CN213026903U - 高压配电装置分励失压电源总板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及配电零部件技术领域，尤其是高压配电装置分励失压电源总板，所述分励失压电源总板包括PCB电路板主体（11），在所述PCB电路板主体（11）上依次设置有固定安装孔（12）、分励电源组件、失压延时组件；所述分励电源组件包括分励电源整流单元（1），分励电源限流电阻（2），第一续流二极管（3），第一储能单元(4)，放电电阻（5）,稳压管（6）；所述失压延时组件包括失压延时整流单元（7），充电限流电阻（8），第二续流二极管（9），储能电容（10）。本系统为井下高压配电装置提供了大容量稳定分励电源和维持失压线圈稳定运行的工作电源；可以很好的模拟地面高压配电装置直流屏的工作过程。

Description

高压配电装置分励失压电源总板

技术领域

本实用新型涉及配电零部件技术领域，尤其是高压配电装置分励失压电源总板。

背景技术

目前传统弹操机构井下防爆高压配电装置失压线圈经常受电网波动影响，而误动作，没有相对稳定的工作电源；传统的井下配电装置均采用的ZN系列的高压真空断路器，开断电流12.5kA，分励线圈功率约为100W，分励电源一直有保护器的开关电源提供，容量小。

ZN系列的高压真空断路器没有大的厂家生产，各个防爆电器厂家都可以制作。各厂家机构千差万别。分励脱扣时间很多都大于0.1S，导致井下高压配电装置性能水平一直维持在几十年前的水平，没有太大的发展，可靠性很差。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，为井下高压配电装置失压线圈提供延时电源；提供可靠稳定容量更大的分励工作电源，使分励电源满足地面电网常用的高压断路器的分励要求，实现地面KYN44高压柜使用的高压断路器可以用到井下防爆高压配电装置，本申请所采用的技术方案是：高压配电装置分励失压电源总板，所述分励失压电源总板包括PCB电路板主体11，在所述PCB电路板主体11上依次设置有固定安装孔12、分励电源组件、失压延时组件；

优选地，所述分励电源组件包括分励电源整流单元1，分励电源限流电阻2，第一续流二极管3，第一储能单元4，放电电阻5，稳压管6；

优选地，所述分励电源限流电阻2与所述第一续流二极管3并联设置后一端再与所述第一储能单元4的一端串联设置，所述分励电源限流电阻2与所述续流二极管3并联的另一端与第五分闸出口F1相连；

优选地，所述第一储能单元4的另一端与第八分闸出口F4相连；所述失压延时组件包括失压延时整流单元7，充电限流电阻8，第二续流二极管9，储能电容10；

优选地，所述限流电阻8与所述第二续流二极管9并联设置后一端再与所述储能电容10的一端串联设置，所述限流电阻8与所述第二续流二极管9并联的另一端与第一分闸出口S1相连；所述储能电容10的另一端与第四分闸出口S4相连。

优选地，所述分励电源整流单元1包括两并联设置的第一组二极管组、第二组二极管组，

优选地，所述第一组二极管组、所述第二组二极管组的两端分别与第五分闸出口F1、第八分闸出口F4相连；

优选地，在所述第一组二极管组的支路上设有两个串联设置的第一二极管VD1、第二二极管VD2，在所述第二组二极管组的支路上设有两个串联设置的第三二极管VD3、第四二极管VD4；

优选地，第一二极管VD1、第二二极管VD2之间的线路分别通过导线与第七分闸出口F3相连，第三二极管VD3、第四二极管VD4之间的线路分别通过导线与第六分闸出口F2相连。

优选地，在所述第一储能单元4的所在的线路上并联设置有所述稳压管6。

优选地，所述第一储能单元4由4个并联设置的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4组成。

优选地，在并联设置的各电容的正极负极端分别引出第十分闸出口F6、第九分闸出口F5；第九分闸出口F5、第十分闸出口F6之间形成可合闸的放电出口。

优选地，在第九分闸出口F5所在的线路上设有所述放电电阻5。

优选地，所述失压延时整流单元7包括两并联设置的第三组二极管组、第四组二极管组，所述第三组二极管组、所述第四组二极管组的两端分别与第一分闸出口S1、第四分闸出口S4相连。

优选地，在所述第三组二极管组的支路上设有两个串联设置的第六二极管VD6、第七二极管VD7，在所述第四组二极管组的支路上设有两个串联设置的第八二极管VD8、第九二极管VD9；第六二极管VD6、第七二极管VD7之间的线路分别通过导线与第三分闸出口S3相连，第八二极管VD8、第九二极管VD9之间的线路分别通过导线与第二分闸出口S2相连。

本实用新型的有益效果体现在：

1、为井下高压配电装置提供了大容量稳定分励电源和维持失压线圈稳定运行的工作电源。

2、可以很好的模拟地面高压配电装置直流屏的工作过程，为公司下一步将地面高压配电装置使用高压断路器运用到井下高压配电装置提供了先决条件。3、可以将井下配电装置的开断电流做到25kA，以至于31.5kA。

4、大大提高了井下高压配电系统运行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的电路板布线结构示意图。

图2为本实用新型的分励电源组件的电路原理图。

图3为本实用新型的失压延时组件的电路原理图。

图中，1、分励电源整流单元； 2、分励电源限流电阻；3、第一续流二极管； 4、第一储能单元； 5、放电电阻；6、稳压管；7、失压延时整流单元；8、限流电阻；9、第二续流二极管；10、储能电容；11、PCB电路板主体；12、固定安装孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。

以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1-3中所示，高压配电装置分励失压电源总板，所述分励失压电源总板包括PCB电路板主体11，在所述PCB电路板主体11上依次设置有固定安装孔12、分励电源组件、失压延时组件；

优选地，所述分励电源组件包括分励电源整流单元1，分励电源限流电阻2，第一续流二极管3，第一储能单元4，放电电阻5，稳压管6；

优选地，所述分励电源限流电阻2与所述第一续流二极管3并联设置后一端再与所述第一储能单元4的一端串联设置，所述分励电源限流电阻2与所述续流二极管3并联的另一端与第五分闸出口F1相连；

优选地，所述第一储能单元4的另一端与第八分闸出口F4相连；所述失压延时组件包括失压延时整流单元7，充电限流电阻8，第二续流二极管9，储能电容10；

优选地，所述限流电阻8与所述第二续流二极管9并联设置后一端再与所述储能电容10的一端串联设置，所述限流电阻8与所述第二续流二极管9并联的另一端与第一分闸出口S1相连；所述储能电容10的另一端与第四分闸出口S4相连。

优选地，所述分励电源整流单元1包括两并联设置的第一组二极管组、第二组二极管组；

优选地，所述第一组二极管组、所述第二组二极管组的两端分别与第五分闸出口F1、第八分闸出口F4相连；

优选地，在所述第一组二极管组的支路上设有两个串联设置的第一二极管VD1、第二二极管VD2，在所述第二组二极管组的支路上设有两个串联设置的第三二极管VD3、第四二极管VD4；

优选地，第一二极管VD1、第二二极管VD2之间的线路分别通过导线与第七分闸出口F3相连，第三二极管VD3、第四二极管VD4之间的线路分别通过导线与第六分闸出口F2相连。

优选地，在所述第一储能单元4的所在的线路上并联设置有所述稳压管6。

优选地，所述第一储能单元4由4个并联设置的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4组成。

优选地，在并联设置的各电容的正极负极端分别引出第十分闸出口F6、第九分闸出口F5；第九分闸出口F5、第十分闸出口F6之间形成可合闸的放电出口。

优选地，在第九分闸出口F5所在的线路上设有所述放电电阻5。

优选地，所述失压延时整流单元7包括两并联设置的第三组二极管组、第四组二极管组，所述第三组二极管组、所述第四组二极管组的两端分别与第一分闸出口S1、第四分闸出口S4相连。

优选地，在所述第三组二极管组的支路上设有两个串联设置的第六二极管VD6、第七二极管VD7，在所述第四组二极管组的支路上设有两个串联设置的第八二极管VD8、第九二极管VD9；第六二极管VD6、第七二极管VD7之间的线路分别通过导线与第三分闸出口S3相连，第八二极管VD8、第九二极管VD9之间的线路分别通过导线与第二分闸出口S2相连。

1.分励电源部分：

所述的分励电源整流单元1将AC110V以下交流电源整流为直流电源。

所述的分励电源限流电阻2将充电电流限制在1A以下，避免冲击电流损坏电容，影响供电系统正常供电。

所述的第一续流二极管3，在系统上电时，分励电源整流单元1为第一储能单元4充电，在充电初期，分励电源限流电阻2分压，第一储能单元4出口电压低，不能为分励线圈供电时。

在控制电源质量较好时，整流单元出口可以直接为分励线圈供电。这时通过第一续流二极管3反接截止的作用，防止整流单元电流不通过分励电源限流电阻2直接流入第一储能单元4，在充满电后，不再通过限流电阻为分励出口供电，直接通过续流二极管为分励出口供电。

所述的储能电容，四只250v，1000uf并联形成4000μf的第一储能单元4。由于井下配电装置控制电源由电压互感器提供，控制电源随主母线电压波动较大。控制电源经整流存入第一储能单元4，不受控制电源波动的影响。可以为分励线圈提供稳定的工作电源，提高断路器动作的可靠性。

例如某KYN44高压柜使用的高压断路器分励线圈参数为110V，63Ω。充能电容单元1出口电压为150V，分励线圈流过电流公式。i=150*e^-t/0.252/63。在t=0时，i=2.38A，在t=0.05s时，i=1.93A，在t=0.1s时，i=1.7A。此高压断路器在地面使用的分励电源为DC110V直流屏，整个分励过程时间不大于0.05S。I=110/63=1.7A。有数据分析可知，4000μf的第一储能单元4存储的容量可以代替地面直流屏完成对此高压断路器完成至少两次分励操作。

所述的放电电阻5，在开盖检修时，必须将第一储能单元4中电能放掉。考虑到设备调试或其他非常规情况下，分励电源电路充电和放电同时进行，放电电阻5阻值选择为10kΩ 1W，充电和放电同时进行时，放电电流很小，长时间工作，整个电路不至于发热烧毁。u=150*e^-t/40，可以在3分钟内将第一储能单元4端口电压降低到5V以内，有可以满足标准的要求。

所述的稳压管6:滤掉部分高的尖端脉冲，为电容提供过压保护。

2.失压延时部分：

所述的失压延时整流单元7将AC110V交流电源整流为直流电源。

所述的限流电阻8将充电电流限制在10A以下，避免冲击电流损坏电容，影响供电系统正常供电。

所述的第二续流二极管9，与第一续流二极管3起到相同作用，防止上电初期冲击电流，在充电后期储能电容10通过第二续流二极管9对失压线圈供电。

所述的储能电容10，在运行过程，电容并联在失压线圈两端。在电网波动时，不至于非故障回路因失压线圈释放而造成跳闸。

例如某失压线圈维持容量为5瓦。电源为110V，r=2420Ω，维持电流I=0.045A，线圈在40%工作电压以下可以释放脱扣。最小维持约为0.02A。在同一母线某馈出回路发生相间短路故障时，母线电压可降至30%额定电压。防止在此馈出回路故障没有动作保护之前，其他馈出回路和进线开关，不因失压脱扣分闸，储能电容10可为此失压线圈提供电流公式i=110*e^-t/0.252/2420A，t=0S，I=0.045A，t=2S，I=0.2A。在母线电压降至30%额定电压情况下，2S以内可维持非故障回路失压线圈不释放，脱扣掉闸。

本实用新型的工作原理：

1.分励电源部分：

在井下配电设备得电后，电压互感器AC100V电源通过整流单元为电容充电，同时在第五分闸出口F1、第八分闸出口F4提供含有波峰的DC100V分闸电源，在充电初期，电容电压低，第五二极管VD5防止电流直接流入电容，充电完成后，电容中储存的为AC100V峰值约为150V。

这时电容对第五分闸出口F1、第八分闸出口F4出口充电，出口电压变为平整的DC150V。在系统工作电源正常时，电压互感器电源整流与电容并联共同提供分励电源。在系统工作电源不稳定以至于失电时，电容单独提供分励电源，配合保护器完成分闸操作。

2.失压延时部分：

在井下配电设备得电后，电压互感器AC100V电源通过整流单元为电容充电，电容与失压脱扣线圈并联在一起，同时失压脱扣线圈得电吸合，断路器可进行合闸操作。

配电系统低电压运行过程，一段母线上出现重载启动或短路时，出现电压瞬时过低时，电容维持失压脱扣线圈电压短时间内稳定，避免失压脱扣线圈误动作，保证非故障回路稳定运行。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：所述分励失压电源总板包括PCB电路板主体（11），在所述PCB电路板主体（11）上依次设置有固定安装孔（12）、分励电源组件、失压延时组件；

所述分励电源组件包括分励电源整流单元（1），分励电源限流电阻（2），第一续流二极管（3），第一储能单元(4)，放电电阻（5）,稳压管（6）；

所述分励电源限流电阻（2）与所述第一续流二极管（3）并联设置后一端再与所述第一储能单元(4)的一端串联设置，所述分励电源限流电阻（2）与所述续流二极管3并联的另一端与第五分闸出口（F1）相连；

所述第一储能单元(4)的另一端与第八分闸出口（F4）相连；

所述失压延时组件包括失压延时整流单元（7），充电限流电阻（8），第二续流二极管（9），储能电容（10）；

所述限流电阻（8）与所述第二续流二极管（9）并联设置后一端再与所述储能电容（10）的一端串联设置，所述限流电阻（8）与所述第二续流二极管（9）并联的另一端与第一分闸出口（S1）相连；所述储能电容（10）的另一端与第四分闸出口（S4）相连。

2.根据权利要求1所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：所述分励电源整流单元（1）包括两并联设置的第一组二极管组、第二组二极管组，所述第一组二极管组、所述第二组二极管组的两端分别与第五分闸出口（F1）、第八分闸出口（F4）相连；

在所述第一组二极管组的支路上设有两个串联设置的第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2），在所述第二组二极管组的支路上设有两个串联设置的第三二极管（VD3）、第四二极管（VD4）；

第一二极管（VD1）、第二二极管（VD2）之间的线路分别通过导线与第七分闸出口（F3）相连，第三二极管（VD3）、第四二极管（VD4）之间的线路分别通过导线与第六分闸出口（F2）相连。

3.根据权利要求2所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：在所述第一储能单元(4)的所在的线路上并联设置有所述稳压管（6）。

4.根据权利要求3所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：所述第一储能单元(4)由4个并联设置的第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）组成。

5.根据权利要求4所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：在并联设置的各电容的正极负极端分别引出第十分闸出口（F6）、第九分闸出口（F5）；第九分闸出口（F5）、第十分闸出口（F6）之间形成可合闸的放电出口。

6.根据权利要求5所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：在第九分闸出口（F5）所在的线路上设有所述放电电阻（5）。

7.根据权利要求6所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：所述失压延时整流单元（7）包括两并联设置的第三组二极管组、第四组二极管组，所述第三组二极管组、所述第四组二极管组的两端分别与第一分闸出口（S1）、第四分闸出口（S4）相连。

8.根据权利要求7所述的高压配电装置分励失压电源总板，其特征在于：在所述第三组二极管组的支路上设有两个串联设置的第六二极管（VD6）、第七二极管（VD7），在所述第四组二极管组的支路上设有两个串联设置的第八二极管（VD8）、第九二极管（VD9）；第六二极管（VD6）、第七二极管（VD7）之间的线路分别通过导线与第三分闸出口（S3）相连，第八二极管（VD8）、第九二极管（VD9）之间的线路分别通过导线与第二分闸出口（S2）相连。

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