CN110086183A - 一种断路器本体三相不一致防护电路 - Google Patents

一种断路器本体三相不一致防护电路 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，包括：三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元、第二三相常闭辅助接点并联单元、时间继电器和跳闸继电器；三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元和时间继电器依次串联；第二三相常闭辅助接点并联单元和跳闸继电器串联；三相常开辅助接点并联单元和第二三相常闭辅助接点并联单元并联。本申请提供的一种断路器本体三相不一致防护电路，不会存在内部误导通的情况，且本申请的时间继电器能够包括在正常运行期间线圈正负端完全不带电，能够实现从原理上减少断路器三相不一致所带来的误动作。

Description

一种断路器本体三相不一致防护电路
技术领域
本申请属于电力传输技术领域，尤其涉及一种断路器本体三相不一致防护电路。
背景技术
在电力系统中，220kv及以上线路断路器非全相(三相不一致)运行时，将产生很大的负序电流，负序电流会严重影响系统稳定。要求每台断路器应配置本体三相不一致保护。保护基本原理如下：当A、B、C三相开关状态发生不一致(一相分位两相合位或一相合位两相分位)情况时，通过断路器辅助接点不一致组合(参见图1，以下简称“接点组合”)判断并启动三相不一致时间继电器KT，KT启动后计时2s(可整定)，开出两对接点：一对用于启动三相不一致时间继电器KM，另一对用于后台报“三相不一致动作”信号。跳闸继电器KM经KT接点启动后，其接点跳开三相断路器，结束三相断路器不一致状态。参见图2，由于三相不一致依靠三相开关共6对辅助接点启动时间继电器，其接点再启动跳闸继电器，其接点串在跳闸回路中直接出口跳闸，接线复杂，且处于室外露天，运行环境恶劣，容易发生三相不一致保护回路误动作，直接跳开三相断路器，且闭锁重合闸。导致高电压线路或设备非计划停运，影响电网安全运行以及各供电单位的考核指标。
三相不一致回路误动作主要有以下四种情况：
一、断路器辅助接点接触不良或误导通：因三相不一致保护需采集6对辅助接点(三对常开接点和三对常闭接点)，个别接点接触不良等异常状况时有发生；
二、辅助接点至继电器之间电缆接线绝缘损坏：因电缆线在三相分控箱和汇控箱之间多次往返，密集布置，可能出现绝缘损坏导致误导通情况；
三、时间继电器内部短路：时间继电器是多功能集成继电器，包括线圈、接点、电子计时回路等，可能发生内部击穿燃烧，其接点误导通启动跳闸继电器出口跳闸；
四、跳闸继电器内部短路：跳闸继电器线圈的一端带电，可能出现内部误导通，直接出口。
以上任何一种情况都直接启动三相不一致回路，误跳开运行中的断路器。
电力系统中，各大断路器厂家的三相不一致保护具体回路略有不同，存在三种类型，具体如下：(回路中所串接的功能压板和出口压板可根据需要随时添加，不做论述。)
1、常规型(西门子、阿尔斯通、江苏如高等大多数)：这一类型的三相不一致回路采用常规回路，即时间继电器KT经接点组合启动，计时后接点闭合，启动跳闸继电器KM；KM经KT接点启动后直接跳开三相断路器。如图3所示。这种回路对于上述四种误动作情况没有任何防误能力，出现任何一种情况，都直接出口跳闸。
2、KM负端经三相常开接点并联启动型(日新等，少部分)：这一类型的三相不一致回路与常规型基本相同，区别在于跳闸继电器KM的负电源端经过断路器三相常开接点并联之后才能启动。如图4所示，这种回路的KM负端经三相常开接点并联再到负电源的方式，由于三相常开接点在开关合位时处于闭合状态，且不可能三相接点同时出问题，所以无法起到防止接点误动作的防误作用，实际效果与常规型没有区别。
3、KM正端经接点组合启动型(ABB、北开等)：这一类型的三相不一致回路，KT的启动回路与常规型一样，区别在于其KM继电器的启动条件除了KT接点闭合外，还需经过接点组合才能启动。如图5所示，这种回路采用跳闸继电器KM的正端经过KT接点再经接点组合连接正电源，有效防止时间继电器内部故障误导通接点(第三种误动作情况)。但由于KT和KM共用一组接点组合和全部接线电缆，无法对第一和第二种误动作情况起作用。任何一个常闭接点误导通，依然会直接出口误跳闸。同时，由于跳闸继电器KM的线圈负端长期带负电，而其接点(1、3、5处)长期带正电，有内部误导通的风险(第四种情况)。
综上，目前市面的断路器厂家的三相不一致回路都存在原理缺陷，导致相关事件屡次发生，不能满足电网安全运行的需求。迫切需要从原理上改进和完善三相不一致回路，实现对各种误动作情况的闭锁防误。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，通过设置两组常闭辅助接点，一组串联时间继电器，另一组串联跳闸继电器，且跳闸回路与一组常闭辅助接点并联后才连接电源正极，即使跳闸继电器内部接点误导通也不会误出口，接点正极长期不带电，因此不会存在内部误导通的情况，且本申请的跳闸继电器能够包括在正常运行期间线圈正负端完全不带电，能够实现从原理上减少断路器三相不一致所带来的误动作。
本申请提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，包括：
三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元、第二三相常闭辅助接点并联单元、时间继电器和跳闸继电器；
所述三相常开辅助接点并联单元、所述第一三相常闭辅助接点并联单元和所述时间继电器依次串联；
所述第二三相常闭辅助接点并联单元和所述跳闸继电器串联；
所述三相常开辅助接点并联单元和所述第二三相常闭辅助接点并联单元并联。
优选地，所述跳闸继电器并联三对并联接点，用于控制所述三对并联接点的开闭。
优选地，所述时间继电器并联一对接点，并控制所述一对接点的开闭。
优选地，所述三相常开辅助接点并联单元连接电源正极。
优选地，所述时间继电器连接电源负极。
优选地，所述三相常开辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态一致。
优选地，所述第一三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
优选地，所述第二三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
优选地，还包括第三三相常闭辅助接点并联单元，所述第三三相常闭辅助接点并联单元和所述三相常开辅助接点并联单元并联，且串联有三对并联接点。
综上所述，本申请提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，包括：
三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元、第二三相常闭辅助接点并联单元、时间继电器和跳闸继电器；
所述三相常开辅助接点并联单元、所述第一三相常闭辅助接点并联单元和所述时间继电器依次串联；
所述第二三相常闭辅助接点并联单元和所述跳闸继电器串联；
所述三相常开辅助接点并联单元和所述第二三相常闭辅助接点并联单元并联。
本申请提供的一种断路器本体三相不一致防护电路，通过设置两组常闭辅助接点，一组串联时间继电器，另一组串联跳闸继电器，且跳闸回路与一组常闭辅助接点并联后才连接电源正极，即使跳闸继电器内部接点误导通也不会误出口，接点正极长期不带电，因此不会存在内部误导通的情况，且本申请的跳闸继电器能够包括在正常运行期间线圈正负端完全不带电，能够实现从原理上减少断路器三相不一致所带来的误动作。
附图说明
图1为断路器辅助接点不一致组合电路图；
图2为断路器本体三相不一致保护回路原理图；
图3为常规型断路器本体三相不一致保护回路原理图；
图4为跳闸继电器负端经三相常开接点并联启动型保护回路原理图；
图5为跳闸继电器正端经接点组合启动型保护回路原理图；
图6为本申请第一实施例提供的一种断路器本体三相不一致防护电路的电路图；
图7为本申请第二实施例提供的一种断路器本体三相不一致防护电路的电路图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，通过设置两组常闭辅助接点，一组串联时间继电器，另一组串联跳闸继电器，且跳闸回路与一组常闭辅助接点并联后才连接电源正极，即使跳闸继电器内部接点误导通也不会误出口，接点正极长期不带电，因此不会存在内部误导通的情况，且本申请的时间继电器能够包括在正常运行期间线圈正负端完全不带电，能够实现从原理上减少断路器三相不一致所带来的误动作。
下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
参见图6。
本申请提供了一种断路器本体三相不一致防护电路，包括：
三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元、第二三相常闭辅助接点并联单元、时间继电器和跳闸继电器；
三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元和时间继电器依次串联；
第二三相常闭辅助接点并联单元和跳闸继电器串联；
三相常开辅助接点并联单元和第二三相常闭辅助接点并联单元并联。
进一步地，跳闸继电器并联三对并联接点，用于控制三对并联接点的开闭。
进一步地，时间继电器并联一对接点，并控制一对接点的开闭。
进一步地，三相常开辅助接点并联单元连接电源正极。
进一步地，时间继电器连接电源负极。
进一步地，三相常开辅助接点并联单元具体包括三对接点，三对接点的闭合状态与断路器的分合状态一致。
进一步地，第一三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
进一步地，第二三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
需要说明的是，本申请第一实施例提供的一种断路器本体三相不一致防护电路，“+”和“-”分别是直流正、负电源端；三相常开辅助接点并联单元为图中的CK1，CK1是A、B、C三相断路器常开辅助接点并联组合、第一三相常闭辅助接点并联单元为图中的CB1，CB1是三相断路器常闭辅助接点并联组合；第二三相常闭辅助接点并联单元CB2，CB2是另一组三相断路器的常闭辅助接点并联组合。
所谓断路器辅助接点，即在每相断路器机构箱内，采用金属连杆与断路器分合闸动触头保持机械连接，实时反映断路器分合状态的一套辅助接点装置。该装置内部包括几十对接点，多数接点处于备用状态，所有接点受断路器分合闸动触头统一控制，同时变位。所有接点分为两种：常开接点CK与常闭接点CB。所谓常开接点，即该接点的分合状态永远保持与断路器的实际分合状态一致；所谓常闭接点，即该接点的分合状态永远保持与断路器的实际分合状态相反。
KT是时间继电器，“ab”是其线圈，用虚线连接的接点“12”是其接点(实物中，该线圈与若干对受线圈控制的接点封装在一个整体内，即KT继电器。)，当KT的线圈ab通电励磁时，其接点(12)闭合；KM是跳闸继电器的线圈，虚线连接的三对接点是受其控制的接点，工作原理与KT相同。
本申请实施例中，利用接点组合(1组三相常开接点并联与1组三相常闭接点并联之后串联)判断启动。主要改进有以下三点：
1、跳闸继电器KM的正端(a)经过第2组三相常闭辅助接点并联CB2之后，再接到正电源。
2、跳闸继电器KM线圈处于CB2接点和KT12接点之间。
3、不一致出口的三相跳闸回路正端(KM1、3、5)经过CB2之后再接到正电源端。
工作原理如下：
当断路器三相一致时，不一致接点组合(CK1+CB1)处于断开状态(断路器三相都处于分闸时，CK1都断开，CB1都闭合，接点组合两端处于断开状态；断路器三相都处于合闸状态时，CK1都闭合，CB1都断开，接点组合两端同样处于断开状态)。
只有当三相不一致(即一相合两相分、或一相分两相合，下面以“A相分位，B、C两相合位”为例说明)时，CK1并联接点中A接点闭合，CB1并联接点中B和C两个接点都闭合，即接点组合两端处于导通状态，这时时间继电器KT线圈通电励磁，其接点KT12闭合；同时CB2并联接点中A接点闭合，跳闸继电器KM线圈同时获得正负电源，通电励磁，其三对接点KM12、34、56闭合，跳开三相断路器。
由于时间继电器KT、跳闸继电器KM和跳闸回路正端都经过不同的接点组合闭锁之后才接到正电源，只有断路器确实处于三相不一致的状态，必须跳开三相时，本方案才会按要求出口跳闸。
其新增的防误功能如下：
1、任何一对接点或任何一个继电器内部击穿或误导通，都不会误动作出口跳闸：三相合位运行时，CB1中A、B、C三对接点都应断开，任何接点(比如CB1其中一个接点)误导通，则启动KT继电器，但是由于CB2接点中的接点不可能同时误导通，因此KM不会启动，也就不会误动作出口；任何一个继电器(比如KM)内部击穿，接点闭合，但由于三相跳闸的正端没有获得正电源，不会误动作出口跳闸。
2、实际安装靠近的任何两个电缆之间绝缘降低误导通，都不会导致误动作：原理同“1”。
3、跳闸继电器KM线圈处于CB2接点和接点KT12之间，正常运行时，这两个接点都处于断开状态，即KM的线圈正常运行时永不带电，且其接点KM1、3、5均不带正电，杜绝继电器内部同时存在正负电源可能导致击穿误导通的隐患。
参见图7。
进一步地，还包括第三三相常闭辅助接点并联单元，所述第三三相常闭辅助接点并联单元和所述三相常开辅助接点并联单元并联，且串联有三对并联接点。
需要说明的是，本申请第二实施例的与上述第一实施例的区别在于：将第一实施例中的3、不一致出口的三相跳闸回路正端(KM1、3、5)经过CB2之后再接到正电源端”，替换成不一致三相跳闸回路正端经第3组常闭接点并联CB3之后再接到正电源，由于同台断路器的所有辅助接点均同时变位，即断路器分合闸变位时，CB1、CB2、CB3等均同时变位，当断路器确实有至少一相在分位时，CB1、CB2、CB3同时导通，KT、KM和跳闸正端均同时获得正电源，保护可靠动作。而假如断路器三相合位正常运行，考虑接点或接线误导通，则此可替代方案只有CB1、CB2、CB3个组接点同时发生误导通时才可能误动作出口，比新方案(CB1和CB2同时误导通才可能误动)更加可靠，但是增加接线的复杂程度。而传统的方案有任何一处误导通就直接出口误动作，不可取。
按照本申请的第一实施例或者第二实施例进行改进之后，除了正常的三相不一致保护作用之外，新增如下防误效果：
1、由于出口回路受到第2组常闭接点CB2的闭锁，任何一个接点，包括所连接的电缆线出问题误导通，三相不一致回路都不会误动作出口跳闸，有效防止背景技术中提到的第一和第二种误动作情况。
2、由于跳闸继电器线圈的正端与负端都有接点断开，即在正常运行时，该继电器线圈的两端长期不带电，三对接点的正端也不带电。只有真正三相不一致时，两个接点导通才动作出口跳闸。长期无压相对长期带压运行可以大大减少内部误导通的风险。
3、不一致出口跳闸回路的正端经常闭接点闭锁再接正电源，即使跳闸继电器KM内部接点误导通，也不会误动作出口跳闸。
由于断路器厂家在机构箱和汇控箱内部配件和配线时，都留有足够数量的备用常开辅助接点CK和备用常闭辅助接点CB，而且所有接点至汇控箱之间都有内部配线。本申请的第一实施例和第二实施例都可直接在汇控箱内部用少数线短接线直接改造，不影响其他回路的接线与设置。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，包括：
三相常开辅助接点并联单元、第一三相常闭辅助接点并联单元、第二三相常闭辅助接点并联单元、时间继电器和跳闸继电器；
所述三相常开辅助接点并联单元、所述第一三相常闭辅助接点并联单元和所述时间继电器依次串联；
所述第二三相常闭辅助接点并联单元和所述跳闸继电器串联；
所述三相常开辅助接点并联单元和所述第二三相常闭辅助接点并联单元并联。
2.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述跳闸继电器并联三对并联接点，用于控制所述三对并联接点的开闭。
3.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述时间继电器并联一对接点，并控制所述一对接点的开闭。
4.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述三相常开辅助接点并联单元连接电源正极。
5.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述时间继电器连接电源负极。
6.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述三相常开辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态一致。
7.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述第一三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
8.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，所述第二三相常闭辅助接点并联单元具体包括三对接点，所述三对接点的闭合状态与断路器的分合状态相反。
9.根据权利要求1所述的断路器本体三相不一致防护电路，其特征在于，还包括第三三相常闭辅助接点并联单元，所述第三三相常闭辅助接点并联单元和所述三相常开辅助接点并联单元并联，且串联有三对并联接点。
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