CN108054058A - 断路器弹簧储能的控制监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器弹簧储能的控制监测电路。该电路包括直流控制电源、连接直流控制电源的合闸电路、及与合闸电路并联的未储能开关量信号回路，还包括储能状态指示电路。其中，未储能开关量信号回路包括储能开关组中的常闭开关，合闸弹簧储满能之前，未储能开关量信号回路一直接通指示合闸弹簧未储能。储能状态指示电路包括储能开关组中的常开开关。合闸弹簧的操作机构包括开关拨动机构，合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构拨动储能开关组中各开关，使各开关改变状态，从而接通储能状态指示电路指示合闸弹簧储满能，同时断开未储能开关量信号回路。本发明能实现弹簧储能回路故障的监测报警和储能回路故障的快速查找，提高故障查找效率。

Description

断路器弹簧储能的控制监测电路

技术领域

本发明涉及断路器弹簧储能机构的电气控制回路技术领域，尤其涉及一种断路器弹簧储能的控制监测电路。

背景技术

高压断路器用以接通或断开高压电路中正常工作电流或短路故障电流，在电力系统中具有非常重要的作用。目前，很多断路器都采用弹簧储能操作机构，弹簧储能操作机构主要作用是将合闸或分闸弹簧进行拉伸，使之具有相应的势能。当进行合闸或分闸时，合闸或分闸电磁铁动作，合闸或分闸弹簧迅速地将断路器的动触头合上或分开，其主要目的是降低合闸或分闸的电弧存在时间，达到迅速灭弧的目的。弹簧储能操作机构采用手动或电动操作。

但是在实际应用中，弹簧储能微动开关及其电气回路支路多，故障频发，对弹簧储能各电气支路不熟悉，储能信号指示监测功能不足，致使判断失误，故障排查时间延长，故障排查效率低，影响断路器正常合闸操作、供电。

因此，亟需一种断路器弹簧储能的控制监测电路，能够实现弹簧储能回路故障的后台监测报警显示，且能够提高储能回路故障查找效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动监测断路器的合闸弹簧储能故障的断路器弹簧储能的控制监测电路。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

提出一种断路器弹簧储能的控制监测电路。所述断路器弹簧储能的控制监测电路包括直流控制电源、与所述直流控制电源相连的为断路器合闸的合闸电路、以及与所述合闸电路并联的未储能开关量信号回路，还包括储能状态指示电路。其中，

所述未储能开关量信号回路包括储能开关组中的常闭开关，在所述合闸弹簧储满能之前，所述未储能开关量信号回路处于接通状态指示所述合闸弹簧未储能；

所述储能状态指示电路包括储能开关组中的常开开关；

所述合闸弹簧的操作机构包括开关拨动机构，所述合闸弹簧储满能时通过所述开关拨动机构拨动所述储能开关组中各个开关，以使所述各个开关改变状态，从而接通所述储能状态指示电路指示所述合闸弹簧已储满能，并同时断开所述未储能开关量信号回路。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述合闸电路包括合闸控制开关、微机保护测控装置中的器件、储能开关组中的常开开关、断路器辅助常闭接点、以及合闸线圈，其中，所述微机保护测控装置中的器件包括合闸继电器线圈，所述常开开关为第一常开开关。

上述断路器弹簧储能的控制监测电路还包括直流合闸电源、以及与所述直流合闸电源相连的为合闸弹簧储能的储能回路。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述储能回路包括储能转换开关、储能开关组中的常闭开关、以及储能电机，其中，所述常闭开关为第一常闭开关。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述储能状态指示电路包括与所述储能回路并联的储能位置指示电路。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述储能位置指示电路包括储能位置指示灯和所述储能开关组中的常开开关，其中，所述常开开关为第二常开开关。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述储能状态指示电路包括与所述合闸电路并联的储能状态显示电路。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述储能状态显示电路包括开关状态指示仪和所述储能开关组中的常开开关，其中，所述常开开关为第三常开开关。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述开关状态指示仪包括数码显示管。

对于上述断路器弹簧储能的控制监测电路，所述未储能开关量信号回路包括微机保护测控装置中的器件和储能开关组中的常闭开关，其中，所述微机保护测控装置中的器件包括指示灯和通信接口，所述常闭开关为第二常闭开关。

本发明的断路器弹簧储能的控制监测电路的主要优点如下：

能够解决弹簧储能微动开关及其电气回路支路多、故障频发、储能信号指示监测功能不足、致使判断失误、故障排查时间延长、故障排查效率低、影响断路器正常合闸操作、供电的问题，能够实现弹簧储能回路故障的监测报警和储能回路故障的快速查找，还能够实现弹簧储能回路故障的后台监测报警，从而提高储能回路故障查找效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，只是作为示例用来解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例提供的断路器弹簧储能的控制监测电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

图1为本发明一个实施例提供的断路器弹簧储能的控制监测电路的结构示意图。如图1所示，该实施例提供的断路器弹簧储能的控制监测电路包括直流控制电源KM、与直流控制电源KM相连的为断路器合闸的合闸电路、以及与合闸电路并联的未储能开关量信号回路，还包括储能状态指示电路。其中，未储能开关量信号回路包括储能开关组1中的常闭开关，在合闸弹簧储满能之前，未储能开关量信号回路处于接通状态指示合闸弹簧未储能。储能状态指示电路包括储能开关组1中的常开开关。所述合闸弹簧的操作机构包括开关拨动机构，合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构拨动储能开关组1中各个开关，以使各个开关改变状态，从而接通储能状态指示电路指示合闸弹簧已储满能，并同时断开未储能开关量信号回路。其中，储能开关组1中的各个开关可以为微动开关。

合闸电路包括合闸控制开关1KK、微机保护测控装置2中的器件、储能开关组1中的常开开关、断路器辅助常闭接点QF、以及合闸线圈HQ。进一步来说，合闸电路所包括的微机保护测控装置2中的器件包括合闸继电器线圈HBJ。合闸电路所包括的储能开关组1中的常开开关为第一常开开关SP1，第一常开开关SP1串接于合闸电路中。合闸弹簧储满能是断路器合闸的必要条件。

该实施例的断路器弹簧储能的控制监测电路还包括直流合闸电源HM、以及与直流合闸电源HM相连的为合闸弹簧储能的储能回路。其中，储能回路包括储能转换开关SA、储能开关组1中的常闭开关、以及储能电机M。储能回路所包括的储能开关组1中的常闭开关为第一常闭开关SP4。接通储能回路，对合闸弹簧开始进行储能，合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构将储能回路中的第一常闭开关SP4断开，自动切断了储能回路。

储能状态指示电路可以包括与储能回路并联的储能位置指示电路。储能位置指示电路包括储能位置指示灯HY和储能开关组1中的常开开关。储能位置指示电路所包括的储能开关组1中的常开开关为第二常开开关SP5。合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构将储能位置指示电路中的第二常开开关SP5闭合，接通储能位置指示电路，储能位置指示灯HY点亮，进行储满能指示。储能位置指示灯HY例如为开关柜上侧控制柜门面板上的黄色指示灯。

储能状态指示电路可以包括与合闸电路并联的储能状态显示电路。储能状态显示电路包括开关状态指示仪3和储能开关组1中的常开开关。储能状态显示电路所包括的储能开关组1中的常开开关为第三常开开关SP3。开关状态指示仪3包括数码显示管。例如，数码显示管可以显示两种颜色，数码显示管呈现红色时，表示合闸弹簧已在储满能状态，数码显示管呈现绿色时，表示合闸弹簧为未储能状态。合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构将储能状态显示电路中的第三常开开关SP3闭合，接通储能状态显示电路，开关状态指示仪3中的数码显示管呈现红色，进行储满能指示。

未储能开关量信号回路包括微机保护测控装置2中的器件和储能开关组1中的常闭开关。进一步来说，未储能开关量信号回路所包括的微机保护测控装置2中的器件包括指示灯LD、通信接口S3和S4、以及电阻R。未储能开关量信号回路所包括的储能开关组1中的常闭开关为第二常闭开关SP2。当断路器的合闸弹簧未储能或储能不成功时，未储能开关量信号回路处于接通状态，微机保护测控装置2中的指示灯LD点亮，指示合闸弹簧未储能。合闸弹簧储满能时通过开关拨动机构将未储能开关量信号回路中的第二常闭开关SP2断开，切断未储能开关量信号回路，微机保护测控装置2中的指示灯LD灭灯。作为替代方式或附加方式，未储能开关量信号回路中的微机保护测控装置2能够检测到第二常闭开关SP2处于闭合状态，可以通过通信接口S3和S4将合闸弹簧未储能开关量开入信号通信传输到后台监控微机，通过后台监控微机的报警比如声音和/或发光报警提醒操作人员注意，此时将不能进行断路器的合闸操作。

合闸电路、未储能开关量信号回路和储能状态显示电路均由直流控制电源KM供电。直流控制电源KM例如为直流电压220V。储能回路和储能位置指示电路均由直流合闸电源HM供电。直流合闸电源HM例如为直流电压240V。

开关拨动机构可以包括弹簧储能操作机构曲柄上连接的小弯板或者为与棘轮相连的凸轮板。合闸弹簧储满能时，曲柄控制小弯板或凸轮板压下储能开关组1中的各个开关。

上述实施例的断路器弹簧储能的控制监测电路的具体工作过程如下：

旋转储能回路中的储能转换开关SA闭合，接通储能回路，储能电机M开始为合闸弹簧储能，轴套由减速箱中的大涡轮带动，当棘爪进入凸轮上的缺口时，带动储能轴转动，合闸弹簧被拉起而储上能，当合闸弹簧拉到最高后被合闸掣子锁住，此时合闸弹簧即储满能。

合闸弹簧储满能时，弹簧储能操作机构曲柄上的小连杆传动小弯板或者与棘轮相连的凸轮板压下储能开关组1中各个开关。储能回路中的第一常闭开关SP4断开，切断了储能电机M电源。同时，储能位置指示电路的第二常开开关SP5闭合，接通了储能位置指示电路，开关柜上侧控制柜门面板上的黄色储能位置指示灯HY点亮，表明合闸弹簧已储满能。同时，储能状态显示电路中的第三常开开关SP3闭合，接通了储能状态显示电路，开关状态指示仪3内部的数码显示管呈现红色，显示合闸弹簧已在储满能状态。同时，未储能开关量信号回路中的第二常闭开关SP2断开，切断未储能开关量信号回路，微机保护测控装置2的面板上的指示灯LD灭灯。同时，合闸电路中的第一常开开关SP1闭合，为断路器合闸操作做好准备。

合闸电路中的第一常开开关SP1闭合，当操作合闸控制开关1KK进行断路器合闸操作时，合闸控制开关1KK的合闸接点1和合闸接点2闭合，合闸继电器线圈HBJ得电，合闸线圈HQ得电，HBJ的接点自保持，在操作机构的作用下，完成断路器的合闸操作。

若合闸弹簧未储能或储能不成功，则未储能开关量信号回路中的第二常闭开关SP2一直在闭合状态，未储能开关量信号回路处于接通状态，微机保护测控装置2的面板上的指示灯LD点亮，显示合闸弹簧未储能报警。作为替代方式或附加方式，未储能开关量信号回路中的微机保护测控装置2能够检测到第二常闭开关SP2处于闭合状态，可以通过未储能开关量信号回路上的微机保护测控装置2的通信接口S3和S4通信传输合闸弹簧未储能开关量开入信号至后台监控微机，在后台监控微机通过声音和/或发光报警的形式提醒操作人员注意，此时将不能进行合闸操作，或者合闸操作不成功时，可通过检查报警事件信息快速确定是否为弹簧未储能故障。

本发明的断路器弹簧储能的控制监测电路能够实现弹簧储能回路故障的后台监测报警和储能回路故障的快速查找，提高故障查找效率。

下面对于利用本发明的断路器弹簧储能的控制监测电路进行弹簧储能回路故障查找，举几个应用实例。

实例1：“合闸弹簧未储能”报警故障

故障现象：某开关柜检修后，准备送电，但后台监控微机及微机保护测控装置2均显示“合闸弹簧未储能”报警。

处理经过：是否为弹簧未储能呢？工作人员查看开关状态指示仪3中的数码显示管，数码显示管呈现红色，表明弹簧已储满能。同时，检查储能位置的黄色指示灯点亮，也同样表明弹簧已储满能，为什么会报“合闸弹簧未储能”的报警呢？检查该开关柜控制柜门上的微机保护测控装置2，对其显示的“弹簧未储能”报警信息进行复归，“弹簧未储能”报警未返回。

弹簧已储满能，而“弹簧未储能”报警信息无法复归，说明未储能开关量信号回路存在故障。分析可能原因为：在合闸弹簧储能完成后，储能开关组1中的第二常闭开关SP2本应立即断开，实际上可能仍然闭合，一直向微机保护测控装置2发送合闸弹簧未储能开关量开入信号，提示“弹簧未储能”。第二常闭开关SP2可能已烧熔损坏，无法断开。断开直流控制电源KM开关，在弹簧释放能量和弹簧储满能时，用万用表的电阻档分别测试储能开关组1中的第二常闭开关SP2，SP2均一直导通，表明第二常闭开关SP2已损坏，接点无法断开，会一直接通弹簧未储能开关量开入信号回路，发出“弹簧未储能”的错误报警信息。将第二常闭开关SP2换新后恢复正常。

实例2：“断路器合闸回路”故障

故障现象：某110kV变电站组织春季电气设备清扫，对某10kV断路器1001进行保护联动校验测试，运行值班人员在后台监控机遥合操作时，不能成功合闸。

处理经过：先检查断路器的合闸的外围条件是否具备，检查发现弹簧储能电机M工作正常，且储能位置指示灯HY工作正常，也未发出“弹簧未储能”的报警信息。表明储能回路及储能位置指示信号回路以及未储能开关量信号回路均工作正常，检查测试断路器合闸回路中的断路器辅助常闭接点QF也闭合正常，在进一步用万用表的电阻档测试串联在合闸回路中的储能开关组1中的第一常开开关SP1时，测试该开关不导通，即该开关在弹簧储满能时未能适时动作闭合，说明其可能接触不良或已损坏。拆除接线发现其常开触点已损坏，将第一常开开关SP1换新后恢复正常工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，包括直流控制电源(KM)、与所述直流控制电源(KM)相连的为断路器合闸的合闸电路、以及与所述合闸电路并联的未储能开关量信号回路，还包括储能状态指示电路，其中，

所述未储能开关量信号回路包括储能开关组(1)中的常闭开关，在所述合闸弹簧储满能之前，所述未储能开关量信号回路处于接通状态指示所述合闸弹簧未储能；

所述储能状态指示电路包括储能开关组(1)中的常开开关；

所述合闸弹簧的操作机构包括开关拨动机构，所述合闸弹簧储满能时通过所述开关拨动机构拨动所述储能开关组(1)中各个开关，以使所述各个开关改变状态，从而接通所述储能状态指示电路指示所述合闸弹簧已储满能，同时断开所述未储能开关量信号回路。

2.根据权利要求1所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述合闸电路包括合闸控制开关(1KK)、微机保护测控装置(2)中的器件、储能开关组(1)中的常开开关、断路器辅助常闭接点(QF)、以及合闸线圈(HQ)，其中，所述微机保护测控装置(2)中的器件包括合闸继电器线圈(HBJ)，所述常开开关为第一常开开关(SP1)。

3.根据权利要求1所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，还包括直流合闸电源(HM)、以及与所述直流合闸电源(HM)相连的为合闸弹簧储能的储能回路。

4.根据权利要求3所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述储能回路包括储能转换开关(SA)、储能开关组(1)中的常闭开关、以及储能电机(M)，其中，所述常闭开关为第一常闭开关(SP4)。

5.根据权利要求3所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述储能状态指示电路包括与所述储能回路并联的储能位置指示电路。

6.根据权利要求5所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述储能位置指示电路包括储能位置指示灯(HY)和所述储能开关组(1)中的常开开关，其中，所述常开开关为第二常开开关(SP5)。

7.根据权利要求1或5所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述储能状态指示电路包括与所述合闸电路并联的储能状态显示电路。

8.根据权利要求7所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述储能状态显示电路包括开关状态指示仪(3)和所述储能开关组(1)中的常开开关，其中，所述常开开关为第三常开开关(SP3)。

9.根据权利要求8所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述开关状态指示仪(3)包括数码显示管。

10.根据权利要求1所述的断路器弹簧储能的控制监测电路，其特征在于，所述未储能开关量信号回路包括微机保护测控装置(2)中的器件和储能开关组(1)中的常闭开关，其中，所述微机保护测控装置(2)中的器件包括指示灯(LD)和通信接口(S3和S4)，所述常闭开关为第二常闭开关(SP2)。