CN203205850U

CN203205850U - 断路器跳合闸线圈保护器

Info

Publication number: CN203205850U
Application number: CN 201320182342
Authority: CN
Inventors: 许红燕; 艾乐舜; 宋洁; 刘明明; 张琳; 王东海; 胡光辉; 赵申友; 张丽; 荣伟; 王俊青; 李从聚; 李波; 李承志
Original assignee: 刘明明
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-04-03

Abstract

本实用新型涉及到一种电力系统继电保护领域中对高压断路器分、合闸线圈进行保护的二次回路保护装置，即断路器跳合闸线圈保护器。其技术方案主要是由接线端子、信号指示灯LED和内部控制电路组成，内部控制电路主要是由动作继电器、稳压电路、光耦、延时电路、MOS管、电容、二极管和电阻构成。当断路器分合闸失灵拒动时，经由本保护器内部的六反相施密特触发器延时电路设定的时间后将线圈断电，有效保护线圈不被烧坏。本实用新型的有益效果是：避免了目前常用的断路器跳合闸线圈保护器利用电容器反复充放电来进行延迟时间设定的弊端。

Description

断路器跳合闸线圈保护器

一、技术领域：

本实用新型专利涉及到电力系统继电保护领域，具体而言是对高压断路器分、合闸线圈进行保护的二次回路保护装置。其主要目的是防止在高压断路器跳、合闸过程中，发生线圈烧毁现象，从而保证断路器正常跳合闸。

二、背景技术：

断路器是电力系统运行中必不可少的设备之一，但在电力系统运行过程中，经常发生跳、合闸线圈烧毁事故。断路器接到分合闸命令后，在其操作过程中经常会发生不能正常分合的情况，而线圈在设计时都是按短时通电情况进行设计的，如果线圈回路的电流在接到分合闸命令后在特定时间内不能正常切断，往往会造成跳合闸线圈的烧毁。另外，现在的自动控制技术应用越来越普遍，分合闸多采用远程操控模式，一旦发生分合故障，不仅会烧毁线圈，更会牵连其他设备，使事故进一步扩大，造成更大的损失。

目前国内常用的线圈保护技术主要通过断路器本身或人为方式使控制回路失电。对于采用控制延迟时间的保护器来说，则采用电容器的充放电原理来控制延迟时间，这种保护器可靠性较差，没有专门的稳压供电回路和保护回路，稳定性得不到保证，且伴随电容器的反复充放电，电容器电解质逐步老化，参数失准，性能下降，甚至引起电容器爆裂，引发次生故障。现在电力行业中未见到一种原理简单，可靠性高，动作响应速度稳定的断路器跳合闸线圈保护器。

三、发明内容：

本实用新型的目的在于为断路器的线圈机构提供一种有效可靠的保护措施，防止在断路器分合闸失灵时，断路器线圈短时持续通电，造成线圈烧毁。本实用新型克服已有的电容式线圈保护器所存在的诸多缺点，如上所述反复充放电使电容老化，参数失准等缺陷，提出了一种有效可靠的高压断路器跳合闸线圈保护器。

本实用新型的技术方案是：所述的断路器跳合闸线圈保护器，主要由接线端子、信号指示灯LED和内部控制电路组成，其特征是：所述的内部控制电路主要是由动作继电器、稳压电路、光耦、延时电路、MOS管、电容、二极管和电阻构成；动作继电器线圈的一端与电阻R1和R1^*串联后连接电源正极端子1，动作继电器线圈的另一端与二极管D5、D1的正极相连，二极管D5的负极与信号指示灯LED的负极、电阻R26时一端、MOS管的D极、六反相施密特触发器的GND接地端、稳压管WY2的正极相连，二极管D1 的负极与电容C3、C4的正极相连。稳压电路由电阻R29、稳压管WY1、二极管D6、电容C5、稳压管WY3串联构成；稳压电路一端与光耦的输出端、电阻Rf的一端、动作继电器的接点3相连，稳压电路另一端与延时电路的电容C6的一端相连，电容C6的另一端与MOS管的S极、电容C3、C4的负极相连并连接到电源负极接线端子2，电阻Rf的另一端与电源负极接线端子2相连。延时电路由稳压管WY2、六反相施密特触发器、电容C6、电阻R25、R26构成，六反相施密特触发器的VCC电源端连接稳压管WY2的负极，并串联电阻R22、R23后与稳压电路连接，电阻R25、R26的一端与MOS管的G极连接，电阻R25的另一端与六反相施密特触发器的5脚连接，光耦输入端的一端通过电阻R30与电源正极端子1相连，光耦输入端的另一端与动作继电器的接点5相连，信号指示灯LED的正极串联电阳R27、R28后与电源正极端子1相连，电容C1、C2并联后并接在动作继电器的常闭接点1、5之间，二极管D1、D2串联后并接在电源正极端子1与动作继电器的接点5之间，二极管D4、电阻R4串联后并接在接线端子3、4之间，接线端子4连接动作继电器的接点1，电源负极端子2与接线端子3连接。

上述的六反相施密特触发器的型号为HEF40106BT。

上述的MOS管的型号为IRFW840BT。

本实用新型的有益效果是：由六反相施密特触发器HEF40106BT构成时间延时电路，来设定延迟时间，并作用于MOS管IRFW840BT的通断，使继电器动作将断路器的跳合闸线圈从通电回路中切除。与同类产品相比，本实用新型有效的避免了电容反复充放电来进行延迟时间设定的弊端，并由内部稳压供电回路有效的保证了内音供电稳定。

四、附图说明：

附图1是本实用新型的外部结构示意图。

附图2是本实用新型的内部电路原理图。

附图3是本实用新型外部接线原理图。

五、具体实施方式：

结合附图1所示，本实用新型主要由四个接线端子、信号指示灯LED和内部控制电路组成，其中1和2端子接直流220V电源，3和4端子接断路器跳合闸线圈，在线圈保护器动作后，指示灯亮，发出动作指示信号。

为进一步公开本实用新型的技术方案，结合附图通过实际操作对本实用新型作进一步的描述，其中分为以下三个工作状态：

1、当不接入断路器跳合闸线圈，而只接入DC220V电源时：

如果仅1和2端子接入DC220V直流电源，而3和4端子为空，整个回路由电源正极经电阻R1和R1^*，流经继电器线圈，最后经由二极管D1和电容C3、C4回到电源负极。由于电容C3、C4的隔直作用，继电器电源线圈不带电，因此动作触头不吸合，线圈保护器不动作。

2、接入断路器跳合闸线圈，断路器能正常跳合闸，但线圈保护器不动作：

如附图3所示，正常使用时3和4端子接入断路器跳合闸线圈，当断路器控制回路发出跳合闸信号时(控制开关接点⑤-⑧或⑥-⑦闭合)，1和2端子之间接入DC220V直流电源，此时线圈保护器开始延迟计时。如果断路器无异常正常动作则断路器跳合闸后，其辅助触点断开，切断保护器“+”电源，此时1和2端子之间的DC220V直流电源消失，线圈保护器失电，在此期间，由于断路器正常跳合闸时间很短，远远小于线圈保护器的延迟动作时间，线圈保护器内部的执行继电器还未动作，因此整个线圈保护器在断路器正常跳合闸动作期间不动作。

3、接入断路器跳合闸线圈，跳合闸操作时断路器拒动，线圈保护器动作切除跳合闸线圈：

如上所述，当3和4端子接入断路器跳合闸线圈，跳合闸信号发出时，1和2端子之间接入DC220V直流电源，但断路器经过正常的跳合闸时间后，断路器因某种原因拒动其辅助触点并未断开，此时1和2端子之间仍接有DC220V直流电源，经过线圈保护器的延迟回路所设定的延迟时间后，线圈保护器动作切除跳合闸线圈通电回路，其动作过程如下所述：

当线圈保护器通电时，由电源正极经二极管D2和D1，经由动作继电器触点5与1、接线端子4，流经所保护断路器跳合闸线圈，最后流回电源负极构成回路，此时动作继电器电源线圈仍然不带电，动作继电器不动作。但同时电源正极经另一支路由电阻R30、光耦TLP127的输入端、继电器常闭触点5与1、接线端子4、断路器跳合闸线圈、接线端子3回到电源负极，从而构成了触发光耦导通的回路，光耦触发导通后其输出端接通电源正极，稳压管WY1，电阻R29、二极管D6、电容C5、稳压管WY3构成回路，使电容C6带上上正下负的电压，同时由于WY2的稳压作用，对六反相施密特触发器HEF40106BT的V_CC端加上恒定直流电压，使其进入工作状态。电容C6经由六反相施密特触发器HEF40106BT中的两个首尾相连的反相器进行延迟放电，起到了时间整定的作用，经特定延迟时间后，电阻R26两端获得正向电压，作用于MOS管IRFW840BT使其导通，MOS管IRFW840BT导通后，一方面由二极管D5与动作继电器的线圈及电阻R1、R1^*形成通电回路，使继电器线圈7和8之间带电而动作，常闭触点5与1断开，原来的断路器跳合闸线圈通电回路失电，同时继电器接点转换常开触点5与3闭合，此时，电源电流由电源正极流经二极管D2、D1，并经由继电器触点5与3及与其相连的放电电阻Rf流回负极，完成对断路器跳合闸线圈的通电切除；另一方面，MOS管IRFW840BT导通后，动作信号指示灯LED通过电阻R28、R27与电源正极构成了回路，动作信号指示灯LED点亮，给出保护器动作指示。

Claims

1.一种对高压断路器分、合闸线圈进行保护的二次回路保护装置，即断路器跳合闸线圈保护器，主要由接线端子、信号指示灯LED和内部控制电路组成，其特征是：所述的内部控制电路主要是由动作继电器、稳压电路、光耦、延时电路、MOS管、电容、二极管和电阻构成；动作继电器线圈的一端与电阻R1和R1^*串联后连接电源正极端子1，动作继电器线圈的另一端与二极管D5、D1的正极相连，二极管D5的负极与信号指示灯LED的负极、电阻R26的一端、MOS管的D极、六反相施密特触发器的GND接地端、稳压管WY2的正极相连，二极管D1的负极与电容C3、C4的正极相连；稳压电路由电阻R29、稳压管WY1、二极管D6、电容C5、稳压管WY3串联构成；稳压电路一端与光耦的输出端、电阻Rf的一端、动作继电器的接点3相连，稳压电路另一端与延时电路的电容C6的一端相连，电容C6的另一端与MOS管的S极、电容C3、C4的负极相连并连接到电源负极接线端子2，电阻Rf的另一端与电源负极接线端子2相连；延时电路由稳压管WY2、六反相施密特触发器、电容C6、电阻R25、R26构成，六反相施密特触发器的VCC电源端连接稳压管WY2的负极，并串联电阻R22、R23后与稳压电路连接，电阻R25、R26的一端与MOS管的G极连接，电阻R25的另一端与六反相施密特触发器的5脚连接，光耦输入端的一端通过电阻R30与电源正极端子1相连，光耦输入端的另一端与动作继电器的接点5相连，信号指示灯LED的正极串联电阻R27、R28后与电源正极端子1相连，电容C1、C2并联后并接在动作继电器的常闭接点1、5之间，二极管D1、D2串联后并接在电源正极端子1与动作继电器的接点5之间，二极管D4、电阻R4串联后并接在接线端子3、4之间，接线端子4连接动作继电器的接点1，电源负极端子2与接线端子3连接。

2.根据权利要求1所述的断路器跳合闸线圈保护器，其特征是：所述的六反相施密特触发器的型号为HEF40106BT。

3.根据权利要求1所述的断路器跳合闸线圈保护器，其特征是：所述的MOS管的型号为IRFW840BT。