CN216566863U - 高压断路器及其闭锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高压断路器及其闭锁控制系统，三相闭锁模块串联在电源正极与断路器合闸回路之间，所述三相闭锁模块包括用于检测断路器合闸信号的三相继电器和控制闭锁模块动作的控制模块；所述三相继电器与每一相的断路器合闸回路对应串联，同时用于将断路器合闸信号发送给控制模块的三相继电器常开触点并联在控制模块上，所述用于控制断路器闭锁的控制模块常闭触点与三相继电器对应串联。通过闭锁控制系统可以根据断路器自身参数，设定相应的连续操作次数和间隔时间，使得配置该模块的高压断路器在短时间内达到合闸操作的次数时，闭锁高压断路器的合闸操作，避免断路器的损坏。

Description

高压断路器及其闭锁控制系统

技术领域

本实用新型涉及高压断路器及其闭锁控制系统，属于高压断路器技术领域。

背景技术

在电力系统中存在着种类繁多，特性各异的操作过电压，高压断路器操作是操作过电压的主要起因。在高压电网中，合空载线过电压成为主要的操作过电压。特别是长距离的超特高压输电线路的空载线路合闸，过电压更加严重，在电力系统中，线路合闸是常见的操作。为了限制合空载线路过电压，在长距离的超特高压输电线路中，将断路器装设并联电阻作为限制合空载线路过电压的主要措施。这种为了限制合空载线路过电压而并联的电阻阻值约几百欧，在这种线路偶发故障时，可能会有多次的重合闸操作，对于带合闸电阻的断路器，由于频繁的合闸操作，短时间内合闸电阻产生大量的热量，这种热量的积累，会造成合闸电阻及整个断路器的损坏。

同时，不同厂家的断路器，结构尺寸不同，合闸电阻值不同，合闸电阻对带电操作后，所产升热量的耐受度也不同。如果将限制带合闸电阻的高压断路器短时间内频繁合闸操作的功能放置在后台保护或测控装置内，因保护和测控装置需要适应不同厂家，不同技术参数的高压断路器，且保护和测控装置厂家与高压断路器属于不同的技术方向，技术融合的难度较大，且在出现因参数设置不当等问题后，责任较难界定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供高压断路器及其闭锁控制系统，用以解决热量积累导致断路器损坏且限制模块不能装设在后台保护或测控装置内的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括：

本实用新型的高压断路器的闭锁控制系统，包括检测继电器、闭锁继电器和控制器；所述检测继电器的线圈用于串联在至少一相的断路器合闸回路中，控制器采样连接检测继电器辅助触点，用于采集断路器合闸信号产生的次数；控制器还控制连接闭锁继电器，所述闭锁继电器的常闭触点用于串联于断路器合闸回路之中。

本实用新型提供高压断路器的闭锁控制系统，闭锁控制系统与断路器串联，通过闭锁控制系统可以根据断路器自身参数，设定相应的连续操作次数和间隔时间，使得配置该模块的高压断路器在短时间内达到合闸操作的次数时，闭锁高压断路器的合闸操作，避免断路器的损坏。

进一步的，断路器合闸回路还并联了报警电路，所述报警电路中串联有闭锁继电器的常开触点和指示灯。

在设定时间内断路器动作次数达到设定值，断路器闭锁同时指示灯点亮，提示当前断路器处于闭锁状态，更加清楚明白。

进一步的，检测继电器线圈还并联有防止反向电流的反向保护电路。

通过并联保护电路，使得反向电流与保护电路形成回路，对电路进行保护。

进一步的，用于为所述控制器供电的电源模块用于与断路器的主控电源连接。

电源模块直接连接断路器的主控电源，方便快捷。

进一步的，检测继电器有3个，分别用于串联在断路器3相的合闸回路上，所述控制器分别采样连接3个检测继电器的辅助触点。

当三相断路器不能同时动作，则在每个断路器合闸回路上分别设置检测继电器，用于分别检测每相断路器动作次数和时间。

本实用新型的高压断路器，包括断路器合闸回路和闭锁控制系统，所述闭锁控制系统包括检测继电器、闭锁继电器和控制器；断路器至少一相合闸回路上串联有用于检测断路器合闸信号的检测继电器线圈，控制器采样连接检测继电器的辅助触点，用于采集断路器合闸信号产生的次数；控制器还控制连接所述闭锁继电器，所述闭锁继电器的常闭触点与断路器合闸线圈串联。

本实用新型提供的高压断路器，该高压断路器包括闭锁控制系统和断路器，闭锁控制系统与断路器串联，闭锁控制系统可以根据断路器自身参数，设定相应的连续操作次数和间隔时间，使得配置该模块的高压断路器在短时间内达到合闸操作的次数时，闭锁高压断路器的合闸操作，避免断路器的损坏。

进一步的，断路器合闸回路还并联了报警电路，所述报警电路中串联有闭锁继电器的常开触点和指示灯。

在设定时间内断路器动作次数达到设定值，断路器闭锁同时指示灯点亮，提示当前断路器处于闭锁状态，更加清楚明白。

进一步的，检测继电器线圈还并联有防止反向电流的反向保护电路。

通过并联保护电路，使得反向电流与保护电路形成回路，对电路进行保护。

进一步的，用于为所述控制器供电的电源模块用于与断路器的主控电源连接。

电源模块直接连接断路器的主控电源，方便快捷。

进一步的，检测继电器有3个，分别用于串联在断路器3相的合闸回路上，所述控制器分别采样连接3个检测继电器的辅助触点。

当三相断路器不能同时动作，则在每个断路器合闸回路上分别设置检测继电器，用于分别检测每相断路器动作次数和时间。

附图说明

图1是断路器自我防卫闭锁模块端子接线图；

图2是断路器自我防卫闭锁模块原理框图；

图3是断路器自我防卫闭锁模块在断路器合闸回路中的原理图；

图4是模块面板图；

图5是模块的保护时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

系统实施例：

本实用新型提供的高压电路器的闭锁控制系统，如图1所示为断路器自我防卫闭锁模块端子接线图，断路器的自我防卫闭锁模块装设在三相电路(A、B、C三相)上，其中A1、B1、C1为每一相的正极；A2、B2、C2为每一相的负极；端口13连接正极，端口14连接负极；端口13和端口14连接的线路用于指示合闸回路闭锁。如图2所示为断路器自我防卫闭锁模块原理框图，断路器的自我防卫闭锁模块主要包括继电器和控制模块(MCU)。继电器线圈(KA、KB、KC)分别设置在三相电路的A、B、C三相，在每个继电器线圈(KA、KB、KC)的正负极还并联了两个串联的二极管，防止电路回流。控制模块(MCU)连接5V的电源，用于供电；MCU还分别采样连接了KA、KB、KC三个继电器的常开触点，同时MCU还控制连接了闭锁继电器，闭锁继电器的常闭触点分别设置在三相电路的每一相上，具体的闭锁继电器的常闭触点分别串联在继电器电流输出到每一相的负极(A2、B2、C2)的电路之间，即端口11和端口12之间、端口21和端口22之间、端口31和端口32之间；闭锁继电器的常开触点设置在端口13和端口14之间。

如图3所示为断路器自我防卫闭锁模块在断路器合闸回路中的原理图所示，断路器自我防卫闭锁模块1设置在断路器合闸回路2的电路上游。在断路器自我防卫闭锁模块1与电路正极之间，三相电路中的每一相上设置有开关SM0；在端口13和端口14的连接线路的下游设置有用于指示断路器合闸回路断开的指示灯H1，指示灯H1的负极连接电路的负极。

在断路器合闸回路2中各相电路的断路器串联在每一相电路的断路器自我防卫闭锁模块1和负极之间，本实用新型的断路器采用空气断路器QF，每相空气断路器的合闸线圈YC1A、YC1B、YC1C串联在A2、B2、C2与电路负极之间，每相合闸线圈的常闭触点QF1A、QF1B、QF1C分别串联在合闸线圈YC1A、YC1B、YC1C与A2、B2、C2之间。在QF1A、QF1B、QF1C的正极与A2、B2、C2之间还串联有KFA、KFB、KFC防跳继电器的常闭触点，在A2、B2、C2与电路负极之间还并联有防跳继电器线圈KFA、KFB、KFC，同时在并联继电器线圈KFA、KFB、KFC的电路上还串联了防跳继电器KFA、KFB、KFC的常开触点，合闸线圈QF1A、QF1B、QF1C的常开触点连接在端口13和端口15之间，与防跳继电器KFA、KFB、KFC的常开触点并联。

MCU连接的电源可以实现5V稳定电源的输出，为整个模块供电；MCU作为微处理单元实现采集数据进行分析，判别当下高压断路器是否在设定的时长内已经达到操作次数，根据运算结果，控制分合闸回路的导通或断开；KA、KB、KC作为断路器合闸操作测量单元可以测量断路器的合闸操作动作，并输入给MCU；指示灯H1作为信号输出单元，可以检测断路器保护状态事，发出信号；本实用新型将断路器自我防卫闭锁模块集成为一个模块，如图4所示为模块面板图，在模块面板上设置有设定单元，为人工提供设定保护时间和次数的输入界面。

具体的，当断路器执行合闸操作时，SM0闭合，断路器合闸线圈YC1A，YC1B，YC1C得电带电动作，同时继电器线圈KA、KB、KC得电，对应的继电器KA、KB、KC常开触点闭合，将继电器的动作输入MCU中，MCU记录本次动作和当前时间，继电器动作的瞬间断路器也相应动作，因此记录继电器的动作和时间也就相当于记录断路器的动作和时间。MCU仅记录继电器的当前动作和当前时间，并不是记录继电器的持续时间。

在SM0闭合后，断路器合闸线圈YC1A，YC1B，YC1C得电，则合闸线圈的常闭触点QF1A、QF1B、QF1C断开，则端口21到端口52之间的电路断开；连接在端口13和端口15之间的合闸线圈QF1A、QF1B、QF1C的常开触点闭合，则防跳继电器线圈KFA、KFB、KFC得电，相应的防跳继电器KFA、KFB、KFC的常开触点闭合，防跳继电器KFA、KFB、KFC的常闭触点打开。在端口21到端口52之间的电路断开的瞬间，合闸线圈的常闭触点QF1A、QF1B、QF1C恢复闭合状态，连接在端口13和端口15之间的合闸线圈QF1A、QF1B、QF1C的常开触点恢复断开状态。此时因为防跳继电器线圈KFA、KFB、KFC得电，导致端口21和端口22之间连接的防跳继电器KFA、KFB、KFC的常闭触点保持打开状态，则端口21到端口52之间的电路仍为断开状态，但防跳继电器线圈KFA、KFB、KFC所在线路保持导通状态，则防跳继电器KFA、KFB、KFC的常开触点保持闭合，电路保持合闸状态。

断路器每动作一次，MCU就记录一次，断路器执行下次合闸操作时，相应的合闸次数和时间会被记入。当设定时间内断路器动作次数超过设定值时，断路器自我防卫闭锁模块1断开连接在端口11和端口12的闭锁继电器的常闭触点，使得断路器合闸回路断开，保证断路器在设定时间段内不能合闸。同时连接在端口13和端口14上闭锁继电器常开触点闭合，指示灯H1点亮，输出断路器闭锁的信号。

具体的，如图5所示为模块的保护时序图，设定在40分钟内合闸操作达到3次，断路器需要休息3个小时才能执行合闸操作。在断路器开始动作时，MCU检测到闭锁继电器的常闭触点闭合，当40分钟内断路器合闸动作发生了3次，也即MCU检测到闭锁继电器的常闭触点闭合了3次，则MCU控制闭锁继电器线圈使得闭锁继电器的常闭触点断开，断路器合闸动作3次的时间和闭锁继电器的常闭触点保持断开的时间累计3小时后，闭锁继电器的常闭触点恢复闭合状态。若在40分钟内断路器动作未达到3次，则闭锁继电器的常闭触点保持闭合，不动作。

本实用新型提供一种保护带合闸电阻高压断路器的断路器自我防卫闭锁模块，可以做成具体的电器元件，该电器元件安装在高压断路器合闸控制回路中。如图4所示，第一次按下设定按键用于设定时间，数码管开始频闪；按下表示“加”或“减”的按键用于设定具体时间；再按下确定按键，确定当前设定时间，此时的设定时间已完成。再次按下设定按键，数码管开始频闪；按下表示“加”或“减”的按键用于设定具体次数；再按下确定按键，确定当前设定次数，此时设定次数也设定完成。

本实用新型提供的一种高压电路器的闭锁控制系统，在设定时间内，断路器的合闸操作次数达到设定值时，该电器元件断开断路器合闸操作回路，闭锁断路器的合闸操作功能。在时间达到或超过设定值时，自动回复断路器的合闸操作功能。从而保护带合闸电阻的高压断路器不被损坏。该模块的设定值根据高压断路器的合闸电阻的热容量参数，可以计算获得。解决了现有带合闸电阻的高压断路器在带电工况下频繁操作造成合闸电阻发热损坏的问题。

在断路器合闸回路中，若三相断路器同时动作，则只需要将闭锁控制系统安装在其中一相断路器闭锁控制回路上，若断路器合闸回路三相分别动作，则将闭锁控制系统分别安装在三相断路器闭锁控制回路上。

断路器实施例：

本实施例中的高压断路器采用了高压断路器的闭锁控制系统，高压断路器的闭锁控制系统已在系统实施例中介绍的足够清楚，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种高压断路器的闭锁控制系统，其特征在于，包括检测继电器、闭锁继电器和控制器；所述检测继电器的线圈用于串联在至少一相的断路器合闸回路中，控制器采样连接检测继电器辅助触点，用于采集断路器合闸信号产生的次数；控制器还控制连接闭锁继电器，所述闭锁继电器的常闭触点用于串联于断路器合闸回路之中。

2.根据权利要求1所述的高压断路器的闭锁控制系统，其特征在于，所述断路器合闸回路还并联了报警电路，所述报警电路中串联有闭锁继电器的常开触点和指示灯。

3.根据权利要求2所述的高压断路器的闭锁控制系统，其特征在于，所述检测继电器线圈还并联有防止反向电流的反向保护电路。

4.根据权利要求3所述的高压断路器的闭锁控制系统，其特征在于，用于为所述控制器供电的电源模块用于与断路器的主控电源连接。

5.根据权利要求4所述的高压断路器的闭锁控制系统，其特征在于，所述检测继电器有3个，分别用于串联在断路器3相的合闸回路上，所述控制器分别采样连接3个检测继电器的辅助触点。

6.一种高压断路器，其特征在于，包括断路器合闸回路和闭锁控制系统，所述闭锁控制系统包括检测继电器、闭锁继电器和控制器；断路器至少一相合闸回路上串联有用于检测断路器合闸信号的检测继电器线圈，控制器采样连接检测继电器的辅助触点，用于采集断路器合闸信号产生的次数；控制器还控制连接所述闭锁继电器，所述闭锁继电器的常闭触点与断路器合闸线圈串联。

7.根据权利要求6所述的高压断路器，其特征在于，所述断路器合闸回路还并联了报警电路，所述报警电路中串联有闭锁继电器的常开触点和指示灯。

8.根据权利要求7所述的高压断路器，其特征在于，所述检测继电器线圈还并联有防止反向电流的反向保护电路。

9.根据权利要求8所述的高压断路器，其特征在于，用于为所述控制器供电的电源模块用于与断路器的主控电源连接。

10.根据权利要求9所述的高压断路器，其特征在于，所述检测继电器有3个，分别用于串联在断路器3相的合闸回路上，所述控制器分别采样连接3个检测继电器的辅助触点。

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