CN108695839A - 一种隔离开关分合闸控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离开关分合闸控制装置，包括依次连接的第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路、第二常闭常开开关电路、分合闸控制线圈电路、分合闸接触器主电路、隔离开关；还包括设置在第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路之间的热继电器FR‑NC，以及设置在分合闸接触器主电路、隔离开关之间的热继电器FR。本发明的断路器常闭开关QF‑NC的加入及产生的互锁作用，只要断路器处在吸合状态时，隔离开关不会发生动作，确保隔离开关不会带电通断。
Description
技术领域
本发明涉及地铁轨道交通电力设备供配电控制领域，特别涉及一种隔离开关分合闸控制装置及方法。
背景技术
隔离开关分合闸控制装置控制隔离开关的通断动作，隔离开关作为地铁能量回馈装置切断与高压主回路连接关系的关键器件，其稳定可靠工作对系统及操作人员安全起至关重要的作用，为设备维护、检修起至了起动重要安全保障作用，关系到地面操作人员安全，是系统重要的内部装置。
隔离开关主要作用为隔断，并不具备大电流通断的功能，主流厂家的隔离开关一般要求通断互锁，但由于地铁电力设备供配电设备的特殊性，其内部拥有负极隔离开关、断路器开关，主回路充电接触器等多种主回路开关器件，现有生产厂家一般只要求对隔离开关本身的分合闸进行供电，而忽略其它主回路开关器件对隔离开关分合闸影响，控制分合闸的电路在自锁方面考虑也比较少，这会将导致隔离开关在某种情况下误动作，产生损坏开关甚至造成人员伤亡的风险。
国内地铁等轨道交通建设正处于如火如荼的开殿过程中，因国家节能减排的要求，地铁再生制动能量回馈装置已成为在建地铁标配。因此有必要提供一种拥有可靠控制措施的隔离开关分合闸控制装置，即能在其它开关处在正确位置时动作，又能保证隔离开关的分合闸动作安全可靠。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种隔离开关分合闸控制装置，可靠接通和断开QS内部主回路触头。
本发明的另一目的在于提供一种隔离开关分合闸控制方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种隔离开关分合闸控制装置，包括依次连接的第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路、第二常闭常开开关电路、分合闸控制线圈电路、分合闸接触器主电路、隔离开关；还包括设置在第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路之间的热继电器FR-NC，以及设置在分合闸接触器主电路、隔离开关之间的热继电器FR。
所述热继电器与以上开关电路及控制电路连接，所述热继电器包括主回路触头及常闭辅助触点。
所述第一常开常闭开关电路包括依次连接的断路器常闭开关QF-NC、负隔常开开关QSF-NO、充电接触器常闭开关KM-NC；其中，断路器常闭开关QF-NC的一端连接110V直流控制电源正级，另一端连接负隔常开开关QSF-NO一端；负隔常开开关QSF-NO的另一端则连接充电接触器常闭开关KM-NC的一端，充电接触器常闭开关KM-NC的另一端与热继电器FR-NC的1脚相连，热继电器FR-NC的2脚与分合闸控制电路连接。
所述分合闸控制电路包括合闸控制继电器K3、合闸控制继电器K4、合闸接触器常开开关K1-NO、分闸接触器常开开关K2-NO；其中，合闸控制继电器K3和合闸接触器常开开关K1-NO并联组成第一并联电路，第一并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第一并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常闭触点QS-NC；合闸控制继电器K4和分闸接触器常开开关K2-NO并联，组成第二并联电路，第二并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第二并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常开触点QS-NO。
所述第二常闭常开开关电路包括由隔离开关常闭触点QS-NC、分闸接触器常闭开关K2-NC组成的第一串联电路，还包括由隔离开关常开触点QS-NO、合闸接触器常闭开关K1-NC组成的第二串联电路；
所述分合闸控制线圈电路包括合闸接触器控制线圈K1、分闸接触器控制线圈K2；
其中第一串联电路的一端接分合闸控制电路的第一并联电路，另一端接合闸接触器控制线圈K1的A1端，第二串联电路的一端接分合闸控制电路的第二并联电路，另一端接分闸接触器控制线圈K2的A1端；
所述合闸接触器控制线圈K1的A2端、分闸接触器控制线圈K2的A2端分别接110V直流控制电源负级。
所述分合闸接触器主电路包括合闸接触器K5、分闸接触器K6，所述合闸接触器K5包括三组主触头：K1-1与K1-2、K1-3与K1-4、K1-5与K1-6；所述分闸接触器K6包括三组主触头：K2-1与K2-2、K2-3与K2-4、K2-5与K2-6；其中主触头K1-1、K1-5、K2-3分别接110V直流控制电源正级，主触头K1-3、K2-1、K2-5分别接110V直流控制电源负级，主触头K1-2、K2-2分别通过热继电器FR的1脚接入隔离开关的5脚，主触头K1-4通过热继电器FR的3脚接入隔离开关的4脚，主触头K1-6直接与隔离开关的3脚相连，主触头K2-4通过热继电器FR的5脚接入隔离开关的2脚，主触头K2-6直接与隔离开关的1脚相连，所有控制电路最终接入隔离开关。
本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：
一种隔离开关分合闸控制方法，包括以下步骤：
一、隔离开关开通
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合合闸控制继电器K3，合闸接触器控制线圈K1获得110V直流电，合闸接触器常开开关K1-NO闭合，合闸接触器控制线圈自锁，同时合闸接触器常闭开关K1-NC断开，分闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触；
S5.合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触后，隔离开关的4脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电正方向旋转使隔离开关内部主回路触头吸合；隔离开关内部主回路触头吸合后，作用于内部机械开关，使隔离开关的4脚与电机断开，隔离开关的3脚切入，达到隔离开关的3脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关的常闭触点QS-NC断开，且隔离开关常开触点QS-NO闭合，为隔离开关分闸作准备；
二、隔离开关断开
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合隔离开关分闸继电器K4，由于隔离开关常开触点QS-NO在QS吸合时已处于闭合状态，合闸接触器线圈K2获得110V直流控制电，分闸接触器常开开关K2-NO闭合，分闸接触器线圈控制电实现自锁，同时分闸接触器常闭开关K2-NC断开，合闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触；
S5.分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触后，隔离开关2脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电反方向旋转使QS内部主回路触头断开；隔离开关QS内部主回路触头断开后，作用于隔离开关内部机械开关，使其2脚与电机断开，1脚切入，达到1脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关常闭触点QS-NC吸合，且隔离开关常开触点QS-NO断开，为隔离开关合闸作准备。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、由于断路器常闭开关QF-NC的加入及产生的互锁作用，只要断路器处在吸合状态时，隔离开关不会发生动作，确保隔离开关不会带电通断。
2、由于负隔常开开关QSF-NO的加入及产生的互锁作用，只要负隔未吸合，隔离开关不会发生动作，确保停电检修时操作人员的安全。
3、由于接触器常闭开关KM-NC的加入及产生的互锁作用，只要充电接触器处在吸合状态时，隔离开关不会发生动作，确保隔离开关不会带电通断并保证系统预充的正常工作。
4、分合闸接触器辅助触点K1-NO、K2-NO分加引入分合闸控制电路，参与分合闸接触器控制线圈控制，并与分合闸继电器并联工作，实现控制指令的自锁作用。
5、隔离开关辅助触点分加引入分合闸接触器控制线圈电路，参与分合闸接触器控制线圈控制，可防止控制电路发出错误动作指令，在隔离开关处在断开位置时，发断开指令分闸接触器不会得电；同理，在隔离开关处在吸合位置时，发吸合指令合闸接触器不会得电。
6、热继电器FR主回路参与隔离开关分合闸接触器主回路，热继电器常闭辅助触点FR-NC参与分合闸接触器控制线圈控制，系统电流过大发热时对分合闸接触器主回路以及分合闸接触器控制线圈控制回路起到及时的断开保护作用。保证了主回路用电安全。
附图说明
图1是本发明所述一种隔离开关分合闸控制装置的电路图。
图2是本发明所述一种隔离开关分合闸控制装置的启动逻辑图。
其中，附图标记含义如下：
1-第一常开常闭开关电路、2-分合闸控制电路、3-第二常闭常开开关电路、4-分合闸控制线圈电路、5-分合闸接触器主电路、6-隔离开关、7-热继电器FR-NC、8-热继电器FR、9-断路器常闭开关QF-NC、10-负隔常开开关QSF-NO、11-充电接触器常闭开关KM-NC、12-合闸控制继电器K3、13-合闸控制继电器K4、14-合闸接触器常开开关K1-NO、15-分闸接触器常开开关K2-NO、16-隔离开关常闭触点QS-NC、17-分闸接触器常闭开关K2-NC、18-隔离开关常开触点QS-NO、19-合闸接触器常闭开关K1-NC、20-合闸接触器控制线圈K1、21-分闸接触器控制线圈K2、22-合闸接触器K5、23-分闸接触器K6。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1、2，一种隔离开关分合闸控制装置，包括依次连接的第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路、第二常闭常开开关电路、分合闸控制线圈电路、分合闸接触器主电路、隔离开关；还包括设置在第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路之间的热继电器FR-NC，以及设置在分合闸接触器主电路、隔离开关之间的热继电器FR。
所述热继电器与以上开关电路及控制电路连接，所述热继电器包括主回路触头及常闭辅助触点。
所述第一常开常闭开关电路包括依次连接的断路器常闭开关QF-NC、负隔常开开关QSF-NO、充电接触器常闭开关KM-NC；其中，断路器常闭开关QF-NC的一端连接110V直流控制电源正级，另一端连接负隔常开开关QSF-NO一端；负隔常开开关QSF-NO的另一端则连接充电接触器常闭开关KM-NC的一端，充电接触器常闭开关KM-NC的另一端与热继电器FR-NC的1脚相连，热继电器FR-NC的2脚与分合闸控制电路连接。
所述分合闸控制电路包括合闸控制继电器K3、合闸控制继电器K4、合闸接触器常开开关K1-NO、分闸接触器常开开关K2-NO；其中，合闸控制继电器K3和合闸接触器常开开关K1-NO并联组成第一并联电路，第一并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第一并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常闭触点QS-NC；合闸控制继电器K4和分闸接触器常开开关K2-NO并联，组成第二并联电路，第二并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第二并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常开触点QS-NO。
所述第二常闭常开开关电路包括由隔离开关常闭触点QS-NC、分闸接触器常闭开关K2-NC组成的第一串联电路，还包括由隔离开关常开触点QS-NO、合闸接触器常闭开关K1-NC组成的第二串联电路；
所述分合闸控制线圈电路包括合闸接触器控制线圈K1、分闸接触器控制线圈K2；
其中第一串联电路的一端接分合闸控制电路的第一并联电路，另一端接合闸接触器控制线圈K1的A1端，第二串联电路的一端接分合闸控制电路的第二并联电路，另一端接分闸接触器控制线圈K2的A1端；
所述合闸接触器控制线圈K1的A2端、分闸接触器控制线圈K2的A2端分别接110V直流控制电源负级。
所述分合闸接触器主电路包括合闸接触器K5、分闸接触器K6，所述合闸接触器K5包括三组主触头：K1-1与K1-2、K1-3与K1-4、K1-5与K1-6；所述分闸接触器K6包括三组主触头：K2-1与K2-2、K2-3与K2-4、K2-5与K2-6；其中主触头K1-1、K1-5、K2-3分别接110V直流控制电源正级，主触头K1-3、K2-1、K2-5分别接110V直流控制电源负级，主触头K1-2、K2-2分别通过热继电器FR的1脚接入隔离开关的5脚，主触头K1-4通过热继电器FR的3脚接入隔离开关的4脚，主触头K1-6直接与隔离开关的3脚相连，主触头K2-4通过热继电器FR的5脚接入隔离开关的2脚，主触头K2-6直接与隔离开关的1脚相连，所有控制电路最终接入隔离开关。
一种隔离开关分合闸控制方法，包括以下步骤：
一、隔离开关开通
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合合闸控制继电器K3，合闸接触器控制线圈K1获得110V直流电，合闸接触器常开开关K1-NO闭合，合闸接触器控制线圈自锁，同时合闸接触器常闭开关K1-NC断开，分闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触；
S5.合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触后，隔离开关的4脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电正方向旋转使隔离开关内部主回路触头吸合；隔离开关内部主回路触头吸合后，作用于内部机械开关，使隔离开关的4脚与电机断开，隔离开关的3脚切入，达到隔离开关的3脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关的常闭触点QS-NC断开，且隔离开关常开触点QS-NO闭合，为隔离开关分闸作准备；
二、隔离开关断开
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合隔离开关分闸继电器K4，由于隔离开关常开触点QS-NO在QS吸合时已处于闭合状态，合闸接触器线圈K2获得110V直流控制电，分闸接触器常开开关K2-NO闭合，分闸接触器线圈控制电实现自锁，同时分闸接触器常闭开关K2-NC断开，合闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触；
S5.分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触后，隔离开关2脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电反方向旋转使QS内部主回路触头断开；隔离开关QS内部主回路触头断开后，作用于隔离开关内部机械开关，使其2脚与电机断开，1脚切入，达到1脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关常闭触点QS-NC吸合，且隔离开关常开触点QS-NO断开，为隔离开关合闸作准备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种隔离开关分合闸控制装置，其特征在于：包括依次连接的第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路、第二常闭常开开关电路、分合闸控制线圈电路、分合闸接触器主电路、隔离开关；还包括设置在第一常开常闭开关电路、分合闸控制电路之间的热继电器FR-NC，以及设置在分合闸接触器主电路、隔离开关之间的热继电器FR。
2.根据权利要求1所述隔离开关分合闸控制装置，其特征在于：所述第一常开常闭开关电路包括依次连接的断路器常闭开关QF-NC、负隔常开开关QSF-NO、充电接触器常闭开关KM-NC；其中，断路器常闭开关QF-NC的一端连接110V直流控制电源正级，另一端连接负隔常开开关QSF-NO一端；负隔常开开关QSF-NO的另一端则连接充电接触器常闭开关KM-NC的一端，充电接触器常闭开关KM-NC的另一端与热继电器FR-NC的1脚相连，热继电器FR-NC的2脚与分合闸控制电路连接。
3.根据权利要求2所述隔离开关分合闸控制装置，其特征在于：所述分合闸控制电路包括合闸控制继电器K3、合闸控制继电器K4、合闸接触器常开开关K1-NO、分闸接触器常开开关K2-NO；其中，合闸控制继电器K3和合闸接触器常开开关K1-NO并联组成第一并联电路，第一并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第一并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常闭触点QS-NC；合闸控制继电器K4和分闸接触器常开开关K2-NO并联，组成第二并联电路，第二并联电路的一端接热继电器FR-NC的2脚，第二并联电路的另一端接第二常闭常开开关电路的隔离开关常开触点QS-NO。
4.根据权利要求3所述隔离开关分合闸控制装置，其特征在于：所述第二常闭常开开关电路包括由隔离开关常闭触点QS-NC、分闸接触器常闭开关K2-NC组成的第一串联电路，还包括由隔离开关常开触点QS-NO、合闸接触器常闭开关K1-NC组成的第二串联电路；
所述分合闸控制线圈电路包括合闸接触器控制线圈K1、分闸接触器控制线圈K2；
其中第一串联电路的一端接分合闸控制电路的第一并联电路，另一端接合闸接触器控制线圈K1的A1端，第二串联电路的一端接分合闸控制电路的第二并联电路，另一端接分闸接触器控制线圈K2的A1端；
所述合闸接触器控制线圈K1的A2端、分闸接触器控制线圈K2的A2端分别接110V直流控制电源负级。
5.根据权利要求1所述隔离开关分合闸控制装置，其特征在于：所述分合闸接触器主电路包括合闸接触器K5、分闸接触器K6，所述合闸接触器K5包括三组主触头：K1-1与K1-2、K1-3与K1-4、K1-5与K1-6；所述分闸接触器K6包括三组主触头：K2-1与K2-2、K2-3与K2-4、K2-5与K2-6；其中主触头K1-1、K1-5、K2-3分别接110V直流控制电源正级，主触头K1-3、K2-1、K2-5分别接110V直流控制电源负级，主触头K1-2、K2-2分别通过热继电器FR的1脚接入隔离开关的5脚，主触头K1-4通过热继电器FR的3脚接入隔离开关的4脚，主触头K1-6直接与隔离开关的3脚相连，主触头K2-4通过热继电器FR的5脚接入隔离开关的2脚，主触头K2-6直接与隔离开关的1脚相连，所有控制电路最终接入隔离开关。
6.一种隔离开关分合闸控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、隔离开关开通
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合合闸控制继电器K3，合闸接触器控制线圈K1获得110V直流电，合闸接触器常开开关K1-NO闭合，合闸接触器控制线圈自锁，同时合闸接触器常闭开关K1-NC断开，分闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触；
S5.合闸接触器K5的三组主触头实现稳定接触后，隔离开关的4脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电正方向旋转使隔离开关内部主回路触头吸合；隔离开关内部主回路触头吸合后，作用于内部机械开关，使隔离开关的4脚与电机断开，隔离开关的3脚切入，达到隔离开关的3脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关的常闭触点QS-NC断开，且隔离开关常开触点QS-NO闭合，为隔离开关分闸作准备；
二、隔离开关断开
S1.断开断路器，断路器常闭开关QF-NC处在常态闭合状态；
S2.吸合负隔开关，负隔常开开关QSF-NO处在常态开通状态；
S3.断开充电接触器，充电接触器常闭开关KM-NC处在常态闭合状态；
S4.吸合隔离开关分闸继电器K4，由于隔离开关常开触点QS-NO在QS吸合时已处于闭合状态，合闸接触器线圈K2获得110V直流控制电，分闸接触器常开开关K2-NO闭合，分闸接触器线圈控制电实现自锁，同时分闸接触器常闭开关K2-NC断开，合闸接触器始终处于失电状态；在此情况下，分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触；
S5.分闸接触器K6三组主触头实现稳定接触后，隔离开关2脚、5脚通过热继电器FR得电，隔离开关内部电机得电反方向旋转使QS内部主回路触头断开；隔离开关QS内部主回路触头断开后，作用于隔离开关内部机械开关，使其2脚与电机断开，1脚切入，达到1脚与5脚内部电机等电位控制，防止电机误动；同时，隔离开关常闭触点QS-NC吸合，且隔离开关常开触点QS-NO断开，为隔离开关合闸作准备。
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