開關分合閘線圈防燒保護裝置製造方法
2023-06-25 05:43:46
開關分合閘線圈防燒保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種開關分合閘線圈防燒保護裝置，包括依次串聯並形成保護迴路的保護開關、電流取樣元件、電流判別電路、延時單元、故障判斷電路和開關驅動元件；所述保護開關的輸入端和電流取樣單元的輸出端分別與需要防燒保護的分合閘線圈相連，實現保護迴路串接至分合閘線圈迴路；還包括為保護迴路供電的工作電源和用於告警的狀態指示，所述狀態指示包括電源指示燈、故障指示燈；所述電流取樣元件採用霍爾傳感器；所述保護開關採用電力電子開關。結構緊湊、體積小巧、加裝方便，線路切斷可靠徹底，可避免分合閘線圈燒損毀壞，具備保護功能；具備對分合閘線圈迴路進行有效的監視功能，保護動作發生有相應告警指示，方便檢修人員檢查維修。
【專利說明】開關分合閘線圈防燒保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力系統保護裝置，特別是涉及一種開關分合閘線圈防燒保護裝置，屬於電力系統繼電保護領域，具體是對高壓斷路器分、合閘線圈進行保護的二次迴路保護裝置。
【背景技術】
[0002]高壓斷路器在分、合閘操作過程中經常發生分、合閘線圈燒毀的事故。眾所周知，分、合閘線圈都是按照短時間通電設計的，它不能長時間通電。分、合閘線圈的燒毀主要是由於斷路器輔助接點、斷路器電磁機構等故障，而使斷路器分、合閘線圈迴路的電流不能及時得到正常切斷所造成的。
[0003]目前國內電力系統使用的斷路器分合、閘線圈迴路雖然有一些保護與監視的措施，但是，這些措施要麼只能提供簡單而不全面的監視，但卻不具備保護功能；要麼雖然有保護監視功能，但由於設計太複雜，導致安裝不便和可靠性不高。
實用新型內容
[0004]本實用新型的主要目的在於，克服現有技術中的不足，提供一種新型結構的開關分合閘線圈防燒保護裝置，特別適用於對高壓斷路器分合閘線圈進行防燒保護。
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供結構緊湊、體積小巧、加裝方便、性能可靠、製作成本低、適用範圍廣的開關分合閘線圈防燒保護裝置，不僅線路切斷可靠徹底，可避免分合閘線圈燒損毀壞，具備保護功能；而且具備對分合閘線圈迴路進行有效的監視功能，保護動作發生有相應告警指示，方便檢修人員檢查維修，從而保證電力輸配電系統的正常運行；極具有產業上的利用價值。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型所採用的技術方案是:
[0007]—種開關分合閘線圈防燒保護裝置，包括依次串聯並形成保護迴路的保護開關、電流取樣元件、電流判別電路、延時單元、故障判斷電路和開關驅動元件。
[0008]其中，所述保護開關的輸入端和電流取樣單元的輸出端分別與需要防燒保護的分合閘線圈相連，實現保護迴路串接至分合閘線圈迴路；所述電流取樣元件採用霍爾傳感器；所述保護開關採用電力電子開關。
[0009]同時，還包括為保護迴路供電的工作電源和用於告警的狀態指示，所述狀態指示包括電源指示燈、故障指示燈。
[0010]本實用新型進一步設置為:所述保護開關上並接有用於保護迴路失電時為分合閘線圈提供防燒保護的失電保護元件。
[0011]本實用新型更進一步設置為:所述失電保護元件為一組機械保護開關，所述機械保護開關用於保護迴路所用工作電源出現故障時操作人員進行正常的分合閘操作。
[0012]本實用新型更進一步設置為:所述機械保護開關包括兩組閉合接點，其中一組閉合接點用於與分合閘線圈相連，另一組閉合接點用於與狀態指示相連。
[0013]本實用新型更進一步設置為:所述狀態指示還包括保護開關切斷分合閘線圈迴路時，可被驅動點亮的光字牌、和被遠動裝置驅動的遙信輸入迴路。
[0014]本實用新型更進一步設置為:所述電源指示燈為顯示電源正常運行的綠色指示燈。
[0015]本實用新型更進一步設置為:所述故障指示燈為顯示保護開關切斷分合閘線圈迴路的紅色指示燈。
[0016]本實用新型的工作原理是:當高壓斷路器等開關的分合閘線圈迴路出現故障、而不能及時切斷分合閘操作電流的時候，保護裝置經過電流取樣、電流判別、在整定的延時時間到達後、電流仍沒有消失，即確認分合閘線圈迴路出現故障，就立即通過驅動元件來驅動電力電子開關切斷分合閘線圈迴路的電流，確保分合閘線圈不會因長時間通電而燒毀；切斷的同時發出信號指示，用於顯示保護開關切斷分合閘線圈迴路的故障指示燈被點亮。
[0017]本實用新型的保護裝置還提供了保護裝置自身失電情況的分合閘線圈保護措施，具體要求是當保護裝置發生電源故障等情況時不影響開關正常的分合閘操作，通過在保護裝置的電力電子開關上並接一組機械保護開關來實現。在保護裝置正常工作的情況下，機械保護開關斷開而不影響保護裝置的正常保護功能；當保護裝置出現電源故障等不能正常工作的情況時，機械保護開關則閉合，其中機械保護開關包括兩組閉合接點，其一組閉合接點使開關分合閘線圈的迴路連接正常，不影響操作人員正常分閘和合閘操作，而另一組閉合接點則點亮光字牌或驅動遠動裝置的遙信輸入迴路等狀態指示需求。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的有益效果有:
[0019]1、保護裝置與分合閘線圈迴路串接結構，加裝方便，安裝調試容易，也有利於更換；更主要的是電流切斷可靠徹底，可避免分合閘線圈燒損毀壞，具備保護功能。
[0020]2、使用霍爾傳感器對分合閘線圈迴路的高壓直流操作電流進行取樣，確保取樣可靠，同時大大拓展保護裝置的適應場合。
[0021]3、使用電力電子開關器件作為切斷故障分合閘線圈迴路直流操作電流的保護開關，不僅可減小保護裝置的體積、實現結構緊湊，而且提高保護裝置的可靠性、延長使用壽命O
[0022]4、具備對分合閘線圈迴路進行有效的監視功能，保護動作發生有相應告警指示，方便檢修人員檢查維修，節省了大量排除故障時所需的人力和處理故障的時間，同時故障發生時能保證準確跳閘保護，避免故障擴大，大大縮短停電時間，創造優良的社會效益和經濟效益。
[0023]5、具備失電保護功能，使分合閘線圈得到更全面的可靠保護；而採用延時時間可選的措施滿足不同開關分合閘線圈要求，擴大了適用範圍。
[0024]上述內容僅是本實用新型技術方案的概述，為了更清楚的了解本實用新型的技術手段，下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型開關分合閘線圈防燒保護裝置的結構原理圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0027]如圖1所示，一種開關分合閘線圈防燒保護裝置，包括依次串聯並形成保護迴路的保護開關、電流取樣元件、電流判別電路、延時單元、故障判斷電路和開關驅動元件。
[0028]其中，所述保護開關的輸入端和電流取樣單元的輸出端分別與需要防燒保護的分合閘線圈相連，實現保護迴路串接至分合閘線圈迴路；所述電流取樣元件採用霍爾傳感器；所述保護開關採用電力電子開關。
[0029]同時，還包括為保護迴路供電的工作電源和用於告警的狀態指示，所述狀態指示包括電源指示燈、故障指示燈；所述電源指示燈為顯示電源正常運行的綠色指示燈；所述故障指示燈為顯示保護開關切斷分合閘線圈迴路的紅色指示燈。所述狀態指示還包括保護開關切斷分合閘線圈迴路時，可被驅動點亮的光字牌、和被遠動裝置驅動的遙信輸入迴路。
[0030]當開關分合閘線圈迴路由於機械故障等原因而不能及時切斷迴路操作電流的時候，保護裝置經過電流取樣、判別、延時、故障判別後，如在整定的延時時間到達後、電流仍沒有消失，即確認分合閘線圈迴路出現故障，就立即通過驅動元件來驅動電力電子開關切斷分合閘線圈迴路的電流，使分合閘線圈不至於長時間通電而燒毀，從而保護了分合閘線圈；保護裝置的電力電子開關切斷分合閘線圈迴路操作電流的同時，點亮安設在保護裝置面板上的用於顯示切斷狀態的紅色指示燈，並驅動繼電器點亮光字牌或者驅動遠動裝置的遙信輸入迴路，以表示某開關分閘線圈或者合閘線圈迴路出現了故障，便於現場工作人員及時查找並排除故障。
[0031]為了保證當保護裝置發生電源故障等情況時不影響開關正常分合閘操作，所述保護開關上並接有用於保護迴路失電時為分合閘線圈提供防燒保護的失電保護元件；所述失電保護元件為一組機械保護開關。
[0032]在保護裝置正常工作的情況下，機械保護開關斷開而不影響保護裝置的正常保護功能；當保護裝置出現電源故障等不能正常工作的情況時，機械保護開關則閉合。所述機械保護開關包括兩組閉合接點，其中一組閉合接點使開關分合閘線圈的迴路連接正常，不影響操作人員正常分閘和合閘操作，而另一組閉合接點則點亮光字牌或驅動遠動裝置的遙信輸入迴路等狀態指示需求。
[0033]在電力系統繼電保護及自動控制系統中，電參量的採集取樣是必不可少的環節，同時也是影響保護裝置整體性能的重要環節。本實用新型的保護裝置採用霍爾傳感器來對分合閘線圈迴路的操作電流進行取樣，一方面解決了直流電參量取樣測量時的隔離問題，另一方面由於霍爾傳感器體積小、線性度好、線性範圍寬等優點，大大拓展了保護裝置的適應範圍及適用場合。
[0034]傳統的切斷各種信號的開關都採用機械繼電器的方法，使用機械繼電器雖然成本較低、驅動電路簡單，但在切斷高壓直流電流的時候繼電器的接點容量和繼電器體積是一對矛盾，一般體積較大、不易現場安裝調試，而且在切斷迴路的瞬間由於拉弧的作用繼電器接點很容易發生粘連而無法切斷。本實用新型的保護裝置採用高壓電力電子開關來切斷故障線圈迴路的直流操作電流。利用電力電子開關沒有機械觸點，在切斷高壓信號的時候沒有拉弧現象，因此，用非常小的體積的電力電子開關就能夠可靠的切斷幾百乃至上千瓦的直流功率，不但使保護裝置的體積可以做的很小，使保護裝置的可靠性得到大幅提高，也大大拓展了保護裝置的適應範圍。
[0035]本實用新型的保護裝置可達到的技術指標:電源輸入範圍測試可滿足額定電壓的±20%範圍要求；裝置耐壓性能測試為2000V、1分鐘；承受的最大電流不小於5A ;最大電流時裝置的壓降不大於1.5V ;延時的時間及精度分別為0.1秒-0.5秒5級可選、精度優於± 5% ;抗幹擾性能測試表現為被控線圈迴路施加幹擾小電流、裝置可靠不動作。
[0036]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:包括依次串聯並形成保護迴路的保護開關、電流取樣元件、電流判別電路、延時單元、故障判斷電路和開關驅動元件； 所述保護開關的輸入端和電流取樣單元的輸出端分別與需要防燒保護的分合閘線圈相連，實現保護迴路串接至分合閘線圈迴路； 還包括為保護迴路供電的工作電源和用於告警的狀態指示，所述狀態指示包括電源指示燈、故障指示燈； 所述電流取樣元件採用霍爾傳感器；所述保護開關採用電力電子開關。
2.根據權利要求1所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述保護開關上並接有用於保護迴路失電時為分合閘線圈提供防燒保護的失電保護元件。
3.根據權利要求2所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述失電保護元件為一組機械保護開關，所述機械保護開關用於保護迴路所用工作電源出現故障時操作人員進行正常的分合閘操作。
4.根據權利要求3所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述機械保護開關包括兩組閉合接點，其中一組閉合接點用於與分合閘線圈相連，另一組閉合接點用於與狀態指示相連。
5.根據權利要求1所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述狀態指示還包括保護開關切斷分合閘線圈迴路時，可被驅動點亮的光字牌、和被遠動裝置驅動的遙信輸入迴路。
6.根據權利要求1所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述電源指示燈為顯示電源正常運行的綠色指示燈。
7.根據權利要求1所述的開關分合閘線圈防燒保護裝置，其特徵在於:所述故障指示燈為顯示保護開關切斷分合閘線圈迴路的紅色指示燈。
【文檔編號】H02H7/22GK204243738SQ201420652082
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】王友, 王磊, 匡宇 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司檢修分公司