CN105513841B - 断路器停电检修和带电投运的泄压方法和系统及储能方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器停电检修和带电投运的泄压方法和系统及储能方法电气控制回路通过接收外部脉冲信号或就地泄压信号，然后驱动安装在断路器液压弹簧机构的电动推杆来实现液压弹簧机构泄压操作，电动推杆通过电气控制回路控制伸缩。本发明实现对液压弹簧机构进行远程泄压，防止采用液压弹簧机构的高压开关在检修过程中发生误动作的现象，从而导致事故发生。

Description

断路器停电检修和带电投运的泄压方法和系统及储能方法

【技术领域】

本发明属于智能电网高压电器远程控制设备技术领域，具体涉及高压开关泄压闭锁的液压弹簧机构泄压控制系统及方法。

【背景技术】

随着无人值守变电站的推广和应用，当变电站某条线路进行停电检修作业时，需要将相应间隔的断路器已经储满的能量泄掉实现闭锁功能，否则可能会发生断路器误合，导致事故发生。液压弹簧机构泄压控制系统适用于采用液压弹簧机构的断路器控制泄压的一套系统。

液压弹簧机构泄压控制系统是一种用于变电站高压开关的控制系统，该系统通过安装在液压弹簧机构的电动推杆顶压液压阀，电动推杆运动到位后，液压弹簧机构开始泄压，释放储能弹簧能量。液压机构只有在电动推杆返回原位后，才能通过该储能电机开始储能。通过该系统的应用，可以在断路器分闸后控制液压弹簧机构自动泄能，有效的防止了断路器误合事故的发生。

【发明内容】

本发明的目的在于研发一种断路器停电检修和带电投运的泄压方法和系统及储能方法，在断路器分闸后控制液压弹簧机构自动泄能，有效的防止了断路器误合事故的发生。

本发明采用以下技术方案：

一种液压弹簧机构泄压控制系统，包括电气控制回路、限位开关、电动推杆，以及供电系统，所述电气控制回路的输入端连接有操作开关和/或外部脉冲遥控命令，所述电气控制回路的输出端通过电动推杆与泄压阀连接，所述电气控制回路的输入端进一步连接有所述限位开关；所述限位开关安装在液压弹簧操动机构上，用于获取液压弹簧操动机构的储能状态和泄压开关的分合位置。

液压弹簧机构泄压控制系统进一步包括有就地远方转换开关，该就地远方转换开关的输入端连接操作开关和/或外部脉冲遥控命令，就地远方转换开关的输出端连接在电气控制回路的输入端，用于切换就地泄压操作和接收外部脉冲遥控命令。

所述电气控制回路包括泄压控制回路，该泄压控制回路包括多个电气控制继电器，该电气控制继电器根据开闭触点变化改变电动推杆电机的电流方向，进而实现液压弹簧操动机构泄压。

所述电气控制回路进一步包括有电动推杆电机回路，通过电气控制继电器常开节点的闭合与常闭节点的打开来控制电动推杆电机的正反转，实现液压弹簧操动机构的储能与泄压。

所述电气控制回路进一步包括有储能电机回路，在储能电机回路串联液压弹簧操动机构的未储能节点与电气控制继电器常闭节点，当液压弹簧处于未储能状态且电气控制继电器未触发的情况下，液压弹簧储能电机开始运作，液压弹簧开始储能，当液压弹簧能量储满或电气控制继电器触发的情况下，液压弹簧的储能电机不工作。

一种液压弹簧机构泄压控制方法，电气控制回路在接收到外部脉冲遥控命令或操作开关的泄压指令后，监测限位开关的状态，如果断路器处于分闸状态，且液压弹簧操动机构处于储能状态，则控制电动推杆进行运动实现液压弹簧机构泄压，泄压到位后，限位开关会切断电动推杆的电机电源；如果断路器处于分闸状态，且液压弹簧操动机构处于泄压状态，则维持现状，继续泄压，直至泄压到位后，限位开关切断电动推杆的电机电源；如果断路器处于合闸状态，则不进行泄压。

当泄压阀打开，实现液压弹簧操动机构的泄压状态下，切断储能电机回路，保证液压弹簧操动机构不能储能。

当液压弹簧处于未储能状态且电气控制回路未被触发的情况下，液压弹簧储能电机开始运作，液压弹簧开始储能，当液压弹簧能量储满或电气控制回路被触发的情况下，液压弹簧的储能电机不工作。

一种基于断路器停电检修的液压弹簧机构泄压控制方法，首选判断就地或远程操作，如果就地操作，则将就地远方转换开关切换至就地位置，通过操作开关控制断路器分闸和泄压开关泄压；如果是远程操作，则将就地远方转换开关切换至远方位置，发送脉冲信号遥控断路器分闸和泄压开关泄压；当电气控制回路接收到泄压命令后，控制电动推杆顶推泄压阀开始泄压，同时切断断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路；待油压泄至零位后，触发油压零位限位开关，返回泄压完成信号，油压零位红灯亮起；确保就地远方转换开关处于就地位置后开始检修工作。

一种基于断路器带电投运的液压弹簧机构储能控制方法，首先判断就地或远程操作，如果就地操作，则将就地远方转换开关切换至就地位置，通过操作开关控制泄压开关储能和断路器合闸；如果远程操作，则将就地远方转换开关切换至远方位置，发送脉冲信号遥控泄压开关储能和断路器合闸；电气控制回路接收到就地或远程的储能命令后，控制电动推杆反向拉泄压阀复位开始储能，同时接通断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路，储能电机开始打压；待油压储满后，触发油压储满限位开关，切断断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路，同时返回储能完成信号，油压储满绿灯亮起；确保就地远方转换开关处于远方位置后开始相关带电投运工作。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明通过安装在液压弹簧机构的电动推杆顶压液压阀，电动推杆运动到位后，液压弹簧机构开始泄压，释放储能弹簧能量。液压弹簧操动机构只有在电动推杆返回原位后，才能通过储能电机开始储能。本发明可以在断路器分闸后控制液压弹簧机构自动泄能，有效的防止了断路器误合事故的发生。

【附图说明】

图1示出了液压弹簧机构泄压控制系统原理图；

图2示出了液压弹簧机构泄压控制系统储能状态图；

图3示出了液压弹簧机构泄压控制系统泄压状态图；

图4示出了液压弹簧机构泄压控制系统电气回路图，其中，(a)为泄压控制回路，(b)为泄压指示回路，(c)为电动推杆电机回路，(d)为储能电机回路；

图5示出了液压弹簧机构泄压控制系统停电检修操作流程图；

图6示出了液压弹簧机构泄压控制系统带电投运操作流程图。

A1、A2、E1、E2为电气控制回路3中泄压控制继电器线圈；

13、14、43、44、53、54是继电器常开触点；

21、22、31、32、55、56、61、62是继电器常闭触点；

701、702、703为限位开关7的三种信号，701表示油压零位限位开关，702表示油压储满限位开关，703表示油压储能未满限位开关；

801、802为指示灯8的两种状态，801为红色指示灯，表示油压降至零位；802为绿色指示灯，表示油压已储满。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于液压弹簧机构的泄压控制系统，包括电动推杆1、泄压阀2、电气控制回路3、操作开关4、供电系统5、限位开关7、指示灯8和就地远方转换开关9。电气控制回路3通过切换接受外部遥控脉冲信号和就地操作指令以实现对液压弹簧操动机构泄压的控制。参阅图1，电动推杆1与泄压阀2相连接，通过电动推杆1推动液压阀2实现对液压弹簧操动机构的泄压操作；电动推杆1与电气控制回路3相连接，就地远方转换开关9用于切换就地泄压操作或接收外部脉冲遥控命令，电气控制回路3在接收到外部脉冲遥控命令或操作开关4的指令后控制电动推杆1进行运动实现液压弹簧机构泄压，电动推杆伸出触发泄压阀泄压到位后，限位开关7切断电动推杆1的电机电源；限位开关7安装在液压机构上，用于获取液压机构的储能状态和泄压开关的分合位置，并把该状态返回给电气控制回路3；电气控制回路3在接到泄压状态后，监测限位开关7的状态，如果断路器处于分闸状态，并且机构处于储能状态，则控制电动推杆1运动从而使液压弹簧操动机构泄压；如果断路器处于分闸状态，且液压弹簧操动机构处于泄压状态，则维持现状，继续泄压，直至泄压到位后，限位开关切断电动推杆的电机电源；如果断路器处于合闸状态，则不进行泄压；供电系统5为手动操作开关提供触发能量，同时把电源供给24V电源6，用于电动推杆1的能源；指示灯8接收液压弹簧操动机构限位开关返回的储能状态并通过灯的颜色显示状态，红灯表示机构完成泄压，绿灯表示机构完成储能。

所述电动推杆安装在液压弹簧操动机构的泄压阀处，代替原有的手动泄压把手。电动推杆是一种采用电机驱动的直线运动的电力推动装置，使用24V供电电源，与电气控制回路采用电缆连接，通过电气控制回路改变输入电流的方向，进而实现电动推杆推出和收回；所述限位开关安装在液压弹簧操动机构内部，用来获取机构油压状态和开关分合状态，并把该状态反馈给电气控制回路，为电动推杆控制提供参考信号；所述电气控制回路可接收外部脉冲遥控命令和操作开关的命令；所述操作开关安装于液压弹簧操动机构的机构箱内，就地操作时使用操作开关发送控制命令，通过电气控制回路控制电动推杆的伸缩。在需要对液压弹簧操动机构进行检修时，将断路器处于分闸位置后，可以快速便捷的控制液压弹簧操动机构泄压，有效的防止了断路器的误合操作，为开关的安全检修起到了积极的作用。

所述的泄压阀安装于液压弹簧操动机构的液压油路上，通过推动该泄压阀可实现对液压弹簧操动机构的泄压工作，释放液压弹簧操动机构储存的机械能。电动推杆与液压弹簧机构的泄压阀机械连接，通过控制电动推杆，可实现对液压弹簧机构存储机械能的释放。

所述的操作开关为手动泄压开关，安装在液压弹簧操动机构箱内部，用于就地手动泄压。通过操作开关，可以触发电气控制回路实现对电动推杆的控制，从而实现液压弹簧操动机构泄压。

所述电气控制回路为多个电气继电器组成，可以根据需要选择DC220V、DC110V或AC220V强电控制电气继电器，抗干扰性能好；所述电动推杆配备有独立的DC24V隔离电源系统，整个系统的运行状态不受柜内其他设备运行状态的影响，提高了该装置的运行可靠性。

本发明的液压弹簧机构泄压系统安装在液压弹簧操动机构箱或控制柜内，通过标准的接插件接口与外部设备进行连接，具有良好的通用性。参阅图2，为液压弹簧机构泄压系统储能状态的结构图，其中，1为电动推杆，2为液压机构的泄压阀，在此状态下，电动推杆1的做功推杆处于收缩状态，液压机构的泄压阀2关闭，可实现液压弹簧机构的储能。

参阅图3，为液压弹簧机构泄压系统泄压状态的结构图，其中1为电动推杆，2为液压机构的泄压阀，在此状态下，电动推杆1的做功推杆处于伸出状态，液压机构的泄压阀2打开，实现液压弹簧机构的泄压，在此状态下，自动切断了机构储能电机的回路，机构不能储能，保护储能电机的寿命。

参阅图4，为液压弹簧操动机构泄压控制系统的电气回路，具体包括泄压控制回路、泄压指示回路、电动推杆电机回路和储能电机回路。在泄压控制回路中，电气控制回路3在接收到外部脉冲遥控命令或操作开关4的指令后线圈吸合，通过开闭触点变化改变电动推杆电机电流方向，控制电动推杆1进行运动实现液压弹簧机构泄压，电动推杆1伸出触发泄压阀2泄压到位后，限位开关7切断电动推杆1的电机电源回路，泄压操作完成。

在泄压指示回路中，指示灯8接收液压弹簧操动机构限位开关返回的储能状态，红灯表示机构完成泄压，绿灯表示机构完成储能；电动推杆电机回路中，电气控制回路3通过常开节点的闭合与常闭节点的打开来控制电动推杆电机的正反转，实现液压弹簧操动机构的储能与泄压操作；储能电机回路中，在储能电机回路串联液压弹簧操动机构的未储能节点703与电气控制继电器常闭节点，当液压弹簧处于未储能状态且电气控制回路未触发的情况下，液压弹簧储能电机开始运作，液压弹簧开始储能，当液压弹簧能量储满或电气控制回路触发的情况下，液压弹簧的储能电机不工作，防止电机长期空转影响寿命。

参阅图5，使用液压弹簧操动机构泄压控制系统的断路器停电检修操作过程为，当断路器需要停电检修时，判断需要就地或远程操作，就地操作需先将就地远方转换开关切换至就地位置，按照顺序通过操作开关控制断路器分闸和泄压开关泄压；远程操作则将就地远方转换开关切换至远方位置，按照顺序发送脉冲信号遥控断路器分闸和泄压开关泄压。电气回路接收到就地或远程的泄压脉冲命令后，控制电动推杆顶推泄压阀开始泄压，同时切断断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路，防止电机长期空转影响寿命；待油压泄至零位后，触发油压零位限位开关，返回泄压完成信号，油压零位红灯亮起；确保就地远方转换开关处于就地位置后开始相关检修工作。

参阅图6，使用液压弹簧机构泄压控制系统的断路器带电投运的操作过程为，当断路器需要带电投运时，判断需要就地或远程操作，就地操作需先将就地远方转换开关切换至就地位置，按照顺序通过操作开关控制泄压开关储能和断路器合闸；远程操作则将就地远方转换开关切换至远方位置，按照顺序发送脉冲信号遥控泄压开关储能和断路器合闸。电气控制回路接收到就地或远程的储能脉冲命令后，控制电动推杆反向拉泄压阀复位开始储能，同时自动接通断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路，储能电机开始打压；待油压储满后，触发油压储满限位开关，切断断路器液压弹簧机构的储能电机电源回路，同时返回储能完成信号，油压储满绿灯亮起；确保就地远方转换开关处于远方位置后开始相关带电投运工作。

本发明的优点包括以下几点：

1、本发明可以远程对液压弹簧操动机构进行泄压操作，实现对高压开关的防误操作闭锁，保证高压开关的安全检修。

2、本发明的控制信号采用电缆传输，操作简单，电动推杆采用DC24V，在变电站现场抗干扰性能较强等优点。

3、本发明通过安装在液压弹簧机构上的限位开关获取液压弹簧泄压至油压零位及油压储能完成的信号，用于变电站远程泄压操作返回的状态信号。

4、本发明中的液压弹簧机构泄压系统安装在液压弹簧操动机构箱或控制柜内，通过标准的接插件接口与外部设备进行连接，具有良好的通用性和IP防护性能。

5、本发明中的液压弹簧机构泄压控制系统配备有独立的隔离电源系统，整个系统的运行状态不受控制柜内其他组件运行状态的影响，提高了该装置的运行可靠性。

6、本发明中的液压弹簧机构泄压控制系统配备有用继电器组成的电气控制回路，能够通过继电器直接控制液压弹簧机构泄压与储能，实现设备的快速启动。

Claims (9)

1.一种液压弹簧机构泄压控制系统，其特征在于：包括电气控制回路(3)、限位开关(7)、电动推杆，以及供电系统(5)，所述电气控制回路(3)的输入端连接有操作开关(4)和/或外部脉冲遥控命令，所述电气控制回路(3)的输出端通过电动推杆与泄压阀(2)连接，所述电气控制回路(3)的输入端进一步连接有所述限位开关(7)；所述限位开关(7)安装在液压弹簧操动机构上，用于获取液压弹簧操动机构的储能状态和泄压开关的分合位置；所述电气控制回路(3)包括泄压控制回路，该泄压控制回路包括多个电气控制继电器，该电气控制继电器根据开闭触点变化改变电动推杆电机的电流方向，进而实现液压弹簧操动机构泄压和储能。

2.根据权利要求1所述的一种液压弹簧机构泄压控制系统，其特征在于：液压弹簧机构泄压控制系统进一步包括有就地远方转换开关(9)，该就地远方转换开关(9)的输入端连接操作开关(4)和/或外部脉冲遥控命令，就地远方转换开关(9)的输出端连接在电气控制回路的输入端，用于切换就地泄压操作和接收外部脉冲遥控命令。

3.根据权利要求1所述的一种液压弹簧机构泄压控制系统，其特征在于：所述电气控制回路(3)进一步包括有电动推杆电机回路，通过电气控制继电器常开节点的闭合与常闭节点的打开来控制电动推杆电机的正反转，实现液压弹簧操动机构的泄压和储能。

4.根据权利要求3所述的一种液压弹簧机构泄压控制系统，其特征在于：所述电气控制回路(3)进一步包括有储能电机回路，在储能电机回路串联液压弹簧操动机构的未储能节点(703)与电气控制继电器常闭节点，当液压弹簧处于未储能状态且电气控制继电器未触发的情况下，液压弹簧储能电机开始运作，液压弹簧开始储能，当液压弹簧能量储满或电气控制继电器触发的情况下，液压弹簧的储能电机不工作。

5.一种液压弹簧机构泄压控制方法，其特征在于：电气控制回路(3)在接收到外部脉冲遥控命令或操作开关(4)的泄压指令后，监测限位开关的状态，如果断路器处于分闸状态，且液压弹簧操动机构处于储能状态，则控制电动推杆(1)进行运动实现液压弹簧机构泄压，泄压到位后，限位开关(7)切断电动推杆(1)的电机电源；如果断路器处于分闸状态，且液压弹簧操动机构处于泄压状态，则维持现状，继续泄压，直至泄压到位后，限位开关切断电动推杆的电机电源；如果断路器处于合闸状态，则不进行泄压。

6.根据权利要求5所述的一种液压弹簧机构泄压控制方法，其特征在于：当泄压阀打开，实现液压弹簧操动机构的泄压状态下，切断储能电机回路，保证液压弹簧操动机构不能储能。

7.根据权利要求5所述的一种液压弹簧机构泄压控制方法，其特征在于：当液压弹簧处于未储能状态且电气控制回路未被触发的情况下，液压弹簧储能电机开始运作，液压弹簧开始储能，当液压弹簧能量储满或电气控制回路被触发的情况下，液压弹簧的储能电机不工作。

8.一种基于断路器停电检修的液压弹簧机构泄压控制方法，其特征在于：首选判断就地或远程操作，如果就地操作，则将就地远方转换开关切换至就地位置，通过操作开关控制断路器分闸和泄压开关泄压；如果是远程操作，则将就地远方转换开关切换至远方位置，发送脉冲信号遥控断路器分闸和泄压开关泄压；当电气控制回路接收到泄压命令后，控制电动推杆顶推泄压阀开始泄压，同时切断断路器的储能电机电源回路；待油压泄至零位后，触发油压零位限位开关，返回泄压完成信号，油压零位红灯亮起；确保就地远方转换开关处于就地位置后开始检修工作。

9.一种基于断路器带电投运的液压弹簧机构储能控制方法，其特征在于：首先判断就地或远程操作，如果就地操作，则将就地远方转换开关切换至就地位置，通过操作开关控制泄压开关储能和断路器合闸；如果远程操作，则将就地远方转换开关切换至远方位置，发送脉冲信号遥控泄压开关储能和断路器合闸；电气控制回路接收到就地或远程的储能命令后，控制电动推杆反向拉泄压阀复位开始储能，同时接通断路器的储能电机电源回路，储能电机开始打压；待油压储满后，触发油压储满限位开关，切断断路器的储能电机电源回路，同时返回储能完成信号，油压储满绿灯亮起；确保就地远方转换开关处于远方位置后开始相关带电投运工作。