高壓斷路器模塊式智能操作回路的制作方法
【專利摘要】一種高壓斷路器模塊式智能操作回路，它包括合閘操作回路、跳閘操作回路、主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路、低油壓閉鎖回路、禁合閘繼電器和禁跳閘繼電器；所述合閘操作回路包括手合回路、保護合閘回路、合閘位置回路、合閘監視回路、合閘回路和防跳回路；所述跳閘操作回路包括手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路、跳閘監視回路和跳閘回路。本實用新型通過采用模塊式智能操作回路整合了智能終端及高壓斷路器的操作回路，大大簡化了斷路器機構本身的設計，回路間聯系更簡單、明了；提高了斷路器控制回路的可靠性，降低了施工運維的復雜性，提高了工程建設的經濟性。
【專利說明】高壓斷路器模塊式智能操作回路
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種高壓斷路器，具體地說是一種高壓斷路器的模塊式智能操作 回路，通過連接控制回路和高壓斷路器本體來控制高壓斷路器進行分合操作。
【背景技術】
[0002] 斷路器是電力系統的主要控制對象。在電力系統中通過對斷路器的分、合操作，實 現控制潮流分布、指定運行方式、保護電網免遭短路損害等諸多功能。斷路器的控制是通過 電氣回路來實現的，為此，必須有對應的二次設備執行從后臺保護、測控設備發來的控制命 令。將高壓斷路器與后臺保護、測控設備聯系起來的二次設備即為斷路器的操作回路。
[0003] 斷路器的操作回路應滿足以下要求：
[0004] 1)能進行手動跳、合閘和由繼電保護與自動裝置實現跳合閘；
[0005] 2)能指示斷路器的分、合閘狀態，自動跳、合閘應有明顯信號；
[0006] 3)能監視電源及下次操作時分閘回路的完整性；
[0007] 4)有防止斷路器多次合閘的"跳躍"閉鎖裝置；
[0008] 5)當具有單相操作機構的斷路器按三相操作時，應有三相不一致的信號；
[0009] 6)彈簧操作機構應有彈簧是否完成儲能的閉鎖；液壓操作機構應有操作液壓閉 鎖。
[0010] 高壓斷路器的操作回路經過長期發展，各廠家的操作回路大同小異，后臺保護、測 控設備發往高壓斷路器的控制命令必須通過獨立的操作箱，再由操作箱往高壓斷路器本體 的操作回路發送控制命令，實現對斷路器的控制。整個控制過程中均傳輸的時電信號，控制 過程的流程如圖1所示。
[0011] 在常規變電站中，操作箱與高壓斷路器操作回路中的許多功能都是重復的，比如 兩者都有自身的"跳躍"閉鎖裝置、液壓（彈簧）閉鎖回路、三相不一致跳閘及信號回路等。 重復的回路設計造成不必要的器件、材料浪費，更重要的是會帶來回路可靠性的降低，以及 運維復雜性的提高。操作回路發生故障的可能性提高，且一旦發生故障后查找并排除故障 變得十分困難。
[0012] 2010年以來，隨著以"全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化"為特 征的智能變電站的建設，保護、測控裝置向高壓短路其發送的控制命令由電信號改變成了 滿足DL/T860規約的GOOSE命令的光信號。此時，操作箱必須具有光電裝換能力，將后臺保 護、測控設備的光信號控制命令轉化為斷路器能接受的電信號命令，此外操作箱還應具有 對時、遙信等其他功能，滿足該要求的操作箱稱為智能終端，操作流程如圖2所示。
[0013] 從常規變電站到智能變電站，常規變電站的操作箱僅增加了光電裝換模塊及信號 開入模塊（遙信），并未對整個操作回路的設計做出大的改進。但是，如圖3所示，在智能終 端和斷路器操作回路中存在很多功能重復的繼電器及刀閘輔助觸點，造成回路間聯系非常 復雜。
[0014] 隨著智能電網建設的逐步推廣，對變電站運行的可靠性要求也在逐步提高，作為 電力系統重要控制元件一斷路器操作回路的可靠性要求更加嚴格，因此有必要改進原有 斷路器操作回路，開發新型操作回路。 實用新型內容
[0015] 為了解決上述問題，本實用新型提供了一種結構簡單、功能齊全的高壓斷路器模 塊式智能操作回路。
[0016] 本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：高壓斷路器模塊式智能操作回 路，其特征是：包括合閘操作回路、跳閘操作回路、主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回 路、合閘低油壓閉鎖回路、低油壓閉鎖回路、禁合閘繼電器和禁跳閘繼電器；所述合閘操作 回路包括手合回路、保護合閘回路、合閘位置回路、合閘監視回路、合閘回路和防跳回路，所 述合閘回路與高壓斷路器的合閘線圈相連，所述的保護合閘回路、合閘監視回路和防跳回 路分別與合閘回路相連；所述跳閘操作回路包括手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路、跳 閘監視回路和跳閘回路，所述跳閘回路與高壓斷路器的跳閘線圈相連，所述的跳閘操作回 路包括手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路和跳閘監視回路分別與跳閘回路相連；所述的 主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路和跳閘監視回路的觸點串聯后接在跳閘回路與高 壓斷路器跳閘線圈之間，所述的合閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路和合閘監視回路的 觸點串聯后接在合閘回路與高壓斷路器合閘線圈之間，所述的主分閘低油壓閉鎖回路、低 氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路和低油壓閉鎖回路依次相連接，所述禁合閘繼電器的 觸點連接在合閘回路中，所述禁跳閘繼電器的觸點連接在合閘回路中。
[0017] 進一步地，還包括電源監視回路，所述電源監視回路連接在操作回路正電源+KM 和負電源-KM之間。
[0018] 進一步地，所述的合回路、保護合閘回路、合閘位置回路、手跳回路、非電量跳閘回 路、永跳回路、主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路和低油壓閉 鎖回路分別設置有高壓斷路器控制回路的開關量數據采集器。
[0019] 本實用新型的有益效果是：本實用新型通過采用模塊式智能操作回路整合了智能 終端及高壓斷路器的操作回路，大大簡化了斷路器機構本身的設計，斷路器僅提供跳合閘 線圈即可，其余所有輔助回路均納入模塊式智能操作回路中去。與常規智能終端與斷路器 聯系相比，本實用新型的整個聯系回路僅設置一套閉鎖、保持繼電器，回路間聯系更簡單、 明了；提高了斷路器控制回路的可靠性，降低了施工運維的復雜性，提高了工程建設的經濟 性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的 其它特征、目的和優點將會變得更明顯：
[0021] 圖1為現有技術的常規變電站斷路器的控制回路原理圖；
[0022] 圖2為現有技術的智能變電站斷路器控制回路原理圖；
[0023] 圖3為現有技術的智能終端與高壓斷路器的操作回路電路原理圖；
[0024] 圖4為本實用新型的操作回路電路原理圖；
[0025] 圖5為本實用新型的控制回路原理圖。
【具體實施方式】
[0026] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本實用新型的不同結構。為 了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本實用新型可 以在不同例子中重復參考數字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不 指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定 按比例繪制。本實用新型省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制 本實用新型。
[0027] 如圖4所示，本實用新型的一種高壓斷路器模塊式智能操作回路，它包括合閘操 作回路、跳閘操作回路、主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路、低 油壓閉鎖回路、禁合閘繼電器和禁跳閘繼電器；所述合閘操作回路包括手合回路、保護合閘 回路、合閘位置回路、合閘監視回路、合閘回路和防跳回路，所述合閘回路與高壓斷路器的 合閘線圈相連，所述的保護合閘回路、合閘監視回路和防跳回路分別與合閘回路相連；所述 跳閘操作回路包括手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路、跳閘監視回路和跳閘回路，所述 跳閘回路與高壓斷路器的跳閘線圈相連，所述的跳閘操作回路包括手跳回路、非電量跳閘 回路、永跳回路和跳閘監視回路分別與跳閘回路相連；所述的主分閘低油壓閉鎖回路、低氣 壓閉鎖回路和跳閘監視回路的觸點串聯后接在跳閘回路與高壓斷路器跳閘線圈之間，所述 的合閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路和合閘監視回路的觸點串聯后接在合閘回路與高 壓斷路器合閘線圈之間，所述的主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖 回路和低油壓閉鎖回路依次相連接，所述禁合閘繼電器的觸點連接在合閘回路中，所述禁 跳閘繼電器的觸點連接在合閘回路中。
[0028] 進一步地，本實用新型的高壓斷路器模塊式智能操作回路還包括電源監視回路， 所述電源監視回路連接在操作回路正電源+KM和負電源-KM之間。
[0029] 進一步地，本實用新型所述的合回路、保護合閘回路、合閘位置回路、手跳回路、非 電量跳閘回路、永跳回路、主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路 和低油壓閉鎖回路分別設置有高壓斷路器控制回路的開關量數據采集器。
[0030] 如圖5所示，本實用新型整合了智能終端及高壓斷路器的操作回路，將二者合二 為一，將模塊式智能操作回路安裝于一次設備本體，直接充當保護測控設備與高壓斷路器 本體的接口，使得整個控制過程大大簡化。
[0031] 本實用新型通過連接控制回路和高壓斷路器本體來控制高壓斷路器進行分合操 作，下面對控制回路的結構組成進行詳細說明。
[0032] 1、中央控制單元：由高性能嵌入式DSP處理器、現場可編程門陣列（FPGA)、以太網 控制器及其他外設組成。主要實現裝置管理、跳合閘邏輯、goose通訊、事件記錄等功能。 DSP插件通過CAN總線與裝置內其他插件實現數據交換，通過RS-232總線實現顯示和調試 數據通信。此插件設計有兩組光纖以太網接口，可以實現雙網的實時GOOSE通信，負責與保 護和測控裝置進行數據交換，一方面接收保護和測控裝置的GOOSE動作命令并進行解析處 理，另一方面將開入插件采集到的一次設備狀態量信號通過G00SE報文傳送給保護測控裝 置。
[0033] 2、遙信開入單元：采集包括斷路器位置、刀閘位置等的一次設備的狀態量信號，然 后通過內部總線送給DSP插件。通過智能開入插件，可以把間隔內所有的開關量信號進行 就地集中采集，然后通過GOOSE網上送給保護和測控裝置，這樣能夠省去大量長距離的電 纜。工作電壓為直流110V/220V，由于采用了 A/D采樣的方式來檢測開入電壓，因此當開入 電壓<額定工作電壓的60%時，開入保證為0,當開入電壓>額定工作電壓的70%時，開入 保證為1。
[0034] 3、LED指示信號燈
[0035] LED板為一塊相對獨立的板卡，由LED指示燈和數字處理器組成，它通過內部總線 接收DSP插件的數據完成LED指示燈的顯示控制，同時提供一個RS-232調試接口，便于調 試人員通過PC機下載程序和查看裝置運行狀態。
[0036] 4、執行單元
[0037] 具有跳合閘電流自保持功能、跳合位監視、"防跳"、三相不一致保護、液壓（彈簧） 閉鎖功能。
[0038] 以上所述只是本實用新型的優選實施方式，對于本【技術領域】的普通技術人員來 說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被 視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 高壓斷路器模塊式智能操作回路，其特征是：包括合閘操作回路、跳閘操作回路、主 分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路、低油壓閉鎖回路、禁合閘繼 電器和禁跳閘繼電器；所述合閘操作回路包括手合回路、保護合閘回路、合閘位置回路、合 閘監視回路、合閘回路和防跳回路，所述合閘回路與高壓斷路器的合閘線圈相連，所述的保 護合閘回路、合閘監視回路和防跳回路分別與合閘回路相連；所述跳閘操作回路包括手跳 回路、非電量跳閘回路、永跳回路、跳閘監視回路和跳閘回路，所述跳閘回路與高壓斷路器 的跳閘線圈相連，所述的跳閘操作回路包括手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路和跳閘監 視回路分別與跳閘回路相連；所述的主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路和跳閘監視 回路的觸點串聯后接在跳閘回路與高壓斷路器跳閘線圈之間，所述的合閘低油壓閉鎖回 路、低氣壓閉鎖回路和合閘監視回路的觸點串聯后接在合閘回路與高壓斷路器合閘線圈之 間，所述的主分閘低油壓閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路和低油壓閉鎖回 路依次相連接，所述禁合閘繼電器的觸點連接在合閘回路中，所述禁跳閘繼電器的觸點連 接在合閘回路中。
2. 根據權利要求1所述的高壓斷路器模塊式智能操作回路，其特征是：還包括電源監 視回路，所述電源監視回路連接在操作回路正電源+KM和負電源-KM之間。
3. 根據權利要求1或2所述的高壓斷路器模塊式智能操作回路，其特征是：所述的合 回路、保護合閘回路、合閘位置回路、手跳回路、非電量跳閘回路、永跳回路、主分閘低油壓 閉鎖回路、低氣壓閉鎖回路、合閘低油壓閉鎖回路和低油壓閉鎖回路分別設置有高壓斷路 器控制回路的開關量數據采集器。
【文檔編號】H02J13/00GK203850926SQ201420282436
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】盧福木, 郭宜果, 吳健, 于昉, 劉海濤, 侯源紅, 李越, 金瑤, 張春輝, 李沐 申請人:國家電網公司, 國網山東省電力公司經濟技術研究院