CN210517769U - 断路器的操作回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种断路器的操作回路，该装置包括控制母线、设于控制母线上相互并联的位置监视回路、合分闸回路、防跳回路，位置监视回路包括合闸位置继电器、跳闸位置继电器，合闸位置继电器的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合位监视回路，跳闸位置继电器的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成跳位监视电路，合分闸回路包括合闸保持继电器、跳闸保持继电器，合闸保持继电器的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合闸回路，跳闸保持继电器的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成分闸回路。本实用新型既能满足断路器可靠操作，又能实现操作回路与继电保护一体化。

Description

断路器的操作回路

【技术领域】

本实用新型涉及继电保护技术领域，具体的，涉及一种断路器的操作回路。

【背景技术】

随着社会和经济的发展，人们对供电可靠性、电能质量、电力部门的服务质量和效率等的要求越来越高，配网自动化系统的建设也就成为了国内各地电力管理部门的必然选择，继电保护的应用日益广泛，对继电保护的功能多样化实用化要求越来越高。电力系统中高压断路器是最重要的控制电器设备，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，变压器、发电机、电容器、电抗器等多种电气设备的停运或投运是相连接的断路器通过分合闸实现的；而且当系统发生故障时通过继电保护装置的作用，使离故障点距离最近的断路器分闸，从而切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

在现场方案中往往不是直接在断路器操作机构上操作的，而是采取与操作回路配合使用，操作时，必须由发出电流脉冲的机构，经过操作回路，对断路器进行控制；在发出电流脉冲的机构与断路器的操作机构之间的部分就称为操作回路。目前，有直流操作回路、交流操作回路；其功能有防跳、断路器回路监视、分合闸回路保持，等等功能。而传统在一次设备机构上设计操作回路或者配套专门的操作箱，使在断路器设计时需考虑相应机械逻辑的设计与增加制造成本。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的是提供一种既能满足断路器可靠操作，又能实现操作回路与继电保护一体化的断路器的操作回路。

为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的断路器的操作回路，其包括控制母线、设于所述控制母线上相互并联的位置监视回路、合分闸回路、防跳回路，所述位置监视回路包括合闸位置继电器HWJ、跳闸位置继电器TWJ，所述合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合位监视回路，所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成跳位监视电路；所述合分闸回路包括合闸保持继电器HBJ、跳闸保持继电器TBJ，所述合闸保持继电器HBJ的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合闸回路，所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成分闸回路；所述防跳回路包括防跳继电器FTJ，所述防跳回路用于在断路器的控制开关控制下自动控制合闸分闸操作时，进行断路器防跳回路测试。

进一步的方案是，所述合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器常开辅助触点的输入端电连接，所述断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端电连接。

更进一步的方案是，所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，所述断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端电连接。

更进一步的方案是，所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点与所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端电连接，所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端与所述断路器常开辅助触点的输入端电连接，所述断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端电连接。

更进一步的方案是，所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点与所述防跳继电器FTJ的常开触点并联后的第一端连接在所述合闸保持继电器HBJ的常开触点与所述防跳继电器FTJ的常闭触点之间，其第二端与所述防跳继电器FTJ的线圈端电连接，所述防跳继电器FTJ的常闭触点与所述合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，所述继电器HBJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，所述断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端电连接。

更进一步的方案是，所述合闸回路、所述分闸回路、所述防跳回路上分别设有第一整流桥、第二整流桥、第三整流桥。

更进一步的方案是，所述第一整流桥的输出端与所述合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，所述第一整流桥的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端，所述第一整流桥的第二输入端连接至所述防跳继电器FTJ的常开触点。

更进一步的方案是，所述第三整流桥的输出端与所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端连接，所述第三整流桥的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端，所述第三整流桥的第二输入端连接至所述防跳继电器FTJ的常开触点

更进一步的方案是，所述第二整流桥的输出端与所述防跳继电器FTJ的线圈端电连接，所述第二整流桥的第一输入端连接至负控制母线。

更进一步的方案是，所述合闸保持继电器HBJ的线圈端、所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端、所述防跳继电器FTJ的线圈端、所述合闸位置继电器HWJ的线圈端、所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端分别并联有二极管。

由此可见，本实用新型提供一种断路器220V交直流控制电源通用的操作回路电路，用于断路器的跳合闸控制和回路监视，其电路小型化，AC/DC220V交直流控制电源通用，继电保护与操作回路一体化，电路间逻辑的判断有效防止误动现象；可减小断路器机构的体积，简化机构逻辑设计、节约成本。

所以，本实用新型可以满足电力系统中的自动化、小型化需求，将传统的操作回路小型化，达到了在继电保护装置实现保护与操作回路一体化功能。

【附图说明】

图1是本实用新型断路器的操作回路实施例中合闸保持继电器HBJ、防跳继电器FTJ、跳闸保持继电器TBJ的电路原理图。

图2是本实用新型断路器的操作回路实施例中跳闸位置继电器TWJ的电路原理图。

图3是本实用新型断路器的操作回路实施例中合闸位置继电器HWJ的电路原理图。

图4是本实用新型断路器的操作回路实施例的电气原理图。

【具体实施方式】

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限用于本实用新型。

参见图1至图4，本实用新型的断路器的操作回路，包括控制母线、设于控制母线上相互并联的位置监视回路、合分闸回路、防跳回路。其中，位置监视回路包括合闸位置继电器HWJ、跳闸位置继电器TWJ，合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器的分闸线圈端TQ、断路器辅助接点DL串联后组成合位监视回路，跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器的合闸线圈端HQ、断路器辅助接点DL串联后组成跳位监视电路。其中，断路器辅助接点DL为断路器常开辅助触点和断路器常闭辅助触点

在本实施例中，合分闸回路包括合闸保持继电器HBJ、跳闸保持继电器TBJ，合闸保持继电器HBJ的线圈端与断路器的合闸线圈端HQ、断路器辅助接点DL串联后组成合闸回路，跳闸保持继电器TBJ的线圈端与断路器的分闸线圈端TQ、断路器辅助接点DL串联后组成分闸回路。

在本实施例中，防跳回路包括防跳继电器FTJ，防跳回路用于在断路器的控制开关控制下自动控制合闸分闸操作时，进行断路器防跳回路测试。

其中，合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器常开辅助触点的输入端电连接，断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端TQ电连接。

其中，跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端HQ电连接。

其中，跳闸保持继电器TBJ的常开触点与跳闸保持继电器TBJ的线圈端电连接，跳闸保持继电器TBJ的线圈端与断路器常开辅助触点的输入端电连接，断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端TQ电连接。

其中，跳闸保持继电器TBJ的常开触点与防跳继电器FTJ的常开触点并联后的第一端连接在合闸保持继电器HBJ的常开触点与防跳继电器FTJ的常闭触点之间，其第二端与防跳继电器FTJ的线圈端电连接，防跳继电器FTJ的常闭触点与合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，继电器HBJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端HQ电连接。

优选的，跳闸保持继电器TBJ和合闸保持继电器HBJ是线圈电压等级为1.5VDC的跳合闸保持继电器，型号为JHX-3F-A-2H；跳闸位置继电器TWJ、合闸位置继电器HWJ是跳合闸位置继电器，防跳继电器FTJ是防跳继电器，型号均为泰科的RTE24048直流48V的继电器。

具体地，在合位监视回路中，HWJ是合闸位置继电器，可以对分闸回路进行监视，当断路器开关处于合位时，断路器开关常开辅助触点闭合；合闸位置继电器HWJ导通断路器开关常闭辅助触点闭合，使合闸指示灯回路导通点亮。

在跳位监视电路中，TWJ是跳闸位置继电器，可以对合闸回路进行监视，当断路器开关处于分位时，断路器开关常闭辅助触点闭合；TWJ导通断路器开关常开辅助触点闭合，使分闸指示灯回路导通点亮。

在合闸回路中，HBJ是合闸保持继电器，FTJ是防跳继电器；DL是断路器辅助接点。合闸保持继电器HBJ和防跳继电器FTJ与断路器的开关合闸线圈端HQ、断路器开关常闭辅助触点组成串联电路。其中，合闸保持继电器HBJ的常开触点与操作开关合闸输入位置并联，起到保持作用。当断路器开关准备合闸时，一定是先处在分闸位置，DL的常闭辅助触点闭合；当手动合闸时，正控制母线+KM通过操作开关的合闸输入接点闭合导通到合闸回路中，大电流通过合闸保持继电器HBJ的线圈流过断路器的开关合闸线圈端HQ，完成合闸。当大电流流过合闸保持继电器HBJ时，合闸保持继电器HBJ的常开触点闭合使正控制母线+KM能通过该回路与合闸回路导通(保持住回路电流)，即使操作开关合闸输入接点断开，电流能维持到断路器开关合位。当断路器合位后，其常闭辅助触点打开，断开了合闸回路，合闸过程结束。

在分闸回路中，TBJ是跳闸保持继电器，跳闸保持继电器TBJ与断路器的开关分闸线圈端TQ、断路器开关常开辅助触点组成串联电路；其中，跳闸保持继电器TBJ的常开触点与操作开关跳闸输入位置并联，起到保持作用。当断路器开关准备分闸时，一定是先处在合闸位置，DL的常开辅助触点闭合。当手动分闸时，正控制母线+KM通过操作开关的分闸输入接点闭合导通到分闸回路中，大电流通过跳闸保持继电器TBJ的线圈流过断路器的分闸线圈端TQ，完成分闸。当大电流流过跳闸保持继电器TBJ时，跳闸保持继电器TBJ的常开触点闭合使正控制母线+KM能通过该回路与分闸回路导通(保持住回路电流)，即使操作开关分闸输入接点断开，电流能维持到断路器开关分位。当断路器分位后，其常开辅助触点打开，断开了分闸回路，分闸过程结束。

在防跳回路中，当断路器的控制开关在合闸位置或者是合闸控制回路由于某种原因接通，当线路存在故障时，继电保护装置输出动作信号让断路器跳闸，在这种情况下，断路器会合到故障，而出现不停地合闸、分闸的跳跃现象。断路器的跳跃对机构损伤非常严重，多次的跳跃有可能导致爆炸；防跳回路的设计就是为了避免发生该情况，当断路器出现跳跃时，防跳回路经继电器互相闭锁，可以强制断开合闸回路，让断路器一直保持在跳闸位置。

如图4所示，当跳闸回路与合闸回路同时接通时，跳闸保持继电器TBJ的线圈导通，跳闸保持继电器TBJ的常开触点闭合，防跳回路导通；防跳继电器FTJ的线圈导通，防跳继电器FTJ的常开触点闭合(常闭触点断开)，从而断开了合闸回路，使断路器保持在跳闸位置，有效地防止了断路器跳跃的情况出现。

在控制回路断线监视中，跳合闸位置继电器除了提供开关位置指示外，还能监视控制回路是否完好。正常运行情况下，无论断路器开关处在何种状态，跳闸位置继电器TWJ和合闸位置继电器HWJ肯定有一个带电，状态为1；若都为0，则代表控制回路异常(控制回路断线)。系统产生的控制回路断线信号＝合闸位置继电器HWJ常闭触点+跳闸位置继电器TWJ常闭触点，通过继电保护装置的信号采集以及数字逻辑判断，达到监视控制回路的功能。

在本实施例中，合闸回路、分闸回路、防跳回路上分别设有第一整流桥B1、第二整流桥B2、第三整流桥B3。优选的，第一整流桥B1和第三整流桥B3是整流桥堆KBL406，其利用二极管的单向导通性将交流电变为直流电，第二整流桥B2整流桥堆KBP210，其利用二极管的单向导通性将交流电变为直流电。

其中，第一整流桥B1的输出端与合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，第一整流桥B1的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端TQ，第一整流桥B1的第二输入端连接至防跳继电器FTJ的常开触点。

其中，第三整流桥B3的输出端与跳闸保持继电器TBJ的线圈端连接，第三整流桥B3的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端TQ，第三整流桥B3的第二输入端连接至防跳继电器FTJ的常开触点

其中，第二整流桥B2的输出端与防跳继电器FTJ的线圈端电连接，第二整流桥B2的第一输入端连接至负控制母线-KM。

在本实施例中，合闸保持继电器HBJ的线圈端、跳闸保持继电器TBJ的线圈端、防跳继电器FTJ的线圈端、合闸位置继电器HWJ的线圈端、跳闸位置继电器TWJ的线圈端分别并联有二极管。其中，二极管V1～二极管V5是整流二极管1N4007，反向并联在继电器线圈上，当带电的继电器线圈失电后会产生一个反向电动势，这个反向电动势电压较高，并联的反向二极管能消耗反向电动势，避免继电器线圈断开时被高压烧坏。二极管V6～二极管V9是整流二极管1N5408，正向并联在跳闸保持继电器TBJ和合闸保持继电器HBJ的线圈上，其利用二极管的单向导电性，二极管导通时压降为0.7V，桥堆中二极管导通时0.7V*2＝1.4V，即跳闸保持继电器TBJ和合闸保持继电器HBJ上的分压为1.4V，可以确保继电器可靠动作。电容C6～电容C8是电解电容，其作用是滤波。电阻R1～电阻R12是金属膜电阻，作用是限流分压；其中，电阻R3～电阻R6、电阻R9和电阻R10选型为22K/2W，电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R8、电阻R11和电阻R12选型为16K/2W。

由此可见，本实用新型提供一种断路器220V交直流控制电源通用的操作回路电路，用于断路器的跳合闸控制和回路监视，其电路小型化，AC/DC220V交直流控制电源通用，继电保护与操作回路一体化，电路间逻辑的判断有效防止误动现象；可减小断路器机构的体积，简化机构逻辑设计、节约成本。

所以，本实用新型可以满足电力系统中的自动化、小型化需求，将传统的操作回路小型化，达到了在继电保护装置实现保护与操作回路一体化功能。

需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.断路器的操作回路，包括控制母线、设于所述控制母线上相互并联的位置监视回路、合分闸回路、防跳回路，其特征在于：

所述位置监视回路包括合闸位置继电器HWJ、跳闸位置继电器TWJ，所述合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合位监视回路，所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成跳位监视电路；

所述合分闸回路包括合闸保持继电器HBJ、跳闸保持继电器TBJ，所述合闸保持继电器HBJ的线圈端与断路器的合闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成合闸回路，所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端与断路器的分闸线圈端、断路器辅助接点串联后组成分闸回路；

所述防跳回路包括防跳继电器FTJ，所述防跳回路用于在断路器的控制开关控制下自动控制合闸分闸操作时，进行断路器防跳回路测试。

2.根据权利要求1所述的操作回路，其特征在于：

所述合闸位置继电器HWJ的线圈端与断路器常开辅助触点的输入端电连接，所述断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端电连接。

3.根据权利要求2所述的操作回路，其特征在于：

所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，所述断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端电连接。

4.根据权利要求3所述的操作回路，其特征在于：

所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点与所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端电连接，所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端与所述断路器常开辅助触点的输入端电连接，所述断路器常开辅助触点的输出端与断路器的分闸线圈端电连接。

5.根据权利要求4所述的操作回路，其特征在于：

所述跳闸保持继电器TBJ的常开触点与所述防跳继电器FTJ的常开触点并联后的第一端连接在所述合闸保持继电器HBJ的常开触点与所述防跳继电器FTJ的常闭触点之间，其第二端与所述防跳继电器FTJ的线圈端电连接，所述防跳继电器FTJ的常闭触点与所述合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，所述继电器HBJ的线圈端与断路器常闭辅助触点的输入端电连接，所述断路器常闭辅助触点的输出端与断路器的合闸线圈端电连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的操作回路，其特征在于：

所述合闸回路、所述分闸回路、所述防跳回路上分别设有第一整流桥、第二整流桥、第三整流桥。

7.根据权利要求6所述的操作回路，其特征在于：

所述第一整流桥的输出端与所述合闸保持继电器HBJ的线圈端电连接，所述第一整流桥的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端，所述第一整流桥的第二输入端连接至所述防跳继电器FTJ的常开触点。

8.根据权利要求7所述的操作回路，其特征在于：

所述第三整流桥的输出端与所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端连接，所述第三整流桥的第一输入端连接至断路器的分闸线圈端，所述第三整流桥的第二输入端连接至所述防跳继电器FTJ的常开触点。

9.根据权利要求8所述的操作回路，其特征在于：

所述第二整流桥的输出端与所述防跳继电器FTJ的线圈端电连接，所述第二整流桥的第一输入端连接至负控制母线。

10.根据权利要求9所述的操作回路，其特征在于：

所述合闸保持继电器HBJ的线圈端、所述跳闸保持继电器TBJ的线圈端、所述防跳继电器FTJ的线圈端、所述合闸位置继电器HWJ的线圈端、所述跳闸位置继电器TWJ的线圈端分别并联有二极管。

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