CN112701589A - 断路器柜 - Google Patents

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张晨栋
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    • H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors

Abstract

本发明公开了一种断路器柜。所述断路器柜包括：柜体，所述柜体内设置有主断路器、检测模块及控制模块；所述主断路器包括至少两个进线端；所述主断路器的进线端用于与发电机电连接，所述主断路器的出线端用于与用电设备电连接；所述检测模块用于检测所述主断路器进线端的电学参数，以及检测所述主断路器的状态信息；所述控制模块用于根据所述电学参数或控制指令控制所述主断路器的状态。本发明实施例能够提高断路器柜的可靠性。

Description

断路器柜
技术领域
本发明实施例涉及断路器技术，尤其涉及一种断路器柜。
背景技术
断路器能够对待保护电路起到良好的保护作用，在现代电气领域有着重要的作用，断路器可集成于断路器柜中，以实现断路器的集中控制。
然而，现有的断路器柜可靠性较低，应用场景有限，无法满足如严苛的温湿度、盐雾及振动冲击等极限条件的要求。
发明内容
本发明提供一种断路器柜，以提高断路器柜的可靠性。
本发明实施例提供了一种断路器柜，所述断路器柜包括：柜体，所述柜体内设置有主断路器、检测模块及控制模块；所述主断路器包括至少两个进线端；所述主断路器的进线端用于与发电机电连接，所述主断路器的出线端用于与用电设备电连接；所述检测模块用于检测所述主断路器进线端的电学参数，以及检测所述主断路器的状态信息；所述控制模块用于根据所述电学参数或控制指令控制所述主断路器的状态。
可选地，所述检测模块包括电压检测电路，所述电压检测电路包括电压变送器，所述电压变送器的至少两个输入端与所述至少两个进线端一一对应电连接，所述电压变送器的输出端用于输出所述进线端的电压参数。
可选地，所述检测模块包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电流变送器及与所述至少两个进线端一一对应的至少两个单相电流互感器；所述单相电流互感器用于感测对应的所述进线端的电流，所述单相电流互感器与所述电流变送器的输入端电连接，所述电流变送器的输出端用于输出所述进线端的电流参数。
可选地，所述控制模块包括第一继电器及与所述至少两个单相电流互感器一一对应的至少两个电流继电器；所述电流继电器的线圈与对应的所述单相电流互感器串联，所述电流继电器的触点与所述第一继电器的线圈串联；所述第一继电器的触点与所述主断路器的分闸线圈串联。
可选地，所述控制模块包括至少一个合闸控制开关和与所述至少一个合闸控制开关一一对应的至少一个第二继电器；所述合闸控制开关与所述第二继电器的线圈串联，所述合闸控制开关用于根据所述控制指令打开或闭合；所述第二继电器的触点与所述主断路器的合闸线圈串联。
可选地，所述至少一个合闸控制开关包括DCS合闸控制开关和同期合闸控制开关两个合闸控制开关，所述DCS合闸控制开关用于根据DCS合闸指令闭合；所述同期合闸控制开关用于根据同期合闸指令闭合。
可选地，所述控制模块包括至少一个分闸控制开关和与所述至少一个分闸控制开关一一对应的至少一个第三继电器；所述分闸控制开关与所述第三继电器的线圈串联，所述分闸控制开关用于根据所述控制指令打开或闭合；所述第三继电器的触点与所述分闸线圈串联。
可选地，所述至少一个分闸控制开关包括DCS分闸控制开关和优先分闸控制开关两个分闸控制开关，所述DCS分闸控制开关用于根据DCS分闸指令闭合；所述优先分闸控制开关用于根据优先分闸指令闭合。
可选地，所述断路器柜还包括合闸监视继电器及分闸监视继电器；所述合闸监视继电器的线圈与所述合闸线圈串联，所述分闸监视继电器的线圈与所述分闸线圈串联。
可选地，所述柜体包括强迫风冷模块，和/或，所述柜体的底板固定有抗冲击缓冲器，和/或，所述柜体的进线方式为下进电缆。
本发明实施例的技术方案，采用的断路器柜包括柜体，柜体内设置有主断路器、检测模块及控制模块；主断路器包括至少两个进线端；主断路器的进线端用于与发电机电连接，主断路器的出线端用于与用电设备电连接；检测模块用于检测主断路器进线端的电学参数，以及检测主断路器的状态信息；控制模块用于根据电学参数或控制指令控制主断路器的状态。当柴油发电机所在回路发生短路故障时，主断路器的进线端电学参数发生变化，例如进线端的电压升高或者电流升高等，检测模块能够及时检测到进线端电学参数的变化，从而使得控制模块判断出柴油发电机工作异常，控制模块立即驱动主断路器断路，从而避免烧坏柴油发电机以及用电设备，从而保证主断路器能够在柴油发电机或用电设备故障时及时断开，极大地提升可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种断路器柜的电路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种断路器柜与发电机电连接的电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种断路器柜的电路结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种断路器柜的正视图；
图5为本发明实施例提供的一种断路器柜的侧视图；
图6为本发明实施例提供的一种断路器柜的后视图。
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为本发明实施例提供的一种断路器柜的电路结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种断路器柜与发电机电连接的电路结构示意图，参考图1和图2，断路器柜包括柜体，柜体内设置有主断路器10、检测模块11及控制模块12；主断路器包括至少两个进线端；主断路器10的进线端用于与发电机13电连接，主断路器10的出线端用于与用电设备电连接；检测模块11用于检测主断路器10进线端的电学参数，以及检测主断路器10的状态信息；控制模块12用于根据电学参数或控制指令控制主断路器10的状态。
具体地，发电机13例如可以是柴油发电机，进一步的柴油发电机可以是船用核安全级大容量发电机，输出电压可为380V，输出电流可为5000A，其可发出三相电，相应地可设置主断路器10包括三个进线端(A1，A2，A3)以及三个出线端(B1，B2，B3)，主断路器10的出线端与用电设备电连接，用电设备可以是任何与柴油发电机的输出电压相匹配的用电设备，在本实施例中，可设置主断路器10的三个出线端(B1，B2，B3)分别与A相电压线、B相电压线及C相电压线电连接，再将用电设备连接至A相电压线、B相电压线及C相电压线上。在本实施例中，为了适应核安全级大容量发电机的大电流等参数，可选择MT50系列框架断路器作为主断路器。检测模块11例如可以检测主断路器10进线端的电学参数，电学参数包括进线端的电流以及电压等；检测模块11还可以检测主断路器10的状态信息，主断路器10的状态信息包括主断路器10中分闸线圈以及合闸线圈的状态等。在本实施例中，当柴油发电机所在回路发生短路故障时，主断路器10的进线端电学参数发生变化，例如进线端的电压升高或者电流升高等，检测模块11能够及时检测到进线端电学参数的变化，从而使得控制模块12判断出柴油发电机工作异常，控制模块12立即驱动主断路器10断路，从而避免烧坏柴油发电机以及用电设备，从而保证主断路器10能够在柴油发电机或用电设备故障时及时断开，极大地提升可靠性。需要说明的是，控制模块12还可控制主断路器10闭合，控制方式例如可以是根据接收到的控制指令控制主断路器10闭合，或者可以根据接收到的控制指令控制主断路器断开。
本实施例的技术方案，采用的断路器柜包括柜体，柜体内设置有主断路器、检测模块及控制模块；主断路器包括至少两个进线端；主断路器的进线端用于与发电机电连接，主断路器的出线端用于与用电设备电连接；检测模块用于检测主断路器进线端的电学参数，以及检测主断路器的状态信息；控制模块用于根据电学参数或控制指令控制主断路器的状态。当柴油发电机所在回路发生短路故障时，主断路器的进线端电学参数发生变化，例如进线端的电压升高或者电流升高等，检测模块能够及时检测到进线端电学参数的变化，从而使得控制模块判断出柴油发电机工作异常，控制模块立即驱动主断路器断路，从而避免烧坏柴油发电机以及用电设备，从而保证主断路器能够在柴油发电机或用电设备故障时及时断开，极大地提升可靠性。
可选地，图3为本发明实施例提供的又一种断路器柜的电路结构示意图，参考图3，主断路器10可包括三个主触点，如第一个主触点101、第二个主触点102、第三个主触点103，合闸线圈104及分闸线圈105，其具体结构为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。检测模块包括电压检测电路111，电压检测电路111包括电压变送器1111，电压变送器1111的至少两个输入端与至少两个进线端一一对应电连接，电压变送器1111的输出端用于输出进线端的电压参数。
具体地，电压变送器1111的类型可根据发电机的类型进行配置，例如发电机为输出三相电的柴油发电机，相应地主断路器包含三个进线端，则可设置电压变送器1111为包括三个电压输入端的电压变送器，每个输入端均对应一个主断路器的进线端，电压变送器1111能够将进线端的电压转换为模拟量输出，其输出端例如可以连接显示器等，从而将进线端的电压直观地显示出来，以供操作人员判断主断路器的状态是否异常，从而进一步提高断路器柜的可靠性。可以理解的是，电压变送器1111的输入端与主断路器10的进线端可通过熔断器电连接。
可选地，继续参考图3，检测模块包括电流检测电路112，电流检测电路112包括电流变送器1121及与至少两个进线端一一对应的至少两个单相电流互感器1122；单相电流互感器1122用于感测对应的进线端的电流，单相电流互感器1122与电流变送器1121的输入端电连接，电流变送器1121的输出端用于输出进线端的电流参数。
具体地，在本实施例中，可设置三个单相电流互感器，分别感应第一个进线端A1，第二个进线端A2及第三个进线端A3的电流，通过单相电流互感器1122的感应作用，能够将电流从5000A降为1A，并通过电流变送器转换为模拟量输出，电流变送器例如可以连接显示器等，从而将进线端的电流直观地显示出来，以供操作人员判断主断路器的状态是否异常，从而进一步提高断路器柜的可靠性。需要说明的是，如图3所示，每个单相电流互感器1122均可分出两个外接端子，即图3中共分出C1、C2、C3、C4、C5及C6六个外接端子，可通过外接端子向外部设备提供电流。
可选地，继续参考图3，控制模块包括第一继电器105XR及与至少两个单相电流互感器1122一一对应的至少两个电流继电器；电流继电器的线圈与对应的单相电流互感器1122串联，电流继电器的触点与第一继电器105XR的线圈1201串联；第一继电器105XR的触点1211与主断路器10的分闸线圈105串联。
具体地，在本实施例中，设置包括三个电流继电器，分别为第一个电流继电器101XI，第二个电流继电器102XI，第三个电流继电器103XI；第一个电流继电器101XI的线圈1022与对应的单相电流互感器串联，可用于检测进线端A1的电流，当进线端A1的电流过大时，对应的单相电流互感器上的电流也过大，使得第一个电流互感器101XI的线圈1202得电，使得第一个电流互感器101XI的触点1212闭合，进而使得第一继电器105XR的线圈1201得电，第一继电器105XR的触点1211闭合，使得分闸线圈105得电，最终控制主断路器10分闸；第二个电流继电器102XI的线圈1203与对应的单相电流互感器串联，可用于检测进线端A2的电流，当进线端A2的电流过大时，对应的单相电流互感器上的电流也过大，使得第二个电流互感器102XI的线圈1203得电，使得二个电流互感器102XI的触点1213闭合，进而使得第一继电器105XR的线圈1201得电，第一继电器105XR的触点1211闭合，使得分闸线圈105得电，最终控制主断路器10分闸；第三个电流继电器103XI的线圈1204与对应的单相电流互感器串联，可用于检测进线端A3的电流，当进线端A3的电流过大时，对应的单相电流互感器上的电流也过大，使得第一个电流互感器101XI的线圈1204得电，使得第一个电流互感器101XI的触点1214闭合，进而使得第一继电器105XR的线圈1201得电，第一继电器105XR的触点1211闭合，使得分闸线圈105得电，最终控制主断路器10分闸。也即本实施例中，通过设置电流互感器以及第一继电器，当任意一个进线端的电流过大时，都能够使得主断路器10的分闸线圈105得电，控制主断路器10分闸，进一步提高可靠性。
可选地，继续参考图3，控制模块包括至少一个合闸控制开关和与至少一个合闸控制开关一一对应的至少一个第二继电器；合闸控制开关与第二继电器的线圈串联，合闸控制开关用于根据控制指令打开或闭合；第二极的电器的触点与主断路器10的合闸线圈104串联。
示例性地，如图3所示，至少一个合闸控制开关包括DCS(Distributed ControlSystem，分散控制系统)合闸控制开关1205和同期合闸控制开关1207两个合闸控制开关，相应的至少一个第二继电器包括第一个第二继电器102XR和第二个第二继电器107XR；DCS合闸控制开关1205与第一个第二继电器102XR的线圈1206串联，第一个第二继电器102XR的触点1216与合闸线圈104串联；同期合闸控制开关1207与第二个第二继电器107XR的线圈1208串联，第二个第二继电器107XR的触点1218与合闸线圈104串联；当DCS合闸控制开关1205接收到DCS合闸指令时闭合，使得第一个第二继电器102XR的线圈1206得电，使得第一个第二继电器102XR的触点1216闭合，进一步使得合闸线圈104得电，主断路器10合闸；当同期合闸控制开关1207接收到同期合闸指令时，同期合闸控制开关1207闭合，使得第二个第二继电器107XR的线圈1208得电，第二个第二继电器107XR的触点1218闭合，进一步使得合闸线圈104得电，主断路器10合闸；本实施例中，可通过远端指令控制主断路器10合闸，极大的提高断路器柜的安全性。需要说明的是，第一个第二继电器102XR的触点1216可与角度开关串联后接入电源线中，进一步提高安全性，电源线例如提供220V直流电。同期例如可以是两端电源电压数值相等，两端电源频率相等或者是两端电源相位一致等。
可选地，继续参考图3，控制模块包括至少一个分闸控制开关和与至少一个分闸控制开关一一对应的至少一个第三继电器；分闸控制开关与第三继电器的线圈串联，分闸控制开关用于根据控制指令打开或闭合；第三继电器的触点与分闸线圈串联。
示例性地，如图3所示，至少一个分闸控制开关包括DCS分闸控制开关1209和优先分闸控制开关1302两个分闸控制开关，相应的至少一个第三继电器包括第一个第三继电器103XR和第二个第三继电器106XR；DCS分闸控制开关1209与第一个第三继电器103XR的线圈1301串联，第一个第三继电器103XR的触点1311与分闸线圈105串联；优先分闸控制开关1302与第二个第三继电器106XR的线圈1303串联，第二个第三继电器106XR的触点1313与分闸线圈105串联；当DCS分闸控制开关接收到DCS分闸指令时闭合，使得第一个第三继电器103XR的线圈1301得电，使得第一个第三继电器103XR的触点1311闭合，进一步使得分闸线圈105得电，主断路器10分闸；当优先分闸控制开关1302接收到优先分闸指令时闭合，使得第二个第三继电器106XR的线圈1303得电，使得第二个第三继电器106XR的触点1313闭合，进一步使得分闸线圈105得电，主断路器10分闸；本实施例中，可通过远端指令控制主断路器10分闸，进一步提高断路器柜的安全性，需要说明的是，第一个第三继电器103XR的触点1311可与角度开关串联后接入电源线中，以进一步提高安全性。
可选地，继续参考图3，断路器柜还包括合闸监视继电器及分闸监视继电器；合闸监视继电器的线圈HJ与合闸线圈串联，分闸监视继电器的线圈TJ与分闸线圈串联。
具体地，在本实施例中，合闸监视继电器的线圈HJ与合闸线圈104同时得电，合闸监视继电器的触点可接入指示回路(未示出)，如接入指示灯，当合闸线圈104得电时，合闸监视继电器的线圈HJ也得电，从而使得指示合闸线圈状态的指示回路闭合，例如对应合闸状态的指示灯亮，操作人员可据此判断出当前主断路器的状态信息，进一步提高安全性；分闸监视继电器的线圈TJ与分闸线圈105同时得电，分闸监视继电器的触点也可接入指示回路，如连接对应的指示灯，当分闸线圈105得电时，分闸监视继电器的线圈TJ也得电，从而使得指示分闸线圈状态的指示回路闭合，例如对应分闸状态的指示灯亮，操作人员可据此判断出当前主断路器的状态信息，进一步提高安全性。
可选地，图4为本发明实施例提供的一种断路器柜的正视图，图5为本发明实施例提供的一种断路器柜的侧视图，图6为本发明实施例提供的一种断路器柜的后视图，图4、图5及图6相对应；参考图4至图6，柜体内可包含强迫风冷模块，以满足5000A电流的大容量需求；和/或，柜体的底板固定有抗冲击缓冲器，以能够满足海上平台所需要的抗震冲击需求，此时柜体的刚性固定方式可采用螺栓固定，同时还可在柜体和现场安装的底板之间增加钢丝隔振器，安装方式可选择水平安放，进一步提高抗冲击性；如图5所示，柜体的进线方式可选择为下进电缆，柜体出线方式例如可以为右侧出，侧出高度可为1490mm左右，由于机柜有倾斜摇摆与抗冲击要求，在右上侧出线会有较大的位移，铜排出线会有位移拖拽的问题，因而可设置右侧出线方式为线缆出线。柜体进出线单项铜排可接8根240平方线缆，单根240平方电缆可通过450A电流，共三项铜排能允许5000A电流通过。另外，断路器柜为船用设备时，一般船用柜体具备外部扶手与眉灯。扶手高度在1295mm左右，此时让人较为容易抓取，照明设备安装于柜内外侧门楣。
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)

1.一种断路器柜，其特征在于，所述断路器柜包括：
柜体，所述柜体内设置有主断路器、检测模块及控制模块；所述主断路器包括至少两个进线端；
所述主断路器的进线端用于与发电机电连接，所述主断路器的出线端用于与用电设备电连接；
所述检测模块用于检测所述主断路器进线端的电学参数，以及检测所述主断路器的状态信息；
所述控制模块用于根据所述电学参数或控制指令控制所述主断路器的状态。
2.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述检测模块包括电压检测电路，所述电压检测电路包括电压变送器，所述电压变送器的至少两个输入端与所述至少两个进线端一一对应电连接，所述电压变送器的输出端用于输出所述进线端的电压参数。
3.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述检测模块包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电流变送器及与所述至少两个进线端一一对应的至少两个单相电流互感器；
所述单相电流互感器用于感测对应的所述进线端的电流，所述单相电流互感器与所述电流变送器的输入端电连接，所述电流变送器的输出端用于输出所述进线端的电流参数。
4.根据权利要求3所述的断路器柜，其特征在于，所述控制模块包括第一继电器及与所述至少两个单相电流互感器一一对应的至少两个电流继电器；
所述电流继电器的线圈与对应的所述单相电流互感器串联，所述电流继电器的触点与所述第一继电器的线圈串联；所述第一继电器的触点与所述主断路器的分闸线圈串联。
5.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述控制模块包括至少一个合闸控制开关和与所述至少一个合闸控制开关一一对应的至少一个第二继电器；
所述合闸控制开关与所述第二继电器的线圈串联，所述合闸控制开关用于根据所述控制指令打开或闭合；所述第二继电器的触点与所述主断路器的合闸线圈串联。
6.根据权利要求5所述的断路器柜，其特征在于，所述至少一个合闸控制开关包括DCS合闸控制开关和同期合闸控制开关两个合闸控制开关，所述DCS合闸控制开关用于根据DCS合闸指令闭合；所述同期合闸控制开关用于根据同期合闸指令闭合。
7.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述控制模块包括至少一个分闸控制开关和与所述至少一个分闸控制开关一一对应的至少一个第三继电器；
所述分闸控制开关与所述第三继电器的线圈串联，所述分闸控制开关用于根据所述控制指令打开或闭合；所述第三继电器的触点与所述主断路器的分闸线圈串联。
8.根据权利要求7所述的断路器柜，其特征在于，所述至少一个分闸控制开关包括DCS分闸控制开关和优先分闸控制开关两个分闸控制开关，所述DCS分闸控制开关用于根据DCS分闸指令闭合；所述优先分闸控制开关用于根据优先分闸指令闭合。
9.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述断路器柜还包括合闸监视继电器及分闸监视继电器；
所述合闸监视继电器的线圈与所述主断路器的合闸线圈串联，所述分闸监视继电器的线圈与所述主断路器的分闸线圈串联。
10.根据权利要求1所述的断路器柜，其特征在于，所述柜体包括强迫风冷模块，和/或，所述柜体的底板固定有抗冲击缓冲器，和/或，所述柜体的进线方式为下进电缆。
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Citations (18)

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