作瞬间，由动作电流来判别回路的完整性，即分/合闸后由附加电阻R1、附加电阻R2支路流过的监视电流来判别回路的完整性，统计并创立“健康图谱”，即时跟踪分/合闸线圈的电压、电流、电阻和温度的变化情况，同时引入高压断路器状态信息和分/合闸线圈的温度陡升来防止误报误动。本发明能在控制中心对变电站操作回路的状况进行在线实时检测；实时检测评估结果，能为高压断路器的运行维护提供直接指导，提高供电的可靠性和真正实现高压断路器二次回路的全工况监测和瞬时智能保护；检测装置的应用对电力系统原有的高压断路器操作回路不产生任何负面影响。
Description
一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路及其保护方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路，还涉及该电路的保护方法。
背景技术
[0002] 电力系统运行中经常发生分/合闸线圈烧毁事故，分/合闸线圈是电力系统控制、保护回路的最终执行元件，又是高压断路器电磁操作机构中重要元件之一，对电力系统的安全可靠运行有着举足轻重的作用。
[0003] 分/合闸线圈作为一种瞬时工作元件，在运行中经常发生分/合闸线圈烧毁事故。众所周知，分/合闸线圈设计时都是按短时通电设计的，由于操作机构的不同，分/合闸线圈电流也不同。分/合闸线圈的烧毁，主要是由于分/合闸线圈回路的电流不能正常切断，致使分/合闸线圈长时间通电造成的。
[0004] 在电力系统出故障时，作为重要电气元件断路器接受继电保护及自动装置的分/合闸命令，并要求以毫秒级的速度去执行分/合闸动作，以避免事故蔓延和扩大。因此，要求断路器在投运中，能处于随时待命状态，并能不拒动、不误动。尤其不允许出现有跳闸命令时，断路器拒绝跳闸的现象。在GB_T_14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程明确要求各断路器的分/合闸回路、重要设备和线路断路器的合闸回路等等，均应装设监视回路完整性的监视装置。
[0005]目前，国内外断路器二次回路完整性监视方法有四种:一是采用简单直观的红(绿)灯回路直接监视；二是采用跳(合)闸位置继电器常闭触点串联启动中央信号的间接监视；三是部分制造厂家提供的操作装置中，配合有在合闸状态下的跳闸回路完整性监视信号灯(氖灯)，四是串接高内阻继电器于跳闸回路。通过对四种监视方式的分析，前三种方式存在一个共同的问题是:断路器合闸后，合闸回路完整性失去监视；断路器跳闸后，跳闸回路完整性失去监视，都属于非全工况监视。第四种方式的跳闸回路属于全工况监视，但合闸回路仍属于非全工况监视。所以在合闸状态下，跳闸后能否再合尚属未知，以上四种方式都不具备分/合闸线圈在线检测的功能，仅仅是监视作用，当线圈特性因为参数改变(线圈出现匝间短路、线圈自身绝缘降低等)而拒动时，监视回路却正常。供电可靠性将失去保证，仍然不是真正的全工况监视。这些问题应改引起重视，并采取必要的措施予以改进。更重要的是，以上四种方式都不具备跳、合闸线圈的保护功能。
[0006] 当直流系统出现故障造成电压不稳，或蓄电池容量不足的情况下，采用手动分/合闸、遥控分/合闸，特别是备自投分/合闸或自动重合闸时，分/合闸线圈长时间带0.4〜
2.2A的电流。其带电时间的长短取决于合闸保持电路断开电源的时间。分/合闸线圈以及保持继电器长时间带电，通电约5〜6秒后就会烧坏线圈。目前分/合闸线圈的保护方式有两种。一是并联时间继电器来保护合闸线圈，时间继电器SJ的电压等级根据合闸电压决定，时间继电器SJ的触点容量根据线圈的额定电流决定。时间继电器SJ的时间整定大于真空开关的合闸时间，时间整定不宜太长，以防止线圈发热导致绝缘下降。选择时间继电器SJ要触点容量大，线圈动作电压范围宽。由于真空开关的合闸时间一般小于0.ls，将SJ的延时时间整定为1.0s。可以有效防止断路器合闸线圈被烧现象。二是将分合闸线圈保护器用于二次回路中，主要功能是保护分合闸线圈不会被过电压击穿、有效地减弱或消除触点拉弧现象或大大减弱触点打火能量，并且还具有自动限时带电时间，防止断路器在动作时，线圈长时间带电则使线圈严重发热烧毁事故的发生。
[0007] 结合电力系统时有发生的断路器分/合闸线圈烧毁现象，随着广大电力客户对供电可靠性要求越来越高，然而到目前为止还仍然没有出现专门对断路器分/合闸线圈全工况在线检测及保护的方法。
发明内容
[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种可靠性高、抗干扰性强的高压断路器分/合闸线圈在线保护电路。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路，包括，
[0010] 连接在断路器二次控制回路上的附加电阻R1，所述附加电阻Rl串联有中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1和二极管Dl ；
[0011] 所述高压断路器二次控制回路上还连接有绿色标志灯LD，所述绿色标志灯LD的输出端依次串联有第三跳闸位置继电器TWJ3、第二跳闸位置继电器TWJ2和第一跳闸位置继电器TWJl，且所述绿色标志灯LD两端并连接有二极管D2，所述第三跳闸位置继电器TWJ3的两端并联有二极管D3，所述第二跳闸位置继电器TWJ2两端并联有二极管D4，所述第一跳闸位置继电器TWJl两端并联有二极管D5，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接在所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端，所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端还串接有电阻R4 ；
[0012] 所述高压断路器二次控制回路之间连接有合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJ1，所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl串联有防跳继电器TBJV的常闭触点防跳继电器TBJV2、合闸保持继电器HBJ、高压断路器QF的常闭触点QF2、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1和合闸线圈HQ，且所述电阻R4的输出端连接在合闸保持继电器HBJ的输出端；
[0013] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控合闸开关，所述遥控合闸开关两端并联有手动合闸开关，所述遥控合闸开关输出端连接有继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R6，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D8 ;所述遥控合闸开关输出端连接至二极管D7的阴极，所述二极管D7的阳极依次串接有防跳继电器TBJV、所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl和电阻R5，且所述防跳继电器TBJV两端并联有二极管D6，所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl两端并联有跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJ1，且所述二极管D6的阴极连接至所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl ;所述二极管D7的阳极还与所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl的输出端连接；
[0014] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控分闸开关，所述遥控分闸开关两端并联有手动分闸开关，所述遥控分闸开关输出端连接有所述继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R7，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D9 ；
[0015] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有跳闸继电器TJ，所述跳闸继电器TJ输出端依次串联有跳闸保持继电器TBJ、所述高压断路器QF的常开触点QF1、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2和分闸线圈TQ，在所述跳闸继电器TJ的输出端与所述遥控分闸开关输出端之间还连接有二极管D10;在所述跳闸继电器TJ两端并联有所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl ；
[0016] 所述高压断路器二次控制回路上还连接有红色标志灯HD，所述红色标志灯HD的输出端依次串联有第二合闸位置继电器HWJ2、第一合闸位置继电器HWJl和电阻R8，所述电阻R8输出端连接至所述跳闸保持继电器TBJ的输出端，且所述红色标志灯HD两端并连接有二极管Dl I，所述第二合闸位置继电器HWJ2的两端并联有二极管D12，所述第一合闸位置继电器HWJl两端并联有二极管D13，所述二极管Dll的阴极连接所述二极管D12的阳极，所述二极管D12的阴极连接所述二极管D13的阳极，所述二极管D13的阴极连接所述电阻R8的输入端；
[0017] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有附加电阻R2，所述附加电阻R2依次串接有中间继电器ZJl的常闭触点ZJ1-2和二极管D14，且所述二极管D14的阴极与所述高压断路器QF的常开触点QFl的输出端连接；
[0018] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有中间继电器ZJ1，所述中间继电器ZJl输出端依次串接有附近电阻R3和所述高压断路器QF的常开触点QF3。
[0019] 本发明还涉及的该保护电路的保护方法，主要包括以下过程:
[0020] 在高压断路器QF处于合闸位置时，高压断路器QF的常闭辅助触点QF2闭合，红色标志灯HD点亮，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响，此时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJl动作，附加电阻Rl经中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1接通合闸线圈HQ的回路，此时合闸线圈HQ中同样有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对合闸回路无任何影响；
[0021] 当保护动作分闸或进行手动分闸操作时，电源电压通过保护回路或继电保护中合后位置继电器KKJ的接点，经防跳继电器TBJ、高压断路器QF的常开触点QFl，加到分闸线圈TQ两端，使之动作后，绿色标志灯LD点亮，此时合闸线圈HQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，在使之动作分闸同时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJl返回，附加电阻R2经中间继电器ZJl常闭触点ZJ1-2接入跳闸回路，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响；
[0022] 通过分/合闸线圈在线检测装置实时跟踪分闸线圈电压、电流、电阻、温度状态，当合闸线圈HQ回路有电流流过时，分/合闸线圈在线检测装置将测出这一电流的大小，如果该电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I〜2S，据高压断路器正常分闸，分闸时间为0.06〜0.12s，根断高压路器QF的常开触点QFl会可靠断开；如果高压路器QF的常开触点QFl切换不正常或者操作机构卡死，在整定的时间内合闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1打开，并瞬时断开合闸线圈HQ的回路，保护高压断路器的合闸线圈HQ免于烧毁，同时发出报警信号；当分闸线圈TQ有动作电流流过时，如果电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I〜2s，高压断路器的正常分闸时间为0.06〜0.12s，在整定的时间内跳闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2打开，并瞬时断开分闸线圈TQ回路，保护分闸线圈TQ免于烧毁，同时发出报警信号，通知值班人员。
[0023] 作为一种改进，所述分/合闸线圈在线检测装置包括检测分闸线圈参数的分闸线圈电流检测装置、分闸线圈电压检测装置和分闸线圈温度检测装置，检测合闸线圈参数的合闸线圈电流检测装置、合闸线圈电压检测装置和合闸线圈温度检测装置，检测所述箱体内温度的箱体温度检测装置，所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈电流检测装置、所述合闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置的输出端分别连接至信号调制模块，所述信号调制模块的输出端连接有A/D采样器，所述A/D采样器的输出端连接有中央处理器，所述中央处理器的输入端还连接有电源模块，所述中央处理器的输出端连接至通讯模块和所述中间继电器ZJ2。
[0024] 作为进一步改进，所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈电流检测装置和所述合闸线圈电压检测装置分别设置为霍尔传感器。
[0025] 作为更进一步改进，所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置分别设置为热敏电阻。
[0026] 由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:在分/合闸线圈动作瞬间，由动作电流来判别回路的完整性，即分/合闸后由附加电阻RU附加电阻R2支路流过的监视电流来判别回路的完整性，统计并创立“健康图谱”，即时跟踪分/合闸线圈的电压、电流、电阻和电流的变化情况，同时引入高压断路器状态信息和分/合闸线圈的温度陡升来防止误报误动。本发明能在控制中心对变电站操作回路的状况进行在线实时检测；实时检测评估结果，能为高压断路器的运行维护提供直接指导，提高供电的可靠性和真正实现高压断路器二次回路的全工况监测和瞬时智能保护；检测装置的应用对电力系统原有的高压断路器操作回路不产生任何负面影响。
附图说明
[0027] 以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0028] 图1是本发明实施例的电路原理图。
[0029] 图2是本发明实施例中分/合闸线圈在线检测装置的结构框图。
具体实施方式[0030] 下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0031] 如图1所示，一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路，包括，连接在断路器二次控制回路上的附加电阻R1，所述附加电阻Rl串联有中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1和二极管Dl。
[0032] 所述高压断路器二次控制回路上还连接有绿色标志灯LD，所述绿色标志灯LD的输出端依次串联有第三跳闸位置继电器TWJ3、第二跳闸位置继电器TWJ2和第一跳闸位置继电器TWJl，且所述绿色标志灯LD两端并连接有二极管D2，所述第三跳闸位置继电器TWJ3的两端并联有二极管D3，所述第二跳闸位置继电器TWJ2两端并联有二极管D4，所述第一跳闸位置继电器TWJl两端并联有二极管D5，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接在所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端，所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端还串接有电阻R4。
[0033] 所述高压断路器二次控制回路之间连接有合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJ1，所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl串联有防跳继电器TBJV的常闭触点防跳继电器TBJV2、合闸保持继电器HBJ、高压断路器QF的常闭触点QF1、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1和合闸线圈HQ，且所述电阻R4的输出端连接在合闸保持继电器HBJ的输出端。
[0034] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控合闸开关，所述遥控合闸开关两端并联有手动合闸开关，所述遥控合闸开关输出端连接有继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R6，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D8 ;所述遥控合闸开关输出端连接至二极管D7的阴极，所述二极管D7的阳极依次串接有防跳继电器TBJV、所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl和电阻R5，且所述防跳继电器TBJV两端并联有二极管D6，所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl两端并联有跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJ1，且所述二极管D6的阴极连接至所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl ;所述二极管D7的阳极还与所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl的输出端连接。
[0035] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控分闸开关，所述遥控分闸开关两端并联有手动分闸开关，所述遥控分闸开关输出端连接有所述继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R7，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D9。
[0036] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有跳闸继电器TJ，所述跳闸继电器TJ输出端依次串联有跳闸保持继电器TBJ、所述高压断路器QF的常开触点QF1、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2和分闸线圈TQ，在所述跳闸继电器TJ的输出端与所述遥控分闸开关输出端之间还连接有二极管D10;在所述跳闸继电器TJ两端并联有所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl。
[0037] 所述高压断路器二次控制回路上还连接有红色标志灯HD，所述红色标志灯HD的输出端依次串联有第二合闸位置继电器HWJ2、第一合闸位置继电器HWJl和电阻R8，所述电阻R8输出端连接至所述跳闸保持继电器TBJ的输出端，且所述红色标志灯HD两端并连接有二极管Dll，所述第二合闸位置继电器HWJ2的两端并联有二极管D12，所述第一合闸位置继电器HWJl两端并联有二极管D13，所述二极管Dll的阴极连接所述二极管D12的阳极，所述二极管D12的阴极连接所述二极管D13的阳极，所述二极管D13的阴极连接所述电阻R8的输入端。
[0038] 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有附加电阻R2，所述附加电阻R2依次串接有中间继电器ZJl的常闭触点ZJ1-2和二极管D14，且所述二极管D14的阴极与所述高压断路器QF的常开触点QFl的输出端连接。
[0039] 所述断路器二次控制回路之间还连接有中间继电器ZJ1，所述中间继电器ZJl输出端依次串接有附近电阻R3和所述高压断路器QF的常开触点QF3。
[0040] 本发明还涉及的该保护电路的保护方法，主要包括以下过程:
[0041] 在高压断路器QF处于合闸位置时，高压断路器QF的常闭辅助触点QF2闭合，红色标志灯HD点亮，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响，此时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJ动作，附加电阻Rl经中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1接通合闸线圈HQ的回路，此时合闸线圈HQ中同样有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对合闸回路无任何影响。
[0042] 当保护动作分闸或进行分闸操作时，电源电压通过保护回路或继电保护中合后位置继电器KKJ的接点，经防跳继电器TBJ、高压断路器QF的常开触点QF1，加到分闸线圈TQ两端，使之动作后，绿色标志灯LD点亮，此时合闸线圈HQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，在使之动作分闸同时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJl返回，附加电阻R2经中间继电器ZJl常闭触点ZJ1-2接入跳闸回路，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响。
[0043] 通过分/合闸线圈在线检测装置实时跟踪分闸线圈电压、电流、电阻、温度状态，当合闸线圈HQ回路有电流流过时，分/合闸线圈在线检测装置将测出这一电流的大小，如果该电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I〜2s，据高压断路器正常分闸，分闸时间为0.06〜0.12s，根断高压路器QF的常开触点QFl会可靠断开；如果高压路器QF的常开触点QFl切换不正常或者操作机构卡死，在整定的时间内合闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1打开，并瞬时断开合闸线圈HQ的回路，保护高压断路器的合闸线圈HQ免于烧毁，同时发出报警信号；当分闸线圈TQ有动作电流流过时，如果电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I〜2s，高压断路器的正常分闸时间为0.06〜0.12s，在整定的时间内跳闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2打开，并瞬时断开分闸线圈TQ回路，保护分闸线圈TQ免于烧毁，同时发出报警信号，通知值班人员。
[0044] 如图2所示，设置于安装高压断路器的箱体内，包括检测分闸线圈参数的分闸线圈电流检测装置、分闸线圈电压检测装置和分闸线圈温度检测装置，检测合闸线圈参数的合闸线圈电流检测装置、合闸线圈电压检测装置和合闸线圈温度检测装置，检测所述箱体内温度的箱体温度检测装置，所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈电流检测装置、所述合闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置的输出端分别连接至信号调制模块，所述信号调制模块的输出端连接有A/D采样器，所述A/D采样器的输出端连接有中央处理器，所述中央处理器的输入端还连接有电源模块，所述中央处理器的输出端连接至通讯模块和所述中间继电器ZJ2。
[0045] 所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈电流检测装置和所述合闸线圈电压检测装置分别设置为霍尔传感器；所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置分别设置为热敏电阻。
[0046] 本装置的具体工作过程为:
[0047] 首先，利用所述分闸线圈电流检测装置和所述分闸线圈电压检测装置检测分闸线圈的电流和电压参数，或利用所述合闸线圈电流检测装置和所述合闸线圈电压检测装置检测合作线圈的电流和电压参数，并将检测到的电流和电压参数输送至所述信号调制模块进行调制处理。
[0048] 分/合闸线圈电流的大小、持续时间的长短反映了高压断路器机械操作机构的好坏，体现了高压断路器的机械特性的优劣，一旦操作机构性能不良，直接影响高压断路器的分/合闸线圈电流的大小；再者，不同高压断路器分/合闸线圈的电阻和电抗是不同的，相应地分/合闸线圈的电流也会不相同；还有，不同的分/合闸线圈不同的电阻和电抗参数会影响电流上升的陡度，会增加测量误差的不确定因素。通过多次试验设定“动作电流”、“动作电压”、“动作电阻值”阈值或门槛值，高压断路器分/合闸线圈的电流、电压、电阻具有一个变化的过程，不同的门槛值会对应不同的时间点，因此不同的门槛值的设置会产生分/合闸不同的起始时刻；根据分/合闸线圈的电流和电压的现有状态，预测出分/合闸线圈的电流和电压的后续状态，从而预判出将要发生的故障，解决现有状态中分/合闸线圈只有在发生故障的情况下才被发现的现象，并及时提醒操作人员注意，以减少高压断路器分/合闸线圈故障的概率，从而提高电力系统供电的安全可靠性。
[0049] 其次，将调制处理后的信号输入到所述A/D采样器进行采样，并将采样信号输送至中央处理器中，利用中央处理器对采样信号进行数字化处理。
[0050] 本发明分/合闸线圈测温采用热敏电阻作为温度传感器，把温度传感器安装在高压断路器分/合闸线圈表面，动态温度通过反复测试，尽量接近地模拟出传感器使用中经常发生的条件，获得传感器动态性能的合理近似。测量值在25°C时的阻值为5kQ，每1°C的温度改变造成200 Ω的电阻变化。10 Ω的引线电阻仅造成可忽略的0.05°C误差，因此大幅度地提高了在线检测的精确性。
[0051] 本发明可以防止高压断路器因跳闸回路断线出现高压断路器拒动现象。拒动会扩大故障，甚至造成系统瓦解，后果严重。与分闸回路完整性相比，虽然合闸回路完整性破坏时所造成的危害要小一些，但它妨碍了供电可靠性的提高。特别是进线备自投装置的大量应用，仍然应该予以监视，以提高供电可靠性和真正实现断路器二次回路的全工况监视。二次回路完整性监视和分/合闸回路电流、电压监视具有共性，将二者结合起来一并监视，这样既可以提高监视的可靠性，又可以降低成本。
[0052] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路，其特征在于:包括， 连接在断路器二次控制回路上的附加电阻R1，所述附加电阻Rl串联有中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1和二极管Dl ； 所述高压断路器二次控制回路上还连接有绿色标志灯LD，所述绿色标志灯LD的输出端依次串联有第三跳闸位置继电器TWJ3、第二跳闸位置继电器TWJ2和第一跳闸位置继电器TWJ1，且所述绿色标志灯LD两端并连接有二极管D2，所述第三跳闸位置继电器TWJ3的两端并联有二极管D3，所述第二跳闸位置继电器TWJ2两端并联有二极管D4，所述第一跳闸位置继电器TWJl两端并联有二极管D5，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接所述二极管D4的阳极，所述二极管D4的阴极连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接在所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端，所述第一跳闸位置继电器TWJl的输出端还串接有电阻R4 ； 所述高压断路器二次控制回路之间连接有合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJ1，所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl串联有防跳继电器TBJV的常闭触点防跳继电器TBJV2、合闸保持继电器HBJ、高压断路器QF的常闭触点QF1、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1和合闸线圈HQ，且所述电阻R4的输出端连接在合闸保持继电器HBJ的输出端； 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控合闸开关，所述遥控合闸开关两端并联有手动合闸开关，所述遥控合闸开关输出端连接有继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R6，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D8 ;所述遥控合闸开关输出端连接至二极管D7的阴极，所述二极管D7的阳极依次串接有防跳继电器TBJV、所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl和电阻R5，且所述防跳继电器TBJV两端并联有二极管D6，所述防跳继电器TBJV的常开触点TBJVl两端并联有跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJ1，且所述二极管D6的阴极连接至所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl ;所述二极管D7的阳极还与所述合闸保持继电器HBJ的常开触点HBJl的输出端连接；` 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有遥控分闸开关，所述遥控分闸开关两端并联有手动分闸开关，所述遥控分闸开关输出端连接有所述继电保护中合后位置继电器KKJ，所述继电保护中合后位置继电器KKJ串联有电阻R7，所述继电保护中合后位置继电器KKJ两端并联有二极管D9 ； 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有跳闸继电器TJ，所述跳闸继电器TJ输出端依次串联有跳闸保持继电器TBJ、所述高压断路器QF的常开触点QFl、中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2和分闸线圈TQ，在所述跳闸继电器TJ的输出端与所述遥控分闸开关输出端之间还连接有二极管DlO ;在所述跳闸继电器TJ两端并联有所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点TBJl ； 所述高压断路器二次控制回路上还连接有红色标志灯HD，所述红色标志灯HD的输出端依次串联有第二合闸位置继电器HWJ2、第一合闸位置继电器HWJl和电阻R8，所述电阻R8输出端连接至所述跳闸保持继电器TBJ的输出端，且所述红色标志灯HD两端并连接有二极管D11，所述第二合闸位置继电器HWJ2的两端并联有二极管D12，所述第一合闸位置继电器HWJl两端并联有二极管D13，所述二极管Dll的阴极连接所述二极管D12的阳极，所述二极管D12的阴极连接所述二极管D13的阳极，所述二极管D13的阴极连接所述电阻R8的输入端; 所述高压断路器二次控制回路之间还连接有附加电阻R2，所述附加电阻R2依次串接有中间继电器ZJl的常闭触点ZJ1-2和二极管D14，且所述二极管D14的阴极与所述高压断路器QF的常开触点QFl的输出端连接； 所述断路器二次控制回路之间还连接有中间继电器ZJ1，所述中间继电器ZJl输出端依次串接有附加电阻R3和所述高压断路器QF的常开触点QF3。
2.如权利要求1所述的一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路的保护方法，其特征在于: 在高压断路器QF处于合闸位置时，高压断路器QF的常闭辅助触点QF2闭合，红色标志灯HD点亮，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响，此时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJl动作，附加电阻Rl经中间继电器ZJl的常开触点ZJl-1接通合闸线圈HQ的回路，此时合闸线圈HQ中同样有一股约0.1A的微小电流流过，该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对合闸回路无任何影响； 当保护动作分闸或进行分闸操作时，电源电压通过保护回路或继电保护中合后位置继电器KKJ的接点，经防跳继电器TBJ、高压断路器QF的常开触点QF1，加到分闸线圈TQ两端，使之动作后，绿色标志灯L D点亮，此时合闸线圈HQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使合闸线圈HQ动作，由于合闸线圈HQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，在使之动作分闸同时，高压断路器QF的常开辅助触点QFl连接的中间继电器ZJl返回，附加电阻R2经中间继电器ZJl常闭触点ZJ1-2接入跳闸回路，此时分闸线圈TQ中有一股约0.1A的微小电流流过，但该电流不足以使分闸线圈TQ动作，由于分闸线圈TQ两端电压较低，小于10V，分/合闸线圈在线检测装置采集实时数据，对分闸回路无任何影响； 通过分/合闸线圈在线检测装置实时跟踪分闸线圈电压、电流、电阻、温度状态，当合闸线圈HQ回路有电流流过时，分/合闸线圈在线检测装置将测出这一电流的大小，如果该电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I~2s，据高压断路器正常分闸，分闸时间为0.06~0.12s，根断高压路器QF的常开触点QFl会可靠断开；如果高压路器QF的常开触点QFl切换不正常或者操作机构卡死，在整定的时间内合闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-1打开，并瞬时断开合闸线圈HQ的回路，保护高压断路器的合闸线圈HQ免于烧毁，同时发出报警信号；当分闸线圈TQ有动作电流流过时，如果电流大于某一限值，分/合闸线圈在线检测装置将开始计时，整定时间为I~2s，高压断路器的正常分闸时间为0.06~0.12s，在整定的时间内跳闸动作电流没有消失，将启动中间继电器ZJ2，中间继电器ZJ2的常闭触点ZJ2-2打开，并瞬时断开分闸线圈TQ回路，保护分闸线圈TQ免于烧毁，同时发出报警信号，通知值班人员。
3.如权利要求2所述的一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路的保护方法，其特征在于:所述分/合闸线圈在线检测装置包括检测分闸线圈参数的分闸线圈电流检测装置、分闸线圈电压检测装置和分闸线圈温度检测装置，检测合闸线圈参数的合闸线圈电流检测装置、合闸线圈电压检测装置和合闸线圈温度检测装置，检测所述箱体内温度的箱体温度检测装置，所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈电流检测装置、所述合闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置的输出端分别连接至信号调制模块，所述信号调制模块的输出端连接有A/D采样器，所述A/D采样器的输出端连接有中央处理器，所述中央处理器的输入端还连接有电源模块，所述中央处理器的输出端连接至通讯模块和所述中间继电器ZJ2。
4.如权利要求3所述的一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路的保护方法，其特征在于:所述分闸线圈电流检测装置、所述分闸线圈电压检测装置、所述合闸线圈电流检测装置和所述合闸线圈电压检测装置分别设置为霍尔传感器。
5.如权利要求1所述的一种高压断路器分/合闸线圈在线保护电路的保护方法，其特征在于:所述分闸线圈温度检测装置、所述合闸线圈温度检测装置和箱体温度检测装置分别设置为热敏电阻。
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