CN214380073U - 一种带有断路器互锁结构的供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带有断路器互锁结构的供电系统，包括主线路、第一控制线路和第二控制线路，主线路包括第一主变、第二主变、一段母线和二段母线，一段母线和二段母线之间设置有第三断路器；第一控制线路包括依次串联的第一电源、电压继电器的常开触点、第一断路器的常开触点、第二断路器的常开触点和中间继电器的线圈，第二控制线路包括依次串联的第二电源、开关单元和断路器控制装置，开关单元包括相互并联的第一断路器的常闭触点、第二断路器的常闭触点和中间继电器的常闭触点；断路器控制装置用于控制第三断路器开合状态，本实用新型可以防止一段母线和二段母线上的电压差较大时第三断路器闭合，防止电网波动或大型设备停机，接线简单。

Description

一种带有断路器互锁结构的供电系统

技术领域

本实用新型总体涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及一种带有断路器互锁结构的供电系统。

背景技术

在电力系统中为了提高供电的可靠性，大部分变电站采用多母线供电的方式进行供电，其中最常见的有单母线分段接线，而单母线分段接线在倒闸操作过程中会出现电源侧断路器、分段断路器同时合闸的现象，这种进线断路器和分段断路器同时合闸的运行方式，虽能提高倒闸操作的灵活性，但也有诸多的弊端，比如损耗大量的电能，甚至有可能导致事故，比如，当两台主变的分接开关档位严重不匹配的情况下，负荷侧两条母线之间存在较大的电压差，此时若合上负荷侧母线上的分段断路器时，将有较大的电压瞬间短路，这种现象有可能导致电网波动，进而造成系统振荡，使用户重要设备，如大型机组等跳车停运，档位不匹配程度越高，风险就越大。

为了解决变电站分段母线的电压差较大时，防止分段母线和变压器二次侧接线上的断路器同时合闸导致电网波动的问题，亟需一种带有断路器互锁结构的供电系统。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带有断路器互锁结构的供电系统，包括主线路1、第一控制线路2和第二控制线路3，所述主线路1包括第一主变11、第一主线111、第二主变12、第二主线121、一段母线13和二段母线14，所述第一主变11通过第一主线111与一段母线13电连接，所述第二主变12通过第二主线121与二段母线14电连接；所述第一主线111上设置第一断路器15，与第一断路器15的主触点连接，并设置有第一电压互感器17；所述第二主线121上设置第二断路器16，与第二断路器16的主触点连接，并设置有第二电压互感器18；所述一段母线13和二段母线14之间设置有第三断路器19；所述第一控制线路2包括依次串联的第一电源21、电压继电器的常开触点221、第一断路器的常开触点151、第二断路器的常开触点161和中间继电器23的线圈，其中，电压继电器22的线圈分别与第一电压互感器17和第二电压互感器18连接，用于获取第一电压互感器17和第二电压互感器18上的电压值；所述第一断路器的常开触点151与第一断路器15的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，所述第二断路器的常开触点161与第二断路器16的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，所述中间继电器23的通电状态由所述电压继电器的常开触点221、第一断路器的常开触点151、第二断路器的常开触点161的开闭状态确定；所述第二控制线路3包括依次串联的第二电源31、开关单元32和断路器控制装置33，所述开关单元32包括相互并联的第一断路器的常闭触点152、第二断路器的常闭触点162和中间继电器的常闭触点231；所述第一断路器的常闭触点152与第一断路器15的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，所述第二断路器的常闭触点162与第二断路器16的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，所述断路器控制装置33用于控制第三断路器19开合状态，当第二控制线路3不通电时保持第三断路器19分闸，当第二控制线路3通电时断路器控制装置33控制第三断路器19闭合。

根据本实用新型的一种实施方式，还包括控制单元4，所述控制单元4设置于第二控制线路3上，与第二电源31、开关单元32和断路器控制装置33串联，用于控制第二控制线路3的通断电状态。

根据本实用新型的一种实施方式，还包括第三控制线路5，所述第三控制线路5连接控制单元4和断路器控制装置33，用于给断路器控制装置33供电，使断路器控制装置33控制第三断路器19分闸。

根据本实用新型的一种实施方式，还包括警示灯24，所述警示灯24设置于第一控制线路2上，与中间继电器23并联。

本实用新型在主线路上设置第一控制线路和第二控制线路，通过第一控制线路和第二控制线路的配合控制第三断路器的开合，从而防止一段母线和二段母线上的电压差较大时第三断路器闭合；设置电压继电器与第一电压互感器和第二电压互感器连接，可以根据分段母线上的电压差的大小控制第一控制线路的通断；在第一控制线路上设置依次串联的电压继电器的常开触点、第一断路器的常开触点、第二电压继电器的常开触点，可以控制第二控制线路的通断，从而给中间继电器供电或断电，控制中间继电器常闭触点分闸或闭合；通过第一继电器的常闭触点、第二断路器的常闭触点和中间继电器的常闭触点相并联，共同控制第二控制线路的通断，从而给断路器控制装置供电或断电，可以使控制断路器的控制断开或闭合；在第二控制线路上设置控制单元，可以手动控制第二控制线路的通断，当不需要对第三断路器进行控制时，给第二控制线路断电；或者在第二控制线路出现故障时，给第二控制线路断电进行维修；设置第三控制线路，使第三控制线路连通控制单元和断路器控制装置，可以通过第三控制线路给断路器控制装置供电，使断路器控制装置控制第三断路器从闭合转为分闸状态，本实用新型可以在分段母线上电压差较大的情况下，防止第三断路器合闸，防止电网波动导致系统振荡，使大型设备跳车停运。

附图说明

图1一种带有断路器互锁结构的供电系统电路结构示意图；

图2一种断路器互锁装置电路结构示意图；

图3第一控制线路电路结构示意图。

图中，1.主线路、11.第一主变、111.第一主线、12.第二主变、121.第二主线、13.一段母线、14.二段母线、15.第一断路器、151.第一断路器的常开触点、152.第一断路器的常闭触点、16.第二断路器、161.第二断路器的常开触点、162.第二断路器的常闭触点、17.第一电压互感器、18.第二电压互感器、19.第三断路器、2.第一控制线路、21.第一电源、22.电压继电器、221.电压继电器的常开触点、23.中间继电器、231.中间继电器的常闭触点、24.警示灯、3.第二控制线路、31.第二电源、32.开关单元、33.断路器控制装置、4.控制单元、5.第三控制线路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了带有断路器互锁结构的供电系统电路结构示意图。

图2示出了一种断路器互锁装置电路结构示意图。

图3示出了第一控制线路电路结构示意图。

如图1、图2和图3所示，一种断路器互锁装置，包括主线路1、第一控制线路2和第二控制线路3，所述主线路1包括第一主变11、第一主线111、第二主变12、第二主线121、一段母线13和二段母线14，所述第一主变11通过第一主线111与一段母线13电连接，所述第二主变12通过第二主线121与二段母线14电连接；所述第一主线111上设置第一断路器15，与第一断路器15的主触点连接，并设置有第一电压互感器17；所述第二主线121上设置第二断路器16，与第二断路器16的主触点连接，并设置有第二电压互感器18；所述一段母线13和二段母线14之间设置有第三断路器19；所述第一控制线路2包括依次串联的第一电源21、电压继电器的常开触点221、第一断路器的常开触点151、第二断路器的常开触点161和中间继电器23的线圈，其中，电压继电器22的线圈分别与第一电压互感器17和第二电压互感器18连接，用于获取第一电压互感器17和第二电压互感器18上的电压值；所述第一断路器的常开触点151与第一断路器15的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，所述第二断路器的常开触点161与第二断路器16的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，所述中间继电器23的通电状态由所述电压继电器的常开触点221、第一断路器的常开触点151、第二断路器的常开触点161的开闭状态确定；所述第二控制线路3包括依次串联的第二电源31、开关单元32和断路器控制装置33，所述开关单元32包括相互并联的第一断路器的常闭触点152、第二断路器的常闭触点162和中间继电器的常闭触点231；所述第一断路器的常闭触点152与第一断路器15的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，所述第二断路器的常闭触点162与第二断路器16的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，所述断路器控制装置33用于控制第三断路器19开合状态，当第二控制线路3不通电时保持第三断路器19分闸，当第二控制线路3通电时断路器控制装置33控制第三断路器19闭合。

第一电压互感器17用于检测第一主线111上的电压值，第二电压互感器18用于检测第二主线121上的电压值。

所述第一电源21可以是任意能够提供稳定电压的电源，可以是蓄电池或者是220V的交流电等，用于给第一控制线路2供电。

所述电压继电器22上设置有线圈和常开触点，线圈为电压继电器的输入端，其输入回路连接第一电压互感器17和第二电压互感器18，常开触点为电压继电器22的输出端，输出端串联在第一控制线路上，当电压继电器22上的线圈接收到的电压差值大于设置值时，常开触点闭合，从而为第一控制线路2提供通路，电压差值可以是36V、250V和380V等等。

电压继电器22的线圈分别与第一电压互感器17和第二电压互感器18电连接，用于获取第一电压互感器17和第二电压互感器18上的电压，当第一电压互感器17和第二电压互感器18的电压差大于预设值时，电压继电器22上的常开触头闭合，电流可以导通；当第一电压互感器17和第二电压互感器18的电压差小于预设值时，电压继电器22上的常开触头断开，电流不能导通。

第一断路器15上设置有主触点、常开触点和常闭触点，常开触点和主触点机械连锁，开关闭合状态一致，当主触点闭合时，常开触点闭合，当主触点分闸时，常开触点分闸；常闭触点和主触点机械连锁，开关闭合状态相反，当主触点闭合时，常闭触点分闸，当主触点分闸时，常开触点闭合。

第二断路器16上设置有主触点、常开触点和常闭触点，常开触点和主触点机械连锁，开关闭合状态一致，当主触点闭合时，常开触点闭合，当主触点分闸时，常开触点分闸；常闭触点和主触点机械连锁，开关闭合状态相反，当主触点闭合时，常闭触点分闸，当主触点分闸时，常开触点闭合。

所述中间继电器23上设置有线圈和常闭触点，当中间继电器23的线圈未得电时，中间继电器的常闭触点231闭合，当中间继电器23的线圈得电时，中间继电器的常闭触点231分闸。

所述第二电源31可以是任意能够提供稳定电压的电源，可以是蓄电池或者是220V的交流电等，用于给第二控制线路3供电。

还可以设置第三控制线路5，将第三控制线路5连接控制单元4和断路器控制装置33。

断路器控制装置33用于控制第三断路器19开合状态，断路器控制装置33分别和第二控制线路3和第三控制线路5连接，正常情况时，第三断路器19处于分闸状态，当第二控制线路3向断路器控制装置33供电时，断路器控制装置33控制第三断路器19从分闸状态转为闭合状态，当第三控制线路5向断路器控制装置33供电时，断路器控制装置33控制第三断路器19从闭合转态转为分闸状态。

本实用新型可以应用于任意变电站中，比如用于35kV降压变电站中，第一断路器15为设置于变电站中的第一主变11上负荷侧第一主线111上的断路器，第二断路器16为设置于变电站中的第二主变12上负荷侧第二主线121上的断路器，第三断路器19为设置于变电站中的连接分段母线的断路器，若第一主变11与第二主变12正常运行，当第一主变11和第二主变12的分接开关档位严重不匹配时，则两台主变负荷侧母线的电压相差较大，负荷侧母线电压如下表所示：

如表所示，分接开关档位严重不匹配的情况下负荷侧母线存在较大的电压差，此时当合上图1中的第三断路器19时，将有250V至2000V的电压瞬间短路，这种现象有可能使电网波动，进而造成系统振荡，使用户的重要电气设备，如大型机组等跳车停运或损坏，档位不匹配程度越高，风险就越大。可以在本实用新型中的电压继电器22中预设当电压差值大于250V时，电压继电器的常开触点221闭合，设置电压继电器22中电压差值小于250V时，电压继电器的常开触点221断开，此时，若第一断路器15和第二断路器16的主触点均闭合，第一断路器的常开触点151和第二断路器的常开触点161均为闭合状态，若一段母线13和二段母线14上的电压差大于250V，则电压继电器的常开触点221闭合，第一控制线路2导通，中间继电器23的线圈得电，中间继电器的常闭触点231分闸，此时，第一断路器的常闭触点152和第二断路器的常闭触点162均为分闸状态，第二控制线路3无法导通，则断路器控制装置33不得电，无法对第三断路器19进行操作，第三断路器19始终处于断开状态；若一段母线13和二段母线14上的电压差小于250V，则电压继电器的常开触点221断开，第一控制线路2未导通，中间继电器23的线圈未得电，中间继电器的常闭触点231处于闭合状态，第二控制线路3导通，断路器控制装置33控制第三断路器19闭合；若第一断路器15的主触点或第二断路器16的主触点至少有一个处于分闸状态，此时不会发生母线上电压差短路的问题，第一断路器的常闭触点152或第二断路器的常闭触点162至少有一个处于闭合状态，则第二控制线路3导通，第二控制线路3导通，断路器控制装置33控制第三断路器19闭合。

还可以设置控制单元4，控制单元4设置于第二控制线路3上，与第二电源31、开关单元32和断路器控制装置33串联，用于手动控制第二控制线路3的通电或断电。

控制单元4可以为开关柜或者控制开关等，用于手动控制第二控制线路3或者第三控制线路5的连通或断开。

所述断路器控制装置33用于控制第三断路器19的分闸或闭合，当第二控制线路3导通时，断路器控制装置33通过第二控制线路3得电，断路器控制装置33控制第三断路器19合闸；当第三控制线路5导通时，断路器控制装置33通过第三控制线路5得电，断路器控制装置33控制第三断路器19分闸。

使用时，第三断路器19处于断开状态，第一断路器15的主触点和第二断路器16主触点均处于闭合状态，第一断路器的常开触点151和第二断路器的常开触点161处于闭合状态，当电压继电器22获取到第一电压互感器17和第二电压互感器18的电压差大于设定值时，则电压继电器的常开触点221闭合，第一控制线路2导通，中间继电器23线圈得电，中间继电器的常闭触点231断开，此时，第一断路器的常闭触点152和第二断路器的常闭触点162均处于断开状态，第二控制线路3未导通，断路器控制装置33不动作，第三断路器19始终处于断开状态；当电压继电器22检测到第一电压互感器17和第二电压互感器18的电压差小于设定值，则电压继电器的常开触点221断开，第一控制线路2未导通，中间继电器23的线圈无法得电，中间继电器的常闭触点231闭合，此时第二控制线路3通过中间继电器的常闭触点231导通，断路器控制装置33得电控制第三断路器19闭合；当第一断路器15或第二断路器16至少有一个断开时，第一断路器的常闭触点152或第二断路器的常闭触点162至少有一个闭合，此时第二控制线路3导通，断路器控制装置33控制第三断路器19合闸。

本实用新型在主线路上设置第一控制线路和第二控制线路，通过第一控制线路和第二控制线路的配合控制第三断路器的开合，从而防止一段母线和二段母线上的电压差较大时第三断路器闭合；设置电压继电器与第一电压互感器和第二电压互感器连接，可以根据分段母线上的电压差的大小控制第一控制线路的通断；在第一控制线路上设置依次串联的电压继电器的常开触点、第一断路器的常开触点、第二电压继电器的常开触点，可以控制第二控制线路的通断，从而给中间继电器供电或断电，控制中间继电器常闭触点分闸或闭合；通过第一继电器的常闭触点、第二断路器的常闭触点和中间继电器的常闭触点相并联，共同控制第二控制线路的通断，从而给断路器控制装置供电或断电，可以使控制断路器的控制断开或闭合，本实用新型可以在分段母线上电压相差较大的情况下，防止第三断路器合闸，防止电网波动导致系统振荡，使大型设备跳车停运。

如图2所示，还包括控制单元4，所述控制单元4设置于第二控制线路3上，与第二电源31、开关单元32和断路器控制装置33串联，用于控制第二控制线路3的通断电状态。

在第二控制线路上设置控制单元，可以手动控制第二控制线路的通断，当不需要对第三断路器进行控制时，给第二控制线路断电；或者在第二控制线路出现故障时，给第二控制线路断电进行维修。

如图2所示，还包括第三控制线路5，所述第三控制线路5连接控制单元4和断路器控制装置33，用于给断路器控制装置33供电，使断路器控制装置33控制第三断路器19分闸。

设置第三控制线路，使第三控制线路连通控制单元和断路器控制装置，可以通过第三控制线路给断路器控制装置供电，使断路器控制装置控制第三断路器从闭合转为分闸状态。

如图3所示，还包括警示灯24，所述警示灯24设置于第一控制线路2上，与中间继电器23并联。

在第一控制线路上设置警示灯，当第一控制线路导通时，进行警示，提醒人们进行处理。

本实用新型在主线路上设置第一控制线路和第二控制线路，通过第一控制线路和第二控制线路的配合控制第三断路器的开合，从而防止一段母线和二段母线上的电压差较大时第三断路器闭合；设置电压继电器与第一电压互感器和第二电压互感器连接，可以根据分段母线上的电压差的大小控制第一控制线路的通断；在第一控制线路上设置依次串联的电压继电器的常开触点、第一断路器的常开触点、第二电压继电器的常开触点，可以控制第二控制线路的通断，从而给中间继电器供电或断电，控制中间继电器常闭触点分闸或闭合；通过第一继电器的常闭触点、第二断路器的常闭触点和中间继电器的常闭触点相并联，共同控制第二控制线路的通断，从而给断路器控制装置供电或断电，可以使控制断路器的控制断开或闭合；在第二控制线路上设置控制单元，可以手动控制第二控制线路的通断，当不需要对第三断路器进行控制时，给第二控制线路断电；或者在第二控制线路出现故障时，给第二控制线路断电进行维修；设置第三控制线路，使第三控制线路连通控制单元和断路器控制装置，可以通过第三控制线路给断路器控制装置供电，使断路器控制装置控制第三断路器从闭合转为分闸状态，本实用新型可以在分段母线上电压差较大的情况下，防止第三断路器合闸，防止电网波动导致系统振荡，使大型设备跳车停运。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (4)

1.一种带有断路器互锁结构的供电系统，其特征在于，包括主线路(1)、第一控制线路(2)和第二控制线路(3)，

所述主线路(1)包括第一主变(11)、第一主线(111)、第二主变(12)、第二主线(121)、一段母线(13)和二段母线(14)，所述第一主变(11)通过第一主线(111)与一段母线(13)电连接，所述第二主变(12)通过第二主线(121)与二段母线(14)电连接；

所述第一主线(111)上设置第一断路器(15)，与第一断路器(15)的主触点连接，并设置有第一电压互感器(17)；

所述第二主线(121)上设置第二断路器(16)，与第二断路器(16)的主触点连接，并设置有第二电压互感器(18)；

所述一段母线(13)和二段母线(14)之间设置有第三断路器(19)；

所述第一控制线路(2)包括依次串联的第一电源(21)、电压继电器的常开触点(221)、第一断路器的常开触点(151)、第二断路器的常开触点(161)和中间继电器(23)的线圈，其中，电压继电器(22)的线圈分别与第一电压互感器(17)和第二电压互感器(18)连接，用于获取第一电压互感器(17)和第二电压互感器(18)上的电压值；

所述第一断路器的常开触点(151)与第一断路器(15)的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，

所述第二断路器的常开触点(161)与第二断路器(16)的主触点机械连锁，开关闭合状态一致，

所述中间继电器(23)的通电状态由所述电压继电器的常开触点(221)、第一断路器的常开触点(151)、第二断路器的常开触点(161)的开闭状态确定；

所述第二控制线路(3)包括依次串联的第二电源(31)、开关单元(32)和断路器控制装置(33)，

所述开关单元(32)包括相互并联的第一断路器的常闭触点(152)、第二断路器的常闭触点(162)和中间继电器的常闭触点(231)；

所述第一断路器的常闭触点(152)与第一断路器(15)的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，

所述第二断路器的常闭触点(162)与第二断路器(16)的主触点机械连锁，开关闭合状态相反，

所述断路器控制装置(33)用于控制第三断路器(19)开合状态，当第二控制线路(3)不通电时保持第三断路器(19)分闸，当第二控制线路(3)通电时断路器控制装置(33)控制第三断路器(19)闭合。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括控制单元(4)，

所述控制单元(4)设置于第二控制线路(3)上，与第二电源(31)、开关单元(32)和断路器控制装置(33)串联，用于控制第二控制线路(3)的通断电状态。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，还包括第三控制线路(5)，

所述第三控制线路(5)连接控制单元(4)和断路器控制装置(33)，用于给断路器控制装置(33)供电，使断路器控制装置(33)控制第三断路器(19)分闸。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括警示灯(24)，所述警示灯(24)设置于第一控制线路(2)上，与中间继电器(23)并联。

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