CN109671595A - 一种开关 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种开关,包括控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:所述控制系统,分别向第一操作机构发送第一动作指令,以及向第二操作机构发送第二动作指令;第一动作指令用于指示第一操作机构执行第一动作;第二动作指令用于指示第二操作机构执行第二动作;第一操作机构执行第一动作所使用的时间与所述第二操作机构执行所述第二动作所使用的时间不同。本发明实施例提供的方案通过控制系统控制不同的操作机构,能够实现不同速度的分合闸动作,快速切除电网中发生的短路事故,提高了电网运行的稳定性;第一操作机构和第二操作机构配合动作实现了开关操动的冗余,可以有效降低开关拒动的可能性,提升整个智能电网系统的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及供配电技术领域,尤其涉及一种开关。
背景技术
随着我国工业化、城镇化的快速发展,在较长时期内电力需求持续增长,电网发展任务繁重,发展坚强的智能电网显得尤为迫切。目前智能电网朝着超高压、特高压等级方向发展,因此,开发与之相配套的高性能、高可靠性断路器可为智能电网供电的安全性和可靠性提供强有力的技术保障。
所谓断路器是一种开关装置,是一种能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流,并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可以用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,在发生严重的过载或者短路及欠压等故障时断路器能自动切断电路。
经研究发现,在电路出现故障时,通常采用上级断路器分闸以达到切除故障的效果。但是分闸动作慢,在电弧故障发生后30ms-40ms内实现分闸以切除故障,会造成电压敏感负荷停运,给用户造成重大经济损失,如变频调速装置等,同时可能对系统变压器和故障点造成大的伤害。而中压系统断路器故障情况时有发生,多数为断路器拒动,据不完全统计,2016年中压断路器故障有85%以上的现象是断路器拒动,原因包含了机构卡死,控制部分死机,控制回路短路,储能电机故障等。
发明内容
本发明实施例提供了一种开关,用于降低断路器发生拒动的概率,提升智能电网系统的安全性。
一方面本发明实施例提供了一种开关,包含控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:
所述控制系统,分别向所述第一操作机构发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构发送第二动作指令;
其中,所述第一动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;
所述第二动作指令用于指示所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
另一方面本发明实施例提供了一种开关,包含控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:
所述控制系统,向所述第一操作机构和所述第二操作机构发送动作指令;
其中,所述动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;之后,所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
本发明所提供实施例所能够达到的有益效果如下:
本发明实施例提供了一种开关,包括控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:所述控制系统,分别向所述第一操作机构发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构发送第二动作指令;所述第一动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;所述第二动作指令用于指示所述第二操作机构执行第二动作;所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。本发明实施例提供的方案通过控制系统控制不同的操作机构,能够实现不同速度的分合闸动作,快速切除电网中发生的短路事故,提高了电网运行的稳定性;第一操作机构和第二操作机构配合动作实现了开关操动的冗余,可以有效降低开关拒动的可能性,提升整个智能电网系统的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图;
图2为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图;
图3为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图;
图4为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图;
图5为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图;
图6为本发明实施例提供了一种开关的结构示意图。
具体实施方式
在实际应用中,断路器分为快速断路器和普通断路器,然而,普通断路器分闸动作比较慢,而快速断路器多采用电磁斥力机构进行驱动,在分合闸时本身的运动强度较大,长时间使用会导致疲劳损坏,降低了整个装置使用寿命及智能电网系统的安全性。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,本发明实施例提供了一种开关,包括控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:所述控制系统,分别向所述第一操作机构发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构发送第二动作指令;所述第一动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;所述第二动作指令用于指示所述第二操作机构执行第二动作;所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。本发明实施例提供的方案通过控制系统控制不同的操作机构,能够实现不同速度的分合闸动作,快速切除电网中发生的短路事故,提高了电网运行的稳定性;第一操作机构和第二操作机构配合动作实现了开关操动的冗余,可以有效降低开关拒动的可能性,提升整个智能电网系统的安全性。
下面结合说明书附图对本发明提供的各个实施例作进一步地详细描述。显然,所描述的实施例仅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它实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种开关的结构示意图。所述开关包含控制系统101、第一操作机构102和第二操作机构103,其中:
所述控制系统101,分别向所述第一操作机构102发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构103发送第二动作指令。
其中,所述第一动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;
所述第二动作指令用于指示所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
较优地,所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间短于所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间,也就是说第一操作机构完成分闸动作的时间可以短于第二操作机构完成分闸动作的时间。假设第二操作机构完成分闸动作的时间为普通断路器完成分闸动作的时间,即30ms-40ms,那么第一操作机构完成分闸动作的时间可以介于1ms-30ms(不包含30ms)。
较优地,所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间短于普通断路器完成分闸动作的时间,这里对于第一操作机构完成分闸动作具体时间长度不做限定。
较优地,所述控制系统101,在线路发生路障时,分别向所述第一操作机构102发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构103发送第二动作指令。
需要说明的是,对于线路状态可以有控制系统自行监测,也可以有其他设备进行监测,之后将监测结果发送给控制系统,也就是说这里对于控制系统如何获知线路状态的方式不做具体限定。
本发明提供的实施例可以在智能电网系统发生短路事故时实现首半波同步开断,快速切除短路事故,进而提高开关的遮断能力和寿命;也可以实现开关的相控电路闭合以减少开关闭合动作给智能电网系统造成的冲击,如限制投入空载变压器时的涌流等。
本发明实施例提供的方案通过控制系统控制不同的操作机构,在线路发生故障时,能够实现不同速度的分合闸动作,快速切断电网中发生的短路故障,提高电网运行的稳定性,有效降低开关拒动的可能性,提高动作的可靠性,提升整个智能电网系统的安全性。
在本发明提供的另一个实施例中,所述控制系统101,还用于在所述线路正常工作时,向所述第二操作机构103发送工作指令,所述工作指令用于指示所述第二操作机构执行分断动作、合闸动作。
需要说明的是,所述工作指令用于指示所述第二操作机构执行电路正常的分合闸动作。这里所记载的正常可以理解为现有技术中电路正常情况。
本发明实施例提供的方案通过控制系统在线路出现的不同状态,有选择地控制不同的操作机构,即在线路正常工作时,选择正常的分闸执行速度,可以有效避免单一使用快速断路器导致长时间使用会导致疲劳损坏,降低整个装置使用寿命的问题,有效提升智能电网系统的安全性。
在本发明的另一个实施例中,图2为本发明实施例提供的一种开关的示意图。在图1的基础之上,所述开关中还包含灭弧组件104,其中,所述灭弧组件中包含动触头1041和静触头1042;
所述第一操作机构102、第二操作机构103与所述灭弧组件104的连接关系包含以下一种:
所述第一操作机构102与所述动触头1041连接,所述第二操作机构103与所述第一操作机构1042连接;
所述第一操作机构102与所述静触头1042连接,所述第二操作机构103与所述动触头1041连接;
所述第二操作机构103与所述静触头1042连接,所述第一操作机构102与所述动触头1041连接;
所述第二操作机构103与所述动触头1041连接,所述第二操作机构103与所述第一操作机构1042连接。
在本发明的另一个实施例中,图3为本申请实施例提供的一种开关的结构示意图。从图3中可以看出,所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆301与所述动触头1041连接,所述第二操作机构的运动杆302与所述第一操作机构的外壳303连接。
基于图3所示的开关结构,该开关的工作原理是:
执行快速分闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速分闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作机构、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速分闸,切断电路;第二操作机构执行分闸动作时间长于第一操作机构执行分闸动作时间,在电路断开后,继续拉动动触头做分闸运动并复位第一操作机构使第一操作机构恢复合闸位置,以保证下次快分动作正常进行,实现冗余动作(这里的冗余可以这样理解:第一操作机构分闸,动作一次,将触头拉开,实现电路分断,第二操作机构动作,也是将触头拉开,实现电路分断,两次动作,实现同一功能,任意一个机构失效,仍可保证正常动作,所以叫冗余),保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于断开状态。
执行快速合闸动作时,第一操作结构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速合闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作机构、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速合闸,导通电路;第二操作机构执行合闸动作时间长于第一操作机构执行合闸动作时间,在电路导通后,继续推动动触头做合闸运动并复位第一操作机构使其恢复分闸位置,以保证下次快合动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于导通状态。
正常动作时,第一操作机构不动作,可视为刚体连杆,由第二操作机构驱动动触头动作,实现开关正常合分。由此在正常使用情况下避免了快速动作导致的疲劳损坏,延长了使用寿命。
在本发明的另一个实施例中,图4为本申请实施例提供的一种开关的结构示意图。从图4中可以看出,所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆301与所述动触头1041连接,所述第二操作机构的运动杆302通过连杆304与所述第一操作机构的外壳303连接。
基于图4所示的开关结构,该开关的工作原理是:
执行快速分闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速分闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速分闸,切断电路;第二操作机构执行分闸动作时间长于第一操作机构执行分闸动作时间,在电路断开后,继续拉动动触头做分闸运动并复位第一操作机构使其恢复合闸位置,以保证下次快分动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于断开状态。
执行快速合闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速合闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作机构、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速合闸,导通电路;第二操作机构执行合闸动作时间长于第一操作机构执行合闸动作时间,在电路导通后,继续推动动触头做合闸运动并复位第一操作机构使其恢复分闸位置,以保证下次快合动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于导通状态。
正常动作时,第一操作机构不动作,可视为固定连接,由第二操作机构通过连杆驱动动触头动作,实现开关正常合分。由此在正常使用情况下避免了快速动作导致的疲劳损坏,延长了使用寿命。
在本发明的另一个实施例中,图5为本申请实施例提供的一种开关的结构示意图。从图5中可以看出,所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆301与所述静触头1042连接,所述第二操作机构的运动杆302与所述动触头1041连接。
基于图5所示的开关结构,该开关的工作原理是:
执行快速分闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速分闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动静触头实现快速分闸,切断电路;第二操作机构执行分闸动作时间长于第一操作机构执行分闸动作时间,在电路断开后,继续拉动动触头做分闸运动并复位第一操作机构使其恢复合闸位置,以保证下次快分动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于断开状态。
执行快速合闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速合闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作机构、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动静触头实现快速合闸,导通电路;第二操作机构执行合闸动作时间长于第一操作机构执行合闸动作时间,在电路导通后,继续推动动触头做合闸运动并复位第一操作机构使其恢复分闸位置,以保证下次快合动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于导通状态。
正常动作时,第一操作机构不动作,可视为固定连接,由第二操作机构驱动动触头动作,实现开关正常合分。由此在正常使用情况下避免了快速动作导致的疲劳损坏,延长了使用寿命。
在本发明的另一个实施例中,图6为本申请实施例提供的一种开关的结构示意图。从图6中可以看出,所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆301与所述动触头1041连接,所述第二操作机构的运动杆302与所述静触头1042连接。
基于图6所示的开关结构,该开关的工作原理是:
执行快速分闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速分闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速分闸,切断电路;第二操作机构执行分闸动作时间长于第一操作机构执行分闸动作时间,在电路断开后,继续拉动静触头做分闸运动并复位第一操作机构使其恢复合闸位置,以保证下次快分动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于断开状态。
执行快速合闸动作时,第一操作机构、第二操作机构处于合闸位置,当控制系统判断需要快速合闸或者接收到上级控制系统的指令时,控制系统向第一操作机构、第二操作机构发出动作指令,第一操作机构驱动动触头实现快速合闸,导通电路;第二操作机构执行合闸动作时间长于第一操作机构执行合闸动作时间,在电路导通后,继续推动静触头做合闸运动并复位第一操作机构使其恢复分闸位置,以保证下次快合动作正常进行,实现冗余动作,保证开关正常运行,在此期间,电路一直处于导通状态。
正常动作时,第一操作机构不动作,可视为固定连接,由第二操作机构驱动静触头动作,实现开关正常合分。由此在正常使用情况下避免了快速动作导致的疲劳损坏,延长了使用寿命。
在本发明提供的另一个实施例中,所述第一操作机构102,用于在接收到所述控制系统发送的所述第一动作指令时,驱动所述动触头1041与所述静触头1042执行分断或闭合动作。
本发明可以在系统发生短路事故时实现首半波同步开断,快速切除短路事故,提高开关的遮断能力和寿命;也可以实现开关的相控电路闭合以减少开关闭合动作给系统造成的冲击,如限制投入空载变压器时的涌流等。同时,第一操作机构和第二操作机构均可独立驱动静动触头完成分合电路的功能,加之具有一个以上独立控制单元的控制系统发出的动作指令群,可以实现多重分合闸执行冗余,从而大大减少拒动的可能性;当只需要完成电路正常工作分合闸动作时,仅需操作第二操作机构,可以避免快速动作导致的疲劳损坏,提高整个装置的使用寿命。
较优地,在本发明实施例中还提供了一种开关,包含控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:
所述控制系统,向所述第一操作机构和所述第二操作机构发送动作指令;
其中,所述动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;之后,所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
较优地,所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间短于所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间。
本领域的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种开关,其特征在于,包含控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:
所述控制系统,分别向所述第一操作机构发送第一动作指令,以及向所述第二操作机构发送第二动作指令;
其中,所述第一动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;
所述第二动作指令用于指示所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
2.根据权利要求1所述的开关,其特征在于,所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间短于所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间。
3.根据权利要求1或2所述的开关,其特征在于,
所述控制系统,还用于在线路正常工作时,向所述第二操作机构发送工作指令,所述工作指令用于指示所述第二操作机构执行分断动作、合闸动作。
4.根据权利要求2所述的开关,其特征在于,所述开关中还包含灭弧组件,其中,所述灭弧组件中包含动触头和静触头;
所述第一操作机构、第二操作机构与所述灭弧组件的连接关系包含以下一种:
所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接;
所述第一操作机构与所述静触头连接,所述第二操作机构与所述动触头连接;
所述第二操作机构与所述静触头连接,所述第一操作机构与所述动触头连接;
所述第二操作机构与所述动触头连接,所述第一操作机构与所述第二操作机构连接。
5.根据权利要求4所述的开关,其特征在于,所述第一操作机构与所述动触头连接,所述第二操作机构与所述第一操作机构连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆与所述动触头连接,所述第二操作机构的运动杆与所述第一操作机构的外壳连接;
或者,
所述第一操作机构的运动杆与所述动触头连接,所述第二操作机构的运动杆通过连杆与所述第一操作机构的外壳连接。
6.根据权利要求4所述的开关,其特征在于,所述第一操作机构与所述静触头连接,所述第二操作机构与所述动触头连接,具体包括:
所述第一操作机构的运动杆与所述静触头连接,所述第二操作机构的运动杆与所述动触头连接。
7.根据权利要求4所述的开关,其特征在于,所述第二操作机构与所述静触头连接,所述第一操作机构与所述动触头连接,包括:
所述第一操作机构的运动杆与所述动触头连接,所述第二操作机构的运动杆与所述静触头连接。
8.根据权利要求1至7任一项所述的开关,其特征在于,
所述第一操作机构,用于在接收到所述控制系统发送的所述第一动作指令时,驱动所述动触头与所述静触头执行分断或闭合动作。
9.一种开关,其特征在于,包含控制系统、第一操作机构、第二操作机构,其中:
所述控制系统,向所述第一操作机构和所述第二操作机构发送动作指令;
其中,所述动作指令用于指示所述第一操作机构执行第一动作;之后,所述第二操作机构执行第二动作;
所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间与所述第二操作机构完成所述第二动作所使用的时间不同。
10.根据权利要求9所述的开关,其特征在于,所述第一操作机构完成所述第一动作所使用的时间短于所述第二操作机构完成行所述第二动作所使用的时间。
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