CN203850926U - 高压断路器模块式智能操作回路 - Google Patents
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
一种高压断路器模块式智能操作回路，它包括合闸操作回路、跳闸操作回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路、低油压闭锁回路、禁合闸继电器和禁跳闸继电器；所述合闸操作回路包括手合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、合闸监视回路、合闸回路和防跳回路；所述跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、跳闸监视回路和跳闸回路。本实用新型通过采用模块式智能操作回路整合了智能终端及高压断路器的操作回路，大大简化了断路器机构本身的设计，回路间联系更简单、明了；提高了断路器控制回路的可靠性，降低了施工运维的复杂性，提高了工程建设的经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压断路器，具体地说是一种高压断路器的模块式智能操作回路，通过连接控制回路和高压断路器本体来控制高压断路器进行分合操作。
背景技术
断路器是电力系统的主要控制对象。在电力系统中通过对断路器的分、合操作，实现控制潮流分布、指定运行方式、保护电网免遭短路损害等诸多功能。断路器的控制是通过电气回路来实现的，为此，必须有对应的二次设备执行从后台保护、测控设备发来的控制命令。将高压断路器与后台保护、测控设备联系起来的二次设备即为断路器的操作回路。
断路器的操作回路应满足以下要求：
1)能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置实现跳合闸；
2)能指示断路器的分、合闸状态，自动跳、合闸应有明显信号；
3)能监视电源及下次操作时分闸回路的完整性；
4)有防止断路器多次合闸的“跳跃”闭锁装置；
5)当具有单相操作机构的断路器按三相操作时，应有三相不一致的信号；
6)弹簧操作机构应有弹簧是否完成储能的闭锁；液压操作机构应有操作液压闭锁。
高压断路器的操作回路经过长期发展，各厂家的操作回路大同小异，后台保护、测控设备发往高压断路器的控制命令必须通过独立的操作箱，再由操作箱往高压断路器本体的操作回路发送控制命令，实现对断路器的控制。整个控制过程中均传输的时电信号，控制过程的流程如图1所示。
在常规变电站中，操作箱与高压断路器操作回路中的许多功能都是重复的，比如两者都有自身的“跳跃”闭锁装置、液压(弹簧)闭锁回路、三相不一致跳闸及信号回路等。重复的回路设计造成不必要的器件、材料浪费，更重要的是会带来回路可靠性的降低，以及运维复杂性的提高。操作回路发生故障的可能性提高，且一旦发生故障后查找并排除故障变得十分困难。
2010年以来，随着以“全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化”为特征的智能变电站的建设，保护、测控装置向高压短路其发送的控制命令由电信号改变成了满足DL/T860规约的GOOSE命令的光信号。此时，操作箱必须具有光电装换能力，将后台保护、测控设备的光信号控制命令转化为断路器能接受的电信号命令，此外操作箱还应具有对时、遥信等其他功能，满足该要求的操作箱称为智能终端，操作流程如图2所示。
从常规变电站到智能变电站，常规变电站的操作箱仅增加了光电装换模块及信号开入模块(遥信)，并未对整个操作回路的设计做出大的改进。但是，如图3所示，在智能终端和断路器操作回路中存在很多功能重复的继电器及刀闸辅助触点，造成回路间联系非常复杂。
随着智能电网建设的逐步推广，对变电站运行的可靠性要求也在逐步提高，作为电力系统重要控制元件——断路器操作回路的可靠性要求更加严格，因此有必要改进原有断路器操作回路，开发新型操作回路。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结构简单、功能齐全的高压断路器模块式智能操作回路。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：高压断路器模块式智能操作回路，其特征是：包括合闸操作回路、跳闸操作回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路、低油压闭锁回路、禁合闸继电器和禁跳闸继电器；所述合闸操作回路包括手合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、合闸监视回路、合闸回路和防跳回路，所述合闸回路与高压断路器的合闸线圈相连，所述的保护合闸回路、合闸监视回路和防跳回路分别与合闸回路相连；所述跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、跳闸监视回路和跳闸回路，所述跳闸回路与高压断路器的跳闸线圈相连，所述的跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路和跳闸监视回路分别与跳闸回路相连；所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和跳闸监视回路的触点串联后接在跳闸回路与高压断路器跳闸线圈之间，所述的合闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和合闸监视回路的触点串联后接在合闸回路与高压断路器合闸线圈之间，所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路依次相连接，所述禁合闸继电器的触点连接在合闸回路中，所述禁跳闸继电器的触点连接在合闸回路中。
进一步地，还包括电源监视回路，所述电源监视回路连接在操作回路正电源+KM和负电源-KM之间。
进一步地，所述的合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路分别设置有高压断路器控制回路的开关量数据采集器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用模块式智能操作回路整合了智能终端及高压断路器的操作回路，大大简化了断路器机构本身的设计，断路器仅提供跳合闸线圈即可，其余所有辅助回路均纳入模块式智能操作回路中去。与常规智能终端与断路器联系相比，本实用新型的整个联系回路仅设置一套闭锁、保持继电器，回路间联系更简单、明了；提高了断路器控制回路的可靠性，降低了施工运维的复杂性，提高了工程建设的经济性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术的常规变电站断路器的控制回路原理图；
图2为现有技术的智能变电站断路器控制回路原理图；
图3为现有技术的智能终端与高压断路器的操作回路电路原理图；
图4为本实用新型的操作回路电路原理图；
图5为本实用新型的控制回路原理图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图4所示，本实用新型的一种高压断路器模块式智能操作回路，它包括合闸操作回路、跳闸操作回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路、低油压闭锁回路、禁合闸继电器和禁跳闸继电器；所述合闸操作回路包括手合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、合闸监视回路、合闸回路和防跳回路，所述合闸回路与高压断路器的合闸线圈相连，所述的保护合闸回路、合闸监视回路和防跳回路分别与合闸回路相连；所述跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、跳闸监视回路和跳闸回路，所述跳闸回路与高压断路器的跳闸线圈相连，所述的跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路和跳闸监视回路分别与跳闸回路相连；所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和跳闸监视回路的触点串联后接在跳闸回路与高压断路器跳闸线圈之间，所述的合闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和合闸监视回路的触点串联后接在合闸回路与高压断路器合闸线圈之间，所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路依次相连接，所述禁合闸继电器的触点连接在合闸回路中，所述禁跳闸继电器的触点连接在合闸回路中。
进一步地，本实用新型的高压断路器模块式智能操作回路还包括电源监视回路，所述电源监视回路连接在操作回路正电源+KM和负电源-KM之间。
进一步地，本实用新型所述的合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路分别设置有高压断路器控制回路的开关量数据采集器。
如图5所示，本实用新型整合了智能终端及高压断路器的操作回路，将二者合二为一，将模块式智能操作回路安装于一次设备本体，直接充当保护测控设备与高压断路器本体的接口，使得整个控制过程大大简化。
本实用新型通过连接控制回路和高压断路器本体来控制高压断路器进行分合操作，下面对控制回路的结构组成进行详细说明。
1、中央控制单元：由高性能嵌入式DSP处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、以太网控制器及其他外设组成。主要实现装置管理、跳合闸逻辑、GOOSE通讯、事件记录等功能。DSP插件通过CAN总线与装置内其他插件实现数据交换，通过RS-232总线实现显示和调试数据通信。此插件设计有两组光纤以太网接口，可以实现双网的实时GOOSE通信，负责与保护和测控装置进行数据交换，一方面接收保护和测控装置的GOOSE动作命令并进行解析处理，另一方面将开入插件采集到的一次设备状态量信号通过GOOSE报文传送给保护测控装置。
2、遥信开入单元：采集包括断路器位置、刀闸位置等的一次设备的状态量信号，然后通过内部总线送给DSP插件。通过智能开入插件，可以把间隔内所有的开关量信号进行就地集中采集，然后通过GOOSE网上送给保护和测控装置，这样能够省去大量长距离的电缆。工作电压为直流110V/220V，由于采用了A/D采样的方式来检测开入电压，因此当开入电压＜额定工作电压的60％时，开入保证为0，当开入电压＞额定工作电压的70％时，开入保证为1。
3、LED指示信号灯
LED板为一块相对独立的板卡，由LED指示灯和数字处理器组成，它通过内部总线接收DSP插件的数据完成LED指示灯的显示控制，同时提供一个RS-232调试接口，便于调试人员通过PC机下载程序和查看装置运行状态。
4、执行单元
具有跳合闸电流自保持功能、跳合位监视、“防跳”、三相不一致保护、液压(弹簧)闭锁功能。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.高压断路器模块式智能操作回路，其特征是：包括合闸操作回路、跳闸操作回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路、低油压闭锁回路、禁合闸继电器和禁跳闸继电器；所述合闸操作回路包括手合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、合闸监视回路、合闸回路和防跳回路，所述合闸回路与高压断路器的合闸线圈相连，所述的保护合闸回路、合闸监视回路和防跳回路分别与合闸回路相连；所述跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、跳闸监视回路和跳闸回路，所述跳闸回路与高压断路器的跳闸线圈相连，所述的跳闸操作回路包括手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路和跳闸监视回路分别与跳闸回路相连；所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和跳闸监视回路的触点串联后接在跳闸回路与高压断路器跳闸线圈之间，所述的合闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路和合闸监视回路的触点串联后接在合闸回路与高压断路器合闸线圈之间，所述的主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路依次相连接，所述禁合闸继电器的触点连接在合闸回路中，所述禁跳闸继电器的触点连接在合闸回路中。
2.根据权利要求1所述的高压断路器模块式智能操作回路，其特征是：还包括电源监视回路，所述电源监视回路连接在操作回路正电源+KM和负电源-KM之间。
3.根据权利要求1或2所述的高压断路器模块式智能操作回路，其特征是：所述的合回路、保护合闸回路、合闸位置回路、手跳回路、非电量跳闸回路、永跳回路、主分闸低油压闭锁回路、低气压闭锁回路、合闸低油压闭锁回路和低油压闭锁回路分别设置有高压断路器控制回路的开关量数据采集器。
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