CN112260215B - 一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，该防低频分闸回路包括：延时继电器、第一开关、第二开关、第一继电器的常开触点和跳闸控制开关；延时继电器的辅助触点与第一开关以及第二开关并联连接；延时继电器的线圈一端通过第一继电器的常开触点与第一开关的第一端电连接，延时继电器的线圈另一端与电源第一端电连接；第一开关的第一端通过跳闸控制开关与电源第二端电连接，第一开关的第二端与机组出口断路器的分闸线圈电连接。本发明实施例提供的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，能够提高抽水蓄能发电机组出口断路器分闸的可靠性，并能有效避免低频分闸造成断路器损坏。

Description

一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路

技术领域

本发明实施例涉及断路器分闸技术，尤其涉及一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路。

背景技术

机组出口断路器所保护的发电机组是电力系统的心脏，断路器性能优越与否对所保护对象至关重要，因此机组出口断路器一定要符合相应的技术标准要求，同时要求动作可靠、故障率低。如抽水蓄能机组在正常停机或故障停机过程中，机组出口断路器开断的电流过大或频率过低会使其动静触头电气磨损加大，使用寿命缩短，因此，需要保证机组出口断路器分闸的可靠性。

目前，现有的抽水蓄能发电机组出口断路器的分闸回路，通常是将跳闸信号直接传输至断路器的分闸线圈，缺少保险路段，影响断路器分闸的可靠性，并且在机组背靠背低频启动时仍传输跳闸信号使断路器分闸，可能导致断路器故障，降低断路器的使用寿命。

发明内容

本发明实施例提供一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，以提高抽水蓄能发电机组出口断路器分闸的可靠性，并能有效避免低频分闸造成断路器损坏。

本发明实施例提供了一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，包括：延时继电器、第一开关、第二开关、第一继电器的常开触点和跳闸控制开关；延时继电器的辅助触点与第一开关以及第二开关并联连接；第一继电器为机组的监控回路的继电器；

延时继电器的线圈一端通过第一继电器的常开触点与第一开关的第一端电连接，延时继电器的线圈另一端与电源第一端电连接；

第一开关的第一端通过跳闸控制开关与电源第二端电连接，第一开关的第二端与机组出口断路器的分闸线圈电连接，第一开关用于在机组转速达到预设转速阈值时闭合；第二开关用于在机组背靠背启动时断开；跳闸控制开关用于在接收到外部的跳闸信号时闭合；

第一继电器的常开触点用于在机组背靠背启动时闭合；监控回路用于控制第一继电器的常开触点的通断状态、第一开关的通断状态以及第二开关的通断状态。

可选的，上述防低频回路还包括第一继电器的常闭触点，第一继电器的常闭触点与第一开关并联连接，监控回路用于控制第一继电器的常闭触点的通断状态，第一继电器的常闭触点用于在机组背靠背启动时断开。

可选的，当机组背靠背启动时，第一继电器的常开触点闭合，第二开关以及第一继电器的常闭触点均断开；

当机组静止变频启动时，第一继电器的常开触点和延时继电器的辅助触点均处于断开状态，第二开关以及第一继电器的常闭触点均处于闭合状态。

可选的，监控回路具体用于在监测到机组背靠背启动时，控制第一继电器的线圈得电，第一继电器的常开触点闭合，第一继电器的常闭触点断开。

可选的，第一开关为机组调速器的转速开关。

可选的，第一开关还用于在机组的转速低于预设转速阈值时断开。

可选的，机组背靠背启动，跳闸控制开关闭合时，电源第二端的电信号通过延时继电器的辅助触点传输至机组出口断路器的分闸线圈。

可选的，监控回路还用于在监测到机组背靠背启动时，控制第二开关断开。

可选的，机组出口断路器包括两个分闸线圈，两个分闸线圈分别与两组防低频分闸回路电连接。

可选的，当两个分闸线圈中任一分闸线圈通过防低频分闸回路接收到跳闸信号时，机组出口断路器分闸。

本发明实施例提供的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，包括延时继电器、第一开关、第二开关、第一继电器的常开触点和跳闸控制开关；延时继电器的辅助触点与第一开关以及第二开关并联连接；第一继电器为机组的监控回路的继电器；延时继电器的线圈一端通过第一继电器的常开触点与第一开关的第一端电连接，延时继电器的线圈另一端与电源第一端电连接；第一开关的第一端通过跳闸控制开关与电源第二端电连接，第一开关的第二端与机组出口断路器的分闸线圈电连接，第一开关在机组转速达到预设转速阈值时闭合；第二开关在机组背靠背启动时断开；跳闸控制开关在接收到外部的跳闸信号时闭合；第一继电器的常开触点在机组背靠背启动时闭合；通过监控回路控制第一继电器的常开触点的通断状态、第一开关的通断状态以及第二开关的通断状态。本发明实施例提供的机组出口断路器的防低频分闸回路，当机组启动时，跳闸控制开关闭合，在机组静止变频启动有跳闸信号时，第二开关为闭合状态，机组出口断路器的分闸线圈通过闭合的第二开关或闭合的跳闸控制开关与电源第二端电连接，保证在机组静止变频启动时机组出口断路器的分闸线圈通过第二开关得电，从而使机组出口断路器分闸，防止机组转速较低而第一开关处于断开状态，导致机组出口断路器的分闸线圈无法得电而使断路器不能分闸，即第二开关作为机组出口断路器可靠分闸的保险开关，在机组静止变频启动时进一步提高了机组出口断路器分闸的可靠性；在机组背靠背启动时，第二开关断开并且在机组转速低于预设转速阈值时第一开关断开，防止机组出口断路器的分闸线圈通过第一开关或第二开关得电，第一继电器的常开触点闭合，使延时继电器的线圈得电，延时继电器的辅助触点延时闭合，从而使机组出口断路器的分闸线圈通过延时继电器的辅助触点以及跳闸控制开关与电源第二端电连接，机组出口断路器的分闸线圈得电，即在机组背靠背低频启动时，经过短暂延时后机组出口断路器的分闸线圈得电，使机组出口断路器延时分闸，从而有效避免低频分闸导致断路器损坏。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图，本实施例可适用于机组出口断路器分闸等方面，可应用于抽水蓄能电站的发电机机组，该抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路包括：延时继电器KT1、第一开关K1、第二开关K2、第一继电器的常开触点KT21和跳闸控制开关K3。

其中，延时继电器KT1的辅助触点KT11与第一开关K1以及第二开关K2并联连接；第一继电器为机组的监控回路(图中未示出)的继电器；延时继电器KT1的线圈一端通过第一继电器的常开触点KT21与第一开关K1的第一端电连接，延时继电器KT1的线圈另一端与电源第一端L-电连接；第一开关K1的第一端通过跳闸控制开关K3与电源第二端L+电连接，第一开关K1的第二端与机组出口断路器GCB的分闸线圈电连接，第一开关K1用于在机组转速达到预设转速阈值时闭合；第二开关K2用于在机组背靠背启动时断开；跳闸控制开关K3用于在接收到外部的跳闸信号时闭合；第一继电器的常开触点KT21用于在机组背靠背启动时闭合；监控回路用于控制第一继电器的常开触点KT21的通断状态、第一开关K1的通断状态以及第二开关K2的通断状态。

具体的，第一开关K1的第二端与机组出口断路器GCB的分闸线圈的第一端电连接，机组出口断路器GCB的分闸线圈的第二端与电源第一端L-电连接。跳闸控制开关K3的通断状态可由监控回路控制，当监控回路监测到机组静止变频启动或背靠背启动时，可控制跳闸控制开关K3闭合，如监控回路与跳闸控制开关K3的控制端电连接，监控回路生成跳闸控制信号，并将跳闸控制信号传输至跳闸控制开关K3的控制端，此时跳闸控制开关K3闭合。当机组静止变频启动时，监控回路可控制第一继电器的常开触点KT21为断开状态，并控制第二开关K2为闭合状态，第二开关K2也可以人为通过连接片短接从而实现闭合，机组出口断路器GCB的分闸线圈通过闭合的第二开关K2以及闭合的跳闸控制开关K3与电源第二端L+电连接，保证在机组静止变频启动时机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第二开关K2得电，从而使机组出口断路器GCB分闸，防止机组转速较低而第一开关K1处于断开状态，导致机组出口断路器的分闸线圈无法得电而使断路器不能分闸，即第二开关K2作为机组出口断路器可靠分闸的保险开关，在机组静止变频启动时进一步提高了机组出口断路器分闸的可靠性；当机组背靠背启动时(机组为拖动机组)，监控回路可控制第二开关K2均断开，并在机组转速低于预设转速阈值(如90％额定转速)时，第一开关K1断开，防止机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一开关K1或第二开关K2得电，监控回路控制第一继电器的常开触点KT21闭合，此时延时继电器KT1的线圈得电，延时继电器KT1的辅助触点KT11延时闭合，机组出口断路器GCB的分闸线圈通过延时闭合的辅助触点KT11以及闭合的跳闸控制开关K3与电源第二端L+电连接，机组出口断路器GCB的分闸线圈得电，从而在机组背靠背低频启动时，经过短暂延时(如2-5秒)后机组出口断路器GCB的分闸线圈得电，使机组出口断路器GCB分闸，从而避免在机组背靠背低频启动时直接低频分闸导致断路器损坏。

需要说明的是，预设转速阈值可根据实际情况具体设定，在此不做限定。

本实施例提供的机组出口断路器的防低频分闸回路，当机组启动时，跳闸控制开关闭合，在机组静止变频启动时，第二开关为闭合状态，机组出口断路器的分闸线圈通过闭合的第二开关以及闭合的跳闸控制开关与电源第二端电连接，保证在机组静止变频启动时机组出口断路器的分闸线圈通过第二开关得电，从而使机组出口断路器分闸，防止机组转速较低而第一开关处于断开状态，导致机组出口断路器的分闸线圈无法得电而使断路器不能分闸，即第二开关作为机组出口断路器可靠分闸的保险开关，在机组静止变频启动时进一步提高了机组出口断路器分闸的可靠性；在机组背靠背启动时，第二开关断开，并且在机组转速低于预设转速阈值时第一开关断开，防止机组出口断路器的分闸线圈通过第一开关或第二开关得电，第一继电器的常开触点闭合，使延时继电器的线圈得电，延时继电器的辅助触点延时闭合，从而使机组出口断路器的分闸线圈通过延时继电器的辅助触点以及跳闸控制开关与电源第二端电连接，机组出口断路器的分闸线圈得电，即在机组背靠背低频启动时，经过短暂延时后机组出口断路器的分闸线圈得电，使机组出口断路器延时分闸，从而有效避免低频分闸导致断路器损坏。

图2是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图，参考图2，可选的，上述防低频分闸回路还包括第一继电器的常闭触点KT22，第一继电器的常闭触点KT22与第一开关K1并联连接，监控回路用于控制第一继电器的常闭触点KT22的通断状态，第一继电器的常闭触点KT22用于在机组背靠背启动时断开。

其中，监控回路在监测到机组背靠背启动时，可控制第一继电器的常闭触点KT22断开，防止机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一继电器的常闭触点KT22以及跳闸控制开关K3与电源第二端L+电连接，即防止机组背靠背低频启动时，机组出口断路器GCB的分闸线圈无延时得电，而使机组出口断路器GCB低频分闸导致断路器故障或损坏；在机组静止变频启动时，监控回路可控制第一继电器的常闭触点KT22处于闭合状态，使机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一继电器的常闭触点KT22以及跳闸控制开关K3与电源第二端L+电连接，则机组出口断路器GCB的分闸线圈得电，从而保证机组出口断路器GCB可靠分闸，进一步提高机组出口断路器GCB分闸的可靠性。

另外，若防低频分闸回路未设置保险开关即第二开关K2，在机组静止变频启动时，机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一继电器的常闭触点KT22与电源第二端L+电连接。在抽水蓄能机组运维不及时时，对于继电器的闭结点来说，可能存在断开一个结点无法及时发现的弊端，此时断路器GCB无法分闸，只能通过机组失灵保护动作跳上一级的主变高压侧开关，存在扩大事故范围的可能性；并且机组背靠背启动时，防低频分闸回路处于低频分闸的情况下使用，使用概率极低，机组背靠背启动过程中发生故障跳闸的概率也较低，防低频分闸路实际上是以较低的故障率牺牲了断路器正常分闸较高的可靠性。防低频分闸回路设置第二开关K2后，在正常机组启停机情况下，第二开关K2处于闭合状态，只有在机组背靠背启动过程中，机组作为拖动机时，第二开关K2断开。在机组静止变频启动时，第二开关K2处于闭合状态，可依次合上励磁灭磁开关、机组出口断路器GCB，在20秒后将励磁灭磁开关断开，此时灭磁开关跳闸联跳机组出口断路器GCB，机组出口断路器GCB无延时断开，防低频分闸回路设置保险开关后增强了分闸动作的可靠性，有效避免了事故扩大的可能性，弥补了仅靠继电器闭结点导通正常分闸回路可靠性低的缺点，大大提高了机组出口断路器GCB正常分闸的可靠性，而且也能避免机组出口断路器GCB低频分断负荷电流损坏断路器的风险。

可选的，当机组背靠背启动时，第一继电器的常开触点KT21闭合，第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22均断开；当机组静止变频启动时，第一继电器的常开触点KT21和延时继电器KT1的辅助触点KT11均处于断开状态，第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22均处于闭合状态。

具体的，当机组背靠背启动时，第一继电器的常开触点KT21闭合，第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22均断开，并且在机组转速低于预设转速阈值时第一开关K1断开，防止使机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一开关K1、第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22与电源第二端L+电连接，由于第一继电器的常开触点KT21闭合，延时继电器KT1的线圈得电，延时继电器KT1的辅助触点延时闭合，即在机组背靠背启动时，机组出口断路器GCB的分闸线圈经过短暂延时后得电，防止断路器低频分闸导致断路器损坏；当机组静止变频启动时，第一继电器的常开触点KT21和延时继电器KT1的辅助触点KT11均处于断开状态，第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22均处于闭合状态，使机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第二开关K2以及第一继电器的常闭触点KT22与电源第二端L+电连接，确保机组出口断路器GCB的分闸线圈得电，从而保证机组出口断路器GCB可靠分闸。

可选的，监控回路具体用于在监测到机组背靠背启动时，控制第一继电器的线圈得电，第一继电器的常开触点KT21闭合，第一继电器的常闭触点KT22断开。

其中，第一继电器的线圈可设置在监控回路中，监控回路在监测到机组背靠背启动时，可控制第一继电器的线圈得电，从而使第一继电器的常开触点KT21闭合，第一继电器的常闭触点KT22断开，防止机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一继电器的常闭触点KT22得电，并且由于第一继电器的常开触点KT21闭合，与第一继电器的常开触点KT21串联的延时继电器KT1的线圈得电，延时继电器KT1的辅助触点延时闭合，从而保证机组出口断路器GCB的分闸线圈经过短暂延时后得电，防止断路器低频分闸导致断路器损坏。

可选的，第一开关K1为机组调速器的转速开关。

具体的，第一开关K1可根据机组调速器调节的机组转速的大小闭合或断开，如在机组的转速高于预设转速阈值时闭合，使机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第一开关K1得电，从而使机组出口断路器GCB分闸。

可选的，第一开关K1还用于在机组的转速低于预设转速阈值时断开。

其中，第一开关K1在机组的转速低于预设转速阈值时断开，可防止机组出口断路器GCB的分闸线圈在机组背靠背低频启动时通过第一开关K1得电，而使机组出口断路器GCB低频分闸造成断路器故障。

可选的，机组背靠背启动，跳闸控制开关K3闭合时，电源第二端L+的电信号通过延时继电器KT1的辅助触点KT11传输至机组出口断路器GCB的分闸线圈。

具体的，机组启动时，跳闸控制开关K3闭合，若机组背靠背启动，则电源第二端L+的电信号通过延时继电器KT1的辅助触点KT11传输至机组出口断路器GCB的分闸线圈，使机组出口断路器GCB的分闸线圈得电，保证机组出口断路器GCB延时分闸。

可选的，监控回路还用于在监测到机组背靠背启动时，控制第二开关K2断开。

具体的，监控回路在监测到机组背靠背启动时，控制第二开关K2断开，防止机组出口断路器GCB的分闸线圈通过第二开关K2得电，而使机组出口断路器GCB无延时分闸即低频分闸造成断路器故障。

可选的，机组出口断路器GCB包括两个分闸线圈，两个分闸线圈分别与两组防低频分闸回路电连接。

其中，图3是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图，机组出口断路器GCB的分闸线圈1如图1和图2所示，机组出口断路器GCB的分闸线圈2如图3所示，图3中的第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6以及第二继电器的常开触点KT41均可由机组的监控回路控制，图3中延时继电器KT3的辅助触点KT31在延时继电器KT3的线圈得电时延时闭合，图3中的开关与图1中对应位置的开关作用相同，在此不再赘述。图4是本发明实施例提供的另一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路的示意图，机组出口断路器GCB的分闸线圈2如图4所示，图4中的第二继电器的常闭触点KT42可由机组的监控回路控制，第二继电器的常闭触点KT42与图2所示的第一继电器的常闭触点KT22作用相同，在此不再赘述。

可选的，当两个分闸线圈中任一分闸线圈通过防低频分闸回路接收到跳闸信号时，机组出口断路器GCB分闸。

具体的，图1或图2所示的机组出口断路器GCB的分闸线圈1和图3或图4所示的分闸线圈2中任一分闸线圈通过防低频分闸回路接收到跳闸信号，即任一分闸线圈得电则机组出口断路器GCB分闸，从而通过两个分闸线圈的冗余设计保证机组出口断路器GCB可靠分闸。

本实施例提供的机组出口断路器的防低频分闸回路，当机组启动时，跳闸控制开关闭合，在机组静止变频启动时，第一继电器的常闭触点和第二开关均为闭合状态，机组出口断路器的分闸线圈通过第二开关、第一继电器的常闭触点以及跳闸控制开关与电源第二端电连接，确保在机组静止变频启动时机组出口断路器的分闸线圈能够得电，从而保证机组出口断路器可靠分闸；在机组背靠背启动时，第二开关和第一继电器的常闭触点均断开，并且在机组转速低于预设转速阈值时第一开关断开，防止机组出口断路器低频分闸，第一继电器的常开触点闭合，使延时继电器的线圈得电，延时继电器的辅助触点延时闭合，从而使机组出口断路器的分闸线圈通过延时继电器的辅助触点以及跳闸控制开关与电源第二端电连接，机组出口断路器的分闸线圈得电，即在机组背靠背低频启动时，经过短暂延时后机组出口断路器的分闸线圈得电，使机组出口断路器延时分闸，从而有效避免低频分闸导致断路器损坏。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，包括：延时继电器、第一开关、第二开关、第一继电器的常开触点和跳闸控制开关；所述延时继电器的辅助触点与所述第一开关以及所述第二开关并联连接；所述第一继电器为机组的监控回路的继电器；

所述延时继电器的线圈一端通过所述第一继电器的常开触点与所述第一开关的第一端电连接，所述延时继电器的线圈另一端与电源第一端电连接；

所述第一开关的第一端通过跳闸控制开关与电源第二端电连接，所述第一开关的第二端与机组出口断路器的分闸线圈电连接，所述第一开关用于在机组转速达到预设转速阈值时闭合；所述第二开关用于在机组背靠背启动时断开；所述跳闸控制开关用于在接收到外部的跳闸信号时闭合；

所述第一继电器的常开触点用于在机组背靠背启动时闭合；所述监控回路用于控制所述第一继电器的常开触点的通断状态、所述第一开关的通断状态以及所述第二开关的通断状态。

2.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，还包括所述第一继电器的常闭触点，所述第一继电器的常闭触点与所述第一开关并联连接，所述监控回路用于控制所述第一继电器的常闭触点的通断状态，所述第一继电器的常闭触点用于在机组背靠背启动时断开。

3.根据权利要求2所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，

当机组背靠背启动时，所述第一继电器的常开触点闭合，所述第二开关以及所述第一继电器的常闭触点均断开；

当机组静止变频启动时，所述第一继电器的常开触点和所述延时继电器的辅助触点均处于断开状态，所述第二开关以及所述第一继电器的常闭触点均处于闭合状态。

4.根据权利要求2所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，所述监控回路具体用于在监测到机组背靠背启动时，控制所述第一继电器的线圈得电，所述第一继电器的常开触点闭合，所述第一继电器的常闭触点断开。

5.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，所述第一开关为机组调速器的转速开关。

6.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，所述第一开关还用于在机组的转速低于预设转速阈值时断开。

7.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，机组背靠背启动，所述跳闸控制开关闭合时，所述电源第二端的电信号通过所述延时继电器的辅助触点传输至机组出口断路器的分闸线圈。

8.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，所述监控回路还用于在监测到机组背靠背启动时，控制所述第二开关断开。

9.根据权利要求1所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，机组出口断路器包括两个分闸线圈，所述两个分闸线圈分别与两组防低频分闸回路电连接。

10.根据权利要求9所述的抽水蓄能发电机组出口断路器的防低频分闸回路，其特征在于，当所述两个分闸线圈中任一分闸线圈通过防低频分闸回路接收到跳闸信号时，所述机组出口断路器分闸。

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