CN105244994A - 电力开关及其内部控制器件备用控制电源系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电力开关及其内部控制器件备用控制电源。备用控制电源包括：电压输入端，提供输入电压；电压输出端，向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压以及直流电压；监测电路，在判断输入电压正常时以及异常时分别输出信号；以及，充放电控制电路，用于转换输入电压为储能电路充电及通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，利用储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压；本公开能够在电力开关控制电源故障时，自动切换到备用控制电源供电，并具有抗干扰、限时供电和放电等，提高了电力开关的可靠性；并特别适用于煤矿井下和地面电力开关的改进，且不需改造或更换元器件和线路。

Description

电力开关及其内部控制器件备用控制电源系统

技术领域

本公开涉及电力开关技术领域，尤其涉及一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统以及应用该备用控制电源系统的电力开关。

背景技术

随着煤矿事业的高速发展，现代化矿井建设已成为未来煤矿建设的必然趋势，尤其是煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸的危险场所，煤矿井下供电的安全在矿井生产中有着重要意义。在煤矿井下供电系统中，基于其工作环境的特殊安全需求，对于电力开关本身以及电力开关的控制和保护有着较高的要求。

现有技术中的电力开关可以由进线端子、隔离开关、主线路、断路器、失压脱扣器、继电保护装置、测控仪表、电压互感器、整流电路、电流互感器、零序互感器等内部控制器件构成。目前电力开关内部控制器件的供电主要有两种方式，第一种主要是由电力开关外部接入外部电源为电力开关内部控制器件提供控制电源，第二种主要是通过电压互感器将主线路上的电压变压为适合的电压为电力开关内部控制器件提供控制电源。

上述第一种控制电源方案中，当电力开关外接的外部电源出现故障时，将无法为电力开关内部控制器件供电，进而造成电力开关不能可靠控制和保护；而且，如果该外部电源同时为多台电力开关的内部控制器件供电，甚至可能会造成变电所整个母线段的电力开关失去控制和保护。

上述第二种控制电源方案中，当电力开关主线路出现短路、失压、断相、接地等故障时，相当于电压互感器一次侧发生短路、断相、失压、干扰、接地等故障，进而造成为电力开关内部控制器件提供的电压降低、失压、缺相、失真、失衡等，即无法提供可靠的电源，进而可能使电力开关的控制和保护功能失效或误动，造成越级跳闸等事故，难以保证故障时电力开关控制和保护的可靠性。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统以及应用该备用控制电源系统的电力开关，从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。

本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统，包括：

一电压输入端，用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压；

一电压输出端，与一电力开关耦接，用于向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压；

一储能电路，用于存储电能；

一监测电路，用于在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在判断所述输入电压异常时输出一第二信号；以及，

一充放电控制电路，与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及储能电路耦接；所述充放电控制电路用于：

在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，

在接收到所述第二信号时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：

一放电电路，与所述充放电控制电路耦接；

所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电路对所述储能电路进行放电。

本公开的一种示例性实施例中，所述电压输出端还包括：

一逆变电路，与所述充放电控制电路耦接，用于将所述充放电控制电路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关内部控制器件；以及，

一稳压电路，与所述充放电控制电路耦接，用于稳定所述充放电控制电路提供至电力开关内部控制器件的直流电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：

一采样电路，与电压输入端及所述监测电路耦接，用于对所述电压输入端输入电压的参数进行采样并将采样结果提供至所述监测电路；

所述监测电路根据所述采样结果判断所述输入电压是正常或异常。

本公开的一种示例性实施例中，所述电压输入端还包括：

一滤波电路，用于对所述输入电压进行滤波处理。

本公开的一种示例性实施例中，所述电压输出端具有一或多个交流电压输出端口以及一或多个直流电压输出端口。

本公开的一种示例性实施例中，所述多个交流电压输出端口以及多个直流电压输出端口采用分时方式进行输出。

本公开的一种示例性实施例中，所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述电压输入端与所述电压输出端耦接；

所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件。

本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：

一切换开关，设于所述电压输入端和电压输出端之间并与所述监测电路耦接；所述切换开关在接收到所述第一信号时导通以及在接收到所述第二信号时断开；

所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述切换开关及电压输出端提供至电力开关内部控制器件。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电力开关，具有内部控制器件，包括上述任意一种备用控制电源系统，以为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述内部控制器件包括与所述备用控制电源系统耦接的断路器、失压脱扣器以及控制和保护装置。

本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关还包括：

一电压互感器，设于所述电力开关的主线路并与所述电压输入端耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关还包括：

一外部电源，与所述电压输入端耦接，用于向所述电压输入端提供所述输入电压。

本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关为井下电力开关或者为地面电力开关。

本公开示例性实施例通过上述电力开关内部控制器件备用控制电源系统及电力开关，能够在电力开关控制电源故障，如发生短路、失压、接地、断相等主线路故障导致控制电源供电异常或者外部电源供电异常时，自动切换到备用控制电源系统供电，为电力开关提供可靠的控制电源，避免了电力开关在外部电源或主线路故障时，失去可靠的控制电源，导致电力开关控制保护失效和误动发生电力事故，提高了电力开关的可靠性。同时，本公开示例性实施例中能够滤除和吸收备用控制电源系统中的谐波，提高了电力开关的抗干扰性。此外，本公开示例性实施例中备用控制电源系统能够限时自动切断供电或放电，防止向电源侧反送电以及使电力开关停电后内部控制器件不会带电，保证防爆安全，特别适用于煤矿井下电力开关，也适用于现有地面电力开关等其他电力开关的改进，且不需要改造或更换电力开关的元器件和线路。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开示例性实施例中一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统的结构示意图。

图2是本公开示例性实施例中另一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统的结构示意图。

图3是本公开示例性实施例中又一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统的结构示意图。

图4是本公开示例性实施例中再一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统的结构示意图。

图5是本公开示例性实施例中一种电力开关的结构示意图。

图6是本公开示例性实施例中另一种电力开关的结构示意图。

图7是本公开示例性实施例中又一种电力开关的结构示意图。

图8是本公开示例性实施例中再一种电力开关的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的组件、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构以避免模糊本公开的各方面。

对于现有技术中电力开关内部控制器件控制电源存在的主要不足之处，解决方案可以为：

1)在电力开关的主线路上装设电流变换器，利用短路电流转换为合适的电压作为分闸用的控制电源。其存在的问题是，短路电流是一个暂态突变电流，其转换输出的电流稳定性和可靠性差；转换后的电压仅可用于分闸，不能为电力开关的其他内部控制器件提供稳定可靠的电源；而且，在非短路故障时，甚至不能提供分闸用的控制电源。

2)在电力开关的继电保护装置内部增加储能电路，控制电源故障时，利用储能电路为继电保护装置提供短时工作电源。其存在的问题是，增加的储能电路无法为继电保护装置之外的失压脱扣器和断路器等其他内部控制器件提供工作电源，不能全面解决电力开关的控制和保护的工作电源问题，而且，现有地面电力开关等其他电力开关的改进中需要更换继电保护装置。

3)在电力开关内部增加独立的UPS后备电源，接入具有独立电源接口的继电保护装置，为继电保护装置提供工作电源。其存在的问题是，一方面，继电保护装置需要单独的电源端口，不能采用电压采样电路供电；另一方面，UPS后备电源同样无法为继电保护装置之外的失压脱扣器和断路器等其他内部控制器件提供工作电源；再一方面，UPS后备电源需要的放电时间长，在对电力开关进行开盖检修时，需要进行长时间的放电，影响检修效率。

4)从外部接入具有后备功能的控制电源。其存在的问题是，需要配套外部的后备电源装置；以及很多电力开关不具有从外部接入的接口或不能从外部接入电源。

以下示例性实施例一及示例性实施例二中示例性提供了电力开关用的备用控制电源系统，示例性实施例三及示例性实施例四中示例性提供了应用所述备用控制电源系统的电力开关，使电力开关在控制电源故障时，能够依靠备用控制电源系统的供电可靠完成控制和保护。

示例性实施例一

本示例性实施例中提供了一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统。参考图1中所示，本示例性实施例中的电力开关内部控制器件备用控制电源系统主要包括一电压输入端、一电压输出端、一储能电路、一监测电路以及一充放电控制电路。参考图2中所示，除此之外，还可以包括采样电路、放电电路、逆变电路、稳压电路以及滤波电路等其他电路。当然，本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

电压输入端主要用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压。该电压输入端可以与设于电力开关主线路上的电压互感器连接，电压互感器将主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压；该电压输入端也可以与一外部电源连接，通过所述外部电源提供所述输入电压。参考图2中所示，为了增强电力开关的抗干扰能力，本示例性实施例中，所述电压输入端还可以包括滤波电路，通过该滤波电路滤除和吸收电压互感器和外接控制电源线路中的谐波。该滤波电路可以是有电阻、电容、电感等无源器件组成的无源滤波电路，也可以是包括双极型晶体管、单极型晶体管、集成运算放大器等有源器件的有源滤波电路，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

电压输出端与电力开关内部控制器件耦接，用于向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压。举例而言，本示例性实施例中电力开关内部控制器件可以包括控制和保护装置以及失压脱扣器，控制和保护装置可具有独立的供电接口；电压输出端可以通过控制和保护装置的供电接口为其提供交流电压以及向失压脱扣器提供直流电压。需要注意的是，所述电压输出端可以根据需要具有一或多个交流电压输出端口以及一或多个直流电压输出端口，以提供多路输出电压，便于为更多的电力开关内部控制器件提供直流电压或者交流电压。为了避免各电压输出端口的输出之间相互干扰，本示例性实施例中所述多个交流电压输出端口以及多个直流电压输出端口可以采用分时及/或限时的方式进行输出，并且，各电压输出端口的输出时长可以根据其对应的电路开关内部控制器件的用电的特点和要求而设定。此外，可以对为失压脱扣器供电的直流电压输出端口独立限时，以在控制电源故障后的预设时间内，于失压时维持失压脱扣器保持吸合，避免电压波动造成失压脱扣器跳闸误动。

监测电路主要用于判断所述输入电压是否正常，并在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在判断所述输入电压异常时输出一第二信号。本示例性实施例中，所述输入电压正常可以指输入电压的参数符合某一项或多项标准，例如处于某一阈值范围；反之，则可以认为输入电压异常。参考图2中所示，本示例性实施例中，所述备用控制电源系统还可以包括采样电路，采样电路与电压输入端及所述监测电路耦接，用于对所述电压输入端输入电压的参数进行采样并将采样结果提供至所述监测电路，所述监测电路根据所述采样结果判断所述输入电压是正常或异常。所述监测电路可以为数字电路，所述采样电路将对所述电压输入端输入电压采样后输出所述参数的数字信号至监测电路；或者，所述监测电路也可以为模拟电路，所述采样电路将对所述电压输入端输入电压采样后输出所述参数的电压信号至监测电路。采样电路可以由本领域技术人员自行选择，例如采样电阻、电流互感器、霍尔元件等等，此外还可以包括运算放大器、滤波电路以及模数转换电路等等。此外需要注意的是，本示例性实施例中，采样电路并非必须设置，监测电路也可以通过其他方式判断所述输入电压是否正常。

充放电控制电路与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及储能电路耦接。充放电控制电路在接收到所述第一信号时，即输入信号正常时，转换所述输入电压为所述储能电路充电，同时，通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；参考图2中所示，具体到本示例性实施例中，充放电控制电路在接收到所述第一信号时，是通过所述电压输出端中的交流电压输出端口向电力开关内部控制器件提供交流电压，以及通过所述电压输出端中的直流电压输出端口向电力开关内部控制器件提供直流电压。充放电控制电路在接收到所述第二信号时，即输入信号异常时，停止为所述储能电路充电，同时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。本示例性实施例中，充放电控制电路可以是由半导体开关组成的电路也可以为一控制芯片，本领域技术人员可以根据需求自行选择或设计。

参考图2中所示，所述备用控制电源系统还可以包括一放电电路。放电电路与所述充放电控制电路耦接；所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电路对所述储能电路进行放电。举例而言，所述第三信号可以为到达一预设时间后提供的信号，如果该预设时间是指向电力开关内部控制器件供电一定时长，则所述备用控制电源系统可以在输入电压异常时，向电力开关内部控制器件供电一定时长后，自动通过放电电路对储能电路自动进行放电。再举例而言，所述第三信号可以为根据外部控制指令产生的信号，例如，需要对电力开关进行开盖维修时，则可以通过按钮等外部控制指令产生所述第三信号，以控制放电电路对储能电路进行放电。本示例性实施例中，储能电路可以为一电感或电容器件，放电电路可以为一放电电阻，也可能为电感或电容器件，本示例性实施例中对此不做特殊限定。通过所述充放电控制电路以及放电电路，可以在接到外部控制指令或供电时间达到限时后，自动储能电路释放存储的电能，防止停电后电力开关内部控制器件带电，以适用于防爆和安全要求。

继续参考图2中所示，本示例性实施例中，所述电压输出端还可以包括一逆变电路以及一稳压电路。逆变电路与所述充放电控制电路耦接，用于将所述充放电控制电路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关中部分内部控制器件；逆变电路可以为全桥逆变电路，也可以为半桥逆变电路，可以为电压型逆变电路也可以为电流型逆变电路。稳压电路与所述充放电控制电路耦接，用于稳定所述充放电控制电路提供至电力开关中部分内部控制器件的直流电压；稳压电路为DC/DC稳压电路，例如可以为线性直流稳压电路，也可以为非线性直流稳压电路。当然，在本公开的其他示例性实施例中，所述电压输出端也可以包括升压电路、整流电路等其他电路，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

通过本示例性实施例中的备用控制电源系统，能够在电力开关控制电源故障，如发生短路、失压、接地、断相等主线路故障导致控制电源供电异常或者外部电源供电异常时，自动切换到备用控制电源系统供电，为电力开关提供可靠的控制电源，避免了电力开关在外部电源或主线路故障时，失去可靠的控制电源，导致电力开关控制保护失效和误动发生电力事故，提高了电力开关的可靠性。同时，能够滤除和吸收备用控制电源系统中的谐波，提高了电力开关的抗干扰性。此外，备用控制电源系统能够限时自动切断供电或放电，防止向电源侧反送电以及使电力开关停电后内部控制器件不会带电，保证防爆安全，特别适用于煤矿电力开关，也适用于现有地面电力开关等其他电力开关的改进，且不需要改造或更换电力开关的元器件和线路。

示例性实施例二

本示例性实施例中提供了一种备用控制电源系统。参考图3中所示，本示例性实施例中的电力开关内部控制器件备用控制电源系统主要包括一电压输入端、一电压输出端、一储能电路、一监测电路以及一充放电控制电路。除此之外，还可以包括采样电路、放电电路、逆变电路、稳压电路以及滤波电路等其他电路。当然，本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。与示例性实施例一中备用控制电源系统的不同之处之一在于，本示例性实施例中，所述电压输入端与所述电压输出端耦接。

基于上述备用控制电源系统架构，本示例性实施例中，所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时，即输入信号正常时，仅通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压以及转换所述输入电压为所述储能电路充电，但不向电力开关内部控制器件提供交流电压，而是利用所述电压输入端的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件。充放电控制电路在接收到所述第二信号时，即输入信号异常时，停止为所述储能电路充电，同时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

该备用控制电源系统的其他部分与示例性实施例一中基本相同，因此在此不再赘述。

图3中备用控制电源系统，在输入信号异常时，例如短路、失压、接地、断相时，所述电压输入端与所述电压输出端仍保持耦接，即仍会利用所述电压输入端异常的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件，进而可能造成电力开关控制和保护的不可靠。

基于此，参考图4中所示，本示例性实施例中所述备用控制电源系统还可以包括一切换开关。切换开关设于所述电压输入端和电压输出端之间并与所述监测电路耦接，即所述切换开关同样被所述监测电路所控制。具体而言，切换开关在接收到所述第一信号时，即输入信号正常时导通；以及，切换开关在接收到所述第二信号，即输入信号异常时断开。本示例性实施例中，所述切换开关可以为晶闸管及其派生器件、双极型功率晶体管、绝缘栅双极型功率晶体管等可控开关。

通过设置切换开关，所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时，即输入信号正常时，仅通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压以及转换所述输入电压为所述储能电路充电，但不向电力开关内部控制器件提供交流电压，而是所述电压输入端的交流输入电压通过所述切换开关及电压输出端提供至电力开关内部控制器件。充放电控制电路在接收到所述第二信号时，即输入信号异常时，停止为所述储能电路充电，同时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压，同时，切换开关在接收到所述第二信号时自动断开，不会再利用所述电压输入端异常的交流输入电压提供至电力开关内部控制器件，进而可以增强电力开关控制和保护的可靠性。

图4中备用控制电源系统的其他部分与图3中基本相同，因此在此不再赘述。

示例性实施例三

本示例性实施例中提供了一种电力开关，该电力开关具有内部控制器件，并且包括上述示例性实施例中的备用控制电源系统，以便于为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。所述电力开关内部控制器件可以包括断路器(例如包括合闸电机、分闸机构以及整流电路等组件)、控制和保护装置(例如继电保护装置)、测控装置、失压脱扣器等，除此之外还可以包括主线路、互感器和整流电路、控制继电器、显示器、控制按钮等附件。当然，本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

参考图5中所示，本示例性实施例中所述电力开关还包括一电压互感器，电压互感器设于所述电力开关的主线路并与所述备用控制电源的电压输入端耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压。其中，控制和保护装置的供电接口还可以用于通过测控装置采集电压参数，以作为所述控制和保护装置的动作依据。备用控制电源系统的交流电压输出接口连接断路器、控制和保护装置以及测控装置等器件，直流电压输出接口连接失压脱扣器等器件。

主线路电参数正常时，备用控制电源系统通过电压互感器从主线路获取电能，分别为断路器、控制和保护装置、测控装置输出交流电压以及为失压脱扣器输出直流电压，同时为备用控制电源系统中的储能电路充电，并且直接连通电压互感器与控制和保护装置的电路，使控制和保护装置可以通过供电电路采集电压参数。

主线路电参数异常时，备用控制电源系统的储能电路输出电能，分别为断路器、控制和保护装置、测控装置输出交流电和为失压脱扣器输出直流电，保证电力开关在主线路电参数异常时的控制和保护。

参考图6中所示，本示例性实施例中还提供了另外一种电力开关，该电力开关中没有在主线路设置电压互感器，而是另外设置一外部电源，外部电源与所述备用控制电源的电压输入端耦接，用于向所述电压输入端提供所述输入电压，该电力开关的其他部分以及运行方式与图5中电力开关相关部分类似，因此在此不再赘述。

示例性实施例四

本示例性实施例中提供了一种电力开关，该电力开关具有内部控制器件，并且包括上述示例性实施例中的备用控制电源系统，以便于为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。所述电力开关内部控制器件可以包括电磁断路器(例如包括合闸电机、分闸机构、整流电路等)、控制和保护装置(例如继电保护装置)、测控装置、失压脱扣器等，除此之外还可以包括主线路、互感器和整流电路、控制继电器、显示器、控制按钮等附件。当然，本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

参考图7中所示，本示例性实施例中所述电力开关还包括一电压互感器，电压互感器设于所述电力开关的主线路并与所述备用控制电源的电压输入端耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压；同时，控制和保护装置具有单独的交流供电接口，电压互感器还与所述控制和保护装置的电压接入口耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压提供至控制和保护装置。其中，在电压互感器输出电压正常时，控制和保护装置的供电来自于电压互感器，同时，控制和保护装置的供电接口还可以用于通过测控装置采集电压参数，以作为所述控制和保护装置的动作依据。备用控制电源系统的交流电压输出接口连接断路器、控制和保护装置以及测控装置等器件，直流电压输出接口连接失压脱扣器等器件。

主线路电参数正常时，备用控制电源系统通过电压互感器从主线路获取电能，分别为断路器、测控装置输出交流电压以及为失压脱扣器输出直流电压，同时为备用控制电源系统中的储能电路充电；同时，通过电压互感器为控制和保护装置提供交流电压，并且直接连通电压互感器与控制和保护装置的电路，使控制和保护装置可以通过供电电路采集电压参数。

主线路电参数异常时，备用控制电源系统的储能电路输出电能，分别为断路器、保护装置、测控装置输出交流电和为失压脱扣器输出直流电压，保证电力开关在主线路电参数异常时的控制和保护。

参考图8中所示，本示例性实施例中还提供了另外一种电力开关，该电力开关中可以利用直流电压为所述控制和保护装置供电，即备用控制电源系统至少具有两路直流输出和一路交流输出，该电力开关的其他部分以及运行方式与图7中电力开关相关部分类似，因此在此不再赘述。

上述示例性实施例中的电力开关，由于设置了特殊的备用控制电源系统，因此在安全性以及可靠性等方面得到了较大的改善。上述示例性实施例中的电力开关可以用作井下电力开关，也可以用作地面电力开关等其他电力开关，本示例性实施例中对此不做特殊限定。

以上所述仅为本公开的部分示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统，其特征在于，包括：

一电压输入端，用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压；

一电压输出端，与一电力开关耦接，用于向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压；

一储能电路，用于存储电能；

一监测电路，用于在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在判断所述输入电压异常时输出一第二信号；以及，

一充放电控制电路，与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及储能电路耦接；所述充放电控制电路用于：

在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，

在接收到所述第二信号时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

2.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述备用控制电源系统还包括：

一放电电路，与所述充放电控制电路耦接；

所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电路对所述储能电路进行放电。

3.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压输出端还包括：

一逆变电路，与所述充放电控制电路耦接，用于将所述充放电控制电路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关内部控制器件；以及，

一稳压电路，与所述充放电控制电路耦接，用于稳定所述充放电控制电路提供至电力开关内部控制器件的直流电压。

4.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述备用控制电源系统还包括：

一采样电路，与电压输入端及所述监测电路耦接，用于对所述电压输入端输入电压的参数进行采样并将采样结果提供至所述监测电路；

所述监测电路根据所述采样结果判断所述输入电压是正常或异常。

5.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压输入端还包括：

一滤波电路，用于对所述输入电压进行滤波处理。

6.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压输出端具有一或多个交流电压输出端口以及一或多个直流电压输出端口。

7.根据权利要求6所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述多个交流电压输出端口以及多个直流电压输出端口采用分时及/或限时方式进行输出。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压输入端与所述电压输出端耦接；

所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述备用控制电源系统还包括：

一切换开关，设于所述电压输入端和电压输出端之间并与所述监测电路耦接；所述切换开关在接收到所述第一信号时导通以及在接收到所述第二信号时断开；

所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述切换开关及电压输出端提供至电力开关内部控制器件。

11.一种电力开关，具有内部控制器件，其特征在于，包括根据权利要求1-10任意一项所述的备用控制电源系统，以为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。

12.根据权利要求11所述的电力开关，其特征在于，所述内部控制器件包括与所述备用控制电源系统耦接的断路器、失压脱扣器以及控制和保护装置。

13.根据权利要求11所述的电力开关，其特征在于，所述电力开关还包括：

一电压互感器，设于所述电力开关的主线路并与所述电压输入端耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压。

14.根据权利要求11所述的电力开关，其特征在于，所述电力开关还包括：

一外部电源，与所述电压输入端耦接，用于向所述电压输入端提供所述输入电压。

15.根据权利要求11-14任意一项所述的电力开关，其特征在于，所述电力开关为井下电力开关或者为地面电力开关。