CN201717596U

CN201717596U - 基于安全电压等级的自动重合闸实验装置

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Publication number: CN201717596U
Application number: CN2010202522183U
Authority: CN
Inventors: 赵义明; 王铭; 王东起; 苏晓鹰; 王海燕; 李小章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-06-29

Abstract

一种基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，包括交流电路单元和直流电路单元。交流电路单元包括变压器、保险丝、内阻电阻、转换开关、电流继电器、第四电流继电器、线路电阻和负载电阻；所述直流电路单元包括直流电源、继电器、信号继电器、时间继电器、按钮、指示灯、充电电阻、限流电阻和电容。本实用新型与现有技术相比较，具有如下优点：(1)弱电启动，严格确保了实验人员的人身安全。(2)适应性强：采用单相的交流电和直流电来替代三相电源，使装置的使用不受实验室条件的限制，因此使用更方便。(3)扩展性强：通过调节一次回路电阻模拟配电线路阻抗，并可自行设置故障点；可以通过改变故障性质来改变整个实验装置的动作过程。

Description

基于安全电压等级的自动重合闸实验装置

一、技术领域

本实用新型涉及电气教学技术领域中的一种自动重合闸实验装置，具体涉及一种基于安全电压等级的自动重合闸实验装置。

二、背景技术

电力系统继电保护与自动重合闸的配合实验，是电气专业所要掌握的最基本的实验。目前，国内专门制造继电保护实验装置的厂家很少，并且现有的实验装置侧重于实验数量，具体到每一个实验，实验效果大都不理想。另外现有的实验装置都是基于380/220V强电的，除了存在明显的安全问题外，每次引进设备都需要对实验室电路进行改造才能使用，严重制约了教学进度及教学的质量。

三、实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种引入24V的交直流电压做为启动电压，能较好的满足10kV配电线路继电保护与自动重合闸配合实验的基于安全电压等级的自动重合闸实验装置。

其技术方案是：一种基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，包括交流电路单元和直流电路单元。所述交流电路单元包括变压器、第一保险丝、第二保险丝、内阻电阻、转换开关、第一电流继电器、第二电流继电器、第三电流继电器、第四电流继电器、第一线路电阻、第二线路电阻和负载电阻；所述直流电路单元包括直流电源、第一至第七继电器、第一至第三信号继电器、第一至第三时间继电器、第一至第七按钮、第一至第六指示灯、充电电阻、限流电阻和电容。其中，交流电路单元中变压器初级连接市电交流电源，变压器次级的一端顺次串联连接第一保险丝、内阻电阻和第二继电器的第二触点后，与转换开关的a点相连接，转换开关的b点顺次串联连接第一电流继电器、第二电流继电器、第三电流继电器、第一线路电阻、第二线路电阻、负载电阻和第二保险丝后与变压器次级的另一端相连接，负载电阻的两端并联连接有第五继电器的第二触点，第一线路电阻和第二线路电阻的连接点处与负载电阻和第二保险丝的连接点处之间连接有第四继电器的第二触点，第一线路电阻和第二线路电阻的连接点处与负载电阻和第二保险丝的连接点处之间还连接有串联连接的第三时间继电器的第一触点及第一继电器的第一触点；转换开关的c点与第四电流继电器的一端相连接，第四电流继电器的另一端与第一电流继电器和第二电流继电器的连接点处相连接。所述直流电路单元中直流电源的正极和负极之间分别并联连接有：串联连接的第七继电器和第一电流继电器的触点，串联连接的第一时间继电器和第二电流继电器的触点，串联连接的第二时间继电器和第三电流继电器的触点，串联连接的第一信号继电器和第七继电器的第一触点，串联连接的第二信号继电器和第一时间继电器的第一触点，串联连接的第三信号继电器和第二时间继电器的第一触点，串联连接的第一信号继电器的第一触点和第一指示灯，串联连接的第二信号继电器的第一触点和第二指示灯，串联连接的第三信号继电器的第一触点和第三指示灯，串联连接的第三继电器和第一信号继电器的第二触点，串联连接的第四继电器、第四按钮和第五按钮，串联连接的第五继电器、第七按钮和第六按钮，串联连接的第六继电器、第七按钮和第六按钮，串联连接的第六继电器、第三时间继电器的第一触点和第三按钮，串联连接的第三时间继电器和第六时间继电器的第二触点，串联连接的第二继电器、第三继电器的第一触点、第二按钮和第一按钮，串联连接的第八继电器、限流电阻、第三继电器的第二触点、充电电阻和第二继电器的第二触点，串联连接的第二继电器的第三触点、第四指示灯、第五指示灯和第六指示灯；第一电流继电器的触点两端还并联连接有第三电流继电器的触点；第一信号继电器的第二触点两端还并联连接有第二信号继电器的第二触点及第三信号继电器的第二触点；第三时间继电器两端并联连接有第一继电器；第五按钮两端并联连接第四继电器的第一触点；第六按钮两端并联连接第五继电器的第一触点；第三按钮两端并联连接第六继电器的第一触点；第一按钮两端并联连接第二继电器的第一触点；第二继电器左端与直流电源的正极之间连接有第八继电器的第一触点；充电电阻的右端与直流电源的负极之间连接有电容。

所述直流电源为AC/DC稳压电源、干电池或蓄电池。所述第一按钮、第三按钮、第五按钮和第六按钮为常开型按钮，所述第二按钮、第四按钮和第七按钮为常闭型按钮。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下优点：(1)弱电启动：针对现有实验装置采用380V强电启动的现状，改用24V安全电压作为实验装置的启动电源，严格确保了实验人员的人身安全。(2)适应性强：采用单相的交流电和直流电来替代三相电源，使装置的使用不受实验室条件的限制，因此使用更方便。(3)扩展性强：通过调节一次回路电阻模拟配电线路阻抗，并可自行设置故障点；该装置还可以通过改变故障性质来改变整个实验装置的动作过程。

四、附图说明

图1是本实用新型一种实施例的交流电路单元电路图；

图2是本实用新型一种实施例的直流电路单元电路图。

五、具体实施方式

参照图1-图2，一种基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，包括交流电路单元和直流电路单元。交流电路单元包括变压器B、第一保险丝FU1、第二保险丝FU2、内阻电阻Rs、转换开关S、第一电流继电器KA1、第二电流继电器KA2、第三电流继电器KA3、第四电流继电器KAC、第一线路电阻R1、第二线路电阻R2和负载电阻Rf。直流电路单元包括直流电源DC、第一至第七继电器KM1-KM7、第一至第三信号继电器KS1-KS3、第一至第三时间继电器KT1-KT3、第一至第七按钮SB1-SB7、第一至第六指示灯HL1-HL7、充电电阻R3、限流电阻R4和电容C。其中，交流电路单元中变压器B初级连接市电交流电源，变压器B次级的一端顺次串联连接第一保险丝FU1、内阻电阻Rs和第二继电器KM2的第二触点KM2-2后，与转换开关S的a点相连接，转换开关S的b点顺次串联连接第一电流继电器KA1、第二电流继电器KA2、第三电流继电器KA3、第一线路电阻R1、第二线路电阻R2、负载电阻Rf和第二保险丝FU2后与变压器B次级的另一端相连接，负载电阻Rf的两端并联连接有第五继电器的第二触点KM5-2，第一线路电阻R1和第二线路电阻R2的连接点处与负载电阻Rf和第二保险丝FU2的连接点处之间连接有第四继电器的第二触点KM4-2，第一线路电阻R1和第二线路电阻R2的连接点处与负载电阻Rf和第二保险丝FU2的连接点处之间还连接有串联连接的第三时间继电器的第一触点KT3-2及第一继电器的第一触点KM1-1；转换开关S的c点与第四电流继电器KAC的一端相连接，第四电流继电器KAC的另一端与第一电流继电器KA1和第二电流继电器KA2的连接点处相连接。所述直流电路单元中直流电源的正极和负极之间分别并联连接有：串联连接的第七继电器KM7和第一电流继电器的触点KA1-1，串联连接的第一时间继电器KT1和第二电流继电器的触点KA2-1，串联连接的第二时间继电器KT2和第三电流继电器的触点KA3-1，串联连接的第一信号继电器KS1和第七继电器的第一触点KM7-1，串联连接的第二信号继电器KS2和第一时间继电器的第一触点KT1-1，串联连接的第三信号继电器KS3和第二时间继电器的第一触点KT2-1，串联连接的第一信号继电器的第一触点KS1-1和第一指示灯HL1，串联连接的第二信号继电器的第一触点KS2-1和第二指示灯HL2，串联连接的第三信号继电器的第一触点KS3-1和第三指示灯HL3，串联连接的第三继电器KM3和第一信号继电器的第二触点KS1-2，串联连接的第四继电器KM4、第四按钮SB4和第五按钮SB5，串联连接的第五继电器KM5、第七按钮SB7和第六按钮SB6，串联连接的第六继电器KM6、第七按钮SB7和第六按钮SB6，串联连接的第六继电器KM6、第三时间继电器的第一触点KT3-1和第三按钮SB3，串联连接的第三时间继电器KT3和第六时间继电器的第二触点KM6-2，串联连接的第二继电器KM2、第三继电器的第一触点KM3-1、第二按钮SB2和第一按钮SB1，串联连接的第八继电器KM8、限流电阻R3、第三继电器的第二触点KM3-2、充电电阻R4和第二继电器的第二触点KM2-2，串联连接的第二继电器的第三触点KM2-3、第四指示灯HL3、第五指示灯HL5和第六指示灯HL6；第一电流继电器的触点KA1-1两端还并联连接有第三电流继电器的触点KAC-1；第一信号继电器的第二触点KS1-2两端还并联连接有第二信号继电器的第二触点KS2-2及第三信号继电器的第二触点KS3-2；第三时间继电器KT3两端并联连接有第一继电器KM1；第五按钮SB5两端并联连接第四继电器的第一触点KM4-1；第六按钮SB6两端并联连接第五继电器的第一触点KM5-1；第三按钮SB3两端并联连接第六继电器的第一触点KM6-1；第一按钮SB1两端并联连接第二继电器的第一触点KM2-1；第二继电器KM2左端与直流电源DC的正极之间连接有第八继电器的第一触点KM8-1；充电电阻R3的右端与直流电源DC的负极之间连接有电容C。直流电源采用输出电压为24V的AC/DC稳压电源、24V干电池或24V蓄电池。第一按钮SB1、第三按钮SB3、第五按钮SB5和第六按钮SB6为常开型按钮；第二按钮SB2、第四按钮SB4和第七按钮SB7为常闭型按钮。

运行时，变压器B初级连接市电交流电源(根据所用变压器连接220V或380V)，连接24V的直流电源(可根据实际选用AC/DC稳压电源、干电池或蓄电池)。首先按下第一按钮SB1，此时，第二继电器KM2得电吸合，其触点KM2-1、KM2-2及KM2-3闭合，KM2-1的作用是维持KM2的自保，相当于电路合闸，第四指示灯HL3、第五指示灯HL5和第六指示灯HL6同时点亮，指示三相电源供电正常；按下第二按钮SB2时，第二继电器KM2失电，其触点断开，第四指示灯HL3、第五指示灯HL5和第六指示灯HL6同时熄灭，指示三相电源供电停止。

第四继电器KM4、第四按钮SB4和第五按钮SB5，为第一永久性故障模拟电路，当按下SB5时，第四继电器KM4得电，KM4-1闭合自锁，其第二触点KM4-2在主电路中的闭合动作这时模拟了这一永久性故障；若要手动切除故障，则按下SB4按钮，则第四继电器KM4失电，其触点复归，达到切除永久性故障的模拟。第五继电器KM5、第七按钮SB7和第六按钮SB6，为第二永久性故障模拟电路，当按下SB6时，第四继电器KM5得电，KM5-1闭合自锁，其第二触点KM5-2在主电路中的闭合动作这时模拟了这一永久性故障；若要手动切除故障，则按下SB7按钮，则第五继电器KM5失电，其触点复归，达到切除永久性故障的模拟。

第六继电器KM6、第三时间继电器的第一触点KT3-1、第三按钮SB3第三时间继电器KT3和第六时间继电器的第二触点KM6-2组成了瞬时性故障模拟电路，当按下SB3时，第六继电器KM6得电，其触点动作，KM6-1自锁，KM6-2启动第三时间继电器KT3，同时第一继电器KM1通电，接在主电路中第一继电器的第一触点KM1-1闭合，将故障回路接通，当第三时间继电器KT3的整定时间一到，第三时间继电器的第一触点KT3-1断开，接在主电路中第三时间继电器的第二触点KT3-2也断开，同时第六继电器KM6失电，这样就切除了故障，达到模拟瞬时性故障的目的。

在电力系统的故障中，大多数的故障是送电线路的故障而且是瞬时性的故障。因此，在线路被断开以后再进行一次重合闸就有可能大大提高供电的可靠性。为此在电力系统中广泛采用了当断路器跳闸以后能够自动地将断路器重新合闸的自动重合闸装置。图中，第一按钮SB1、第二按钮SB2和第二继电器KM2功能前已述及，当在线路的故障点发生故障后，第一电流继电器KA1、第二电流继电器KA2、第三电流继电器KA3或第四电流继电器KAC、第二电流继电器KA2、第三电流继电器KA3即会有其一动作并可通过与其相连接的第一至第三信号继电器KS1-KS3及第一时间继电器KT1、第二继电器KT2的触点接通第三继电器KM3，第三继电器的第一触点KM3-1串接与第二继电器KM2回路中，当故障发生保护动作第三继电器KM3得电后，其第三触点KM3-1断开，使得第二继电器KM2失电，第二继电器的第二触点KM2-2断开，从而将故障线路断开。一次自动重合闸的控制元件包括第八继电器KM8、电容C、充电电阻R3、限流电阻R4、第三继电器的第二触点KM3-2等。整个工作过程为，当按下第一按钮SB1时，第二继电器KM2得电，线路投入，同时第四至第六指示灯HL4、HL5、HL6点亮，表示三相输电线路带电(该处利用了三个灯的串联实现了利用单相电来模拟三相电的目的)。另外第二继电器KM2得电后，第二继电器的第二触点KM2-2闭合后通过充电电阻R3对电容C充电，充电时间约为30S，当发生故障继电保护动作后，第三继电器的第一触点KM3-1断开，第二继电器KM2失电，第三继电器的第二触点KM3-2经过一整定时间后闭合(第三继电器KM3采用的是带有瞬动触点的继电器，其第一触点KM3-1为直接动作触点，第二触点KM3-2带有一定延时动作的触点，该继电器可采用的型号如HHS15C等)，此时电容C通过限流电阻R4对第八继电器KM8放电，第八继电器KM8得电后，第八继电器的第一触点KM8-1闭合，再次接通第二继电器KM2，第二继电器KM2得电后模拟断路器重合，若所设置故障是瞬时性故障，则重合成功，若是永久性故障，则保护再次将第二继电器KM2再次断开，由于电容C上已经放电，所以不会再次重合。保证了重合闸只能重合一次，实现了三相一次自动重合闸的要求。

第一电流继电器KA1、第二电流继电器KA2、第三电流继电器KA3及第四电流继电器KAC选用不同电流值，并通过转换开关S的转换，用以满足实验要求。

Claims

1.一种基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，包括交流电路单元和直流电路单元，其特征在于：所述交流电路单元包括变压器、第一保险丝、第二保险丝、内阻电阻、转换开关、第一电流继电器、第二电流继电器、第三电流继电器、第四电流继电器、第一线路电阻、第二线路电阻和负载电阻；所述直流电路单元包括直流电源、第一至第七继电器、第一至第三信号继电器、第一至第三时间继电器、第一至第七按钮、第一至第六指示灯、充电电阻、限流电阻和电容；其中，交流电路单元中变压器初级连接市电交流电源，变压器次级的一端顺次串联连接第一保险丝、内阻电阻和第二继电器的第二触点后，与转换开关的a点相连接，转换开关的b点顺次串联连接第一电流继电器、第二电流继电器、第三电流继电器、第一线路电阻、第二线路电阻、负载电阻和第二保险丝后与变压器次级的另一端相连接，负载电阻的两端并联连接有第五继电器的第二触点，第一线路电阻和第二线路电阻的连接点处与负载电阻和第二保险丝的连接点处之间连接有第四继电器的第二触点，第一线路电阻和第二线路电阻的连接点处与负载电阻和第二保险丝的连接点处之间还连接有串联连接的第三时间继电器的第一触点及第一继电器的第一触点；转换开关的c点与第四电流继电器的一端相连接，第四电流继电器的另一端与第一电流继电器和第二电流继电器的连接点处相连接；所述直流电路单元中直流电源的正极和负极之间分别并联连接有：串联连接的第七继电器和第一电流继电器的触点，串联连接的第一时间继电器和第二电流继电器的触点，串联连接的第二时间继电器和第三电流继电器的触点，串联连接的第一信号继电器和第七继电器的第一触点，串联连接的第二信号继电器和第一时间继电器的第一触点，串联连接的第三信号继电器和第二时间继电器的第一触点，串联连接的第一信号继电器的第一触点和第一指示灯，串联连接的第二信号继电器的第一触点和第二指示灯，串联连接的第三信号继电器的第一触点和第三指示灯，串联连接的第三继电器和第一信号继电器的第二触点，串联连接的第四继电器、第四按钮和第五按钮，串联连接的第五继电器、第七按钮和第六按钮，串联连接的第六继电器、第七按钮和第六按钮，串联连接的第六继电器、第三时间继电器的第一触点和第三按钮，串联连接的第三时间继电器和第六时间继电器的第二触点，串联连接的第二继电器、第三继电器的第一触点、第二按钮和第一按钮，串联连接的第八继电器、限流电阻、第三继电器的第二触点、充电电阻和第二继电器的第二触点，串联连接的第二继电器的第三触点、第四指示灯、第五指示灯和第六指示灯；第一电流继电器的触点两端还并联连接有第三电流继电器的触点；第一信号继电器的第二触点两端还并联连接有第二信号继电器的第二触点及第三信号继电器的第二触点；第三时间继电器两端并联连接有第一继电器；第五按钮两端并联连接第四继电器的第一触点；第六按钮两端并联连接第五继电器的第一触点；第三按钮两端并联连接第六继电器的第一触点；第一按钮两端并联连接第二继电器的第一触点；第二继电器左端与直流电源的正极之间连接有第八继电器的第一触点；充电电阻的右端与直流电源的负极之间连接有电容。

2.根据权利要求1所述的基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，其特征在于：所述直流电源为AC/DC稳压电源、干电池或蓄电池。

3.根据权利要求1所述的基于安全电压等级的自动重合闸实验装置，其特征在于：所述第一按钮、第三按钮、第五按钮和第六按钮为常开型按钮，所述第二按钮、第四按钮和第七按钮为常闭型按钮。