CN108092286A - 一种防止安装短路的继电器式换相开关 - Google Patents

Abstract

一种防止安装短路的继电器式换相开关，属供电领域。所述的继电器式换相开关包括三相换相开关，其在三相换相开关的A、B、C相进线端之前，分别设置一个1P微型断路器；三个1P微型断路器的进线端，分别与进线电源的A、B、C相对应连接，三个1P微型断路器的出线端，分别与三相换相开关的A、B、C相进线端对应连接；所述的三个1P微型断路器，可以分别单独实现三相换相开关A、B、C相进线端与进线电源的A、B、C相之间的通断。其既保留了原有3P微型断路器模式换相开关的所有优点，又克服了3P微型断路器连接模式下换相开关安装时易引发的相间短路问题。可广泛用于低压供电或电网运行管理领域。

Description

一种防止安装短路的继电器式换相开关

技术领域

本发明属于供电领域，尤其涉及一种用于可使三相供电线路相间负荷分配调整均衡的开关装置。

背景技术

作为一个整体的供电***，在三相供电线路中，各相线间的负荷分配均衡是十分有必要的，这不仅涉及到三相供电线路的相线电流均衡问题，还涉及到减少线路损耗、电网的经济运行及安全等诸多方面的问题。由于供电***三相负荷的不平衡，某一相负荷偏大，使线路损耗增加。同时，这一相线路在大负荷下工作，既会影响变压器的运行安全，又降低了变压器的供电能力。

故此，三相供电线路中相线负荷的均衡分配，对整个配电网的经济、安全运行，以及保证配电设备的可靠性，均是十分关键的。

在低压配电网中加装三相换相开关，用于低压配电网负荷不平衡的调整，是解决三相负荷不平衡，降低线路损耗，改善线路末端低电压的重要技术措施。

如图1中所示，目前市场上通行的继电器式换相开关H主回路部分的电路结构，通常由三个通断式继电器J1、J2、J3组成，其中的通断式继电器J1、J2、J3是三个单相分体式结构；其前端分别连接到A、B、C三相线路上，后端输出连接在一起，受换相开关控制电路的控制，通断式继电器J1、J2、J3可分别进行通、断动作，但每次只能一个接通，可将A、B、C三相电源的任一相切换至换相开关的输出端L，构成换相开关的整体主接线电路。

为防止发生相间短路和线路短路事故，引发对换相开关H中各个通断式继电器J1、J2、J3造成损坏，在换相开关H前端的线路上，通常需再加装一个3P微型断路器K(P在此代表极，1P、3P指断路器的极数，1P表示通断一路电源的开关，3P表示同时通断三路电源的开关，3P+N表示三路开关加一零线，同时，1P表示微型断路器是单相开关单动形式，3P表示三相开关同时联动，此属业内公知技术，下同)，利用3P微型继电器K的短路保护特性，以保证在发生相间短路和线路短路事故时，起到对换相开关H中继电器的保护作用。

这种接线模式和工作方法的优点：

一、结构简单，成本低；

二、工作可靠性相对比转换继电器高；

三、能在发生相间短路或线路短路时，利用3P微型断路器K的短路保护特性，起到对换相开关H中各个继电器的保护作用。

但是，在实际工作中发现，上述这种接线模式和工作方法存在以下问题：

其一，在安装时，因通断继电器J1、J2、J3的初始状态位不确定，当有两个或三个继电器同时都处于接通状态的情况下，3P微型断路器K合闸送电时，就会发生相间短路事故。

要避免此类事故的发生，调试时需要专业安装人员严格按照一定的方法流程操作才行，稍有不慎就会发生相间短路事故，很不安全，给工程施工造成很大障碍。

其二，当换相开关H的控制电路或工作相的通断继电器J1、J2或J3发生故障，导致线路断电，若控制电路同时出现控制失灵，又是发生在夜间或雨雪天时，不便更换换相开关的情况下，要快速恢复供电，只能采取外接旁路措施，跳过整个换相开关H进行接线，实施起来很是麻烦，不便于快速恢复供电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防止安装短路的继电器式换相开关。将原来连接换相开关的3P微型断路器K，改为在换相开关壳体内部或外部连接的三个独立的1P微型断路器K1、K2、K3，分别对应连接第一至第三继电器J1、J2、J3组成。其既保留了原有3P微型断路器模式换相开关的所有优点，又克服了它的严重不足，使得通断式继电器换相开关技术有了一个质的飞跃。

本发明的技术方案是：提供一种防止安装短路的继电器式换相开关，包括三相换相开关，所述的三相换相开关包括第一至第三通断式继电器J1、J2、J3和对应的电控模块；所述的电控模块包括一个功能开关GK、第一至第三相位按键开关A、B、C和对应的控制电路；所述的功能开关GK有“初始化”、“换相”和“供电”三个档位，用以控制电控模块处于不同的工作模式；所述的第一至第三相位按键开关A、B、C用以分别手动控制第一至第三通断式继电器对应的通断或线路相位的切换，其特征是：

在三相换相开关的A、B、C相进线端之前，分别设置一个1P微型断路器；

所述三个1P微型断路器的进线端，分别与进线电源的A、B、C相对应连接，所述三个1P微型断路器的出线端，分别与三相换相开关的A、B、C相进线端对应连接；

所述的三个1P微型断路器，可以分别单独实现三相换相开关A、B、C相进线端与进线电源的A、B、C相之间的通断。

进一步的，所述的三个1P微型断路器设置在三相换相开关壳体的内部或外部。

进一步的，所述的第一至第三通断式继电器J1、J2、J3为永磁式继电器。

具体的，所述的三个1P微型断路器由A相微型断路器K1、B相微型断路器K2和C相微型断路器K3组成；其中，A相微型断路器K1的进线端，与进线电源的A相对应连接，A相微型断路器K1的出线端，与三相换相开关的A相进线端对应连接；B相微型断路器K2的进线端，与进线电源的B相对应连接，B相微型断路器K2的出线端，与三相换相开关的B相进线端对应连接；C相微型断路器K3的进线端，与进线电源的C相对应连接，C相微型断路器K3的出线端，与三相换相开关的C相进线端对应连接。

所述三相换相开关在进行送电调试时，按照下列操作步骤进行：

1)把所述换相开关壳体上的功能开关GK打到“初始化”位置上，对换相开关内的各个继电器状态位进行初始化设置；

2)将A相微型断路器K1合上，换相开关的辅助控制电源接通；

3)手动按动一下换相开关壳体上对应的第一相位按键开关A，换相开关的电控模块就会给其对应的第一永磁继电器J1的线圈加一反向电压，使其断开；

4)此时，观察换相开关的输出电压和电流，确认换相开关的输出电压和电流显示都为零后，表明第一永磁继电器J1的状态初始化已完成；

5)将B相微型断路器K2合上，再用与2)至4)步骤相同的操作方法完成第二永磁继电器J2的状态初始化；

6)同样地，对C相微型断路器K3进行相同的操作，完成第三永磁继电器J3的状态初始化；

7)将换相开关壳体上的功能开关GK打到“换相”位置上，对换相开关的工作状态进行初始化设置；

8)按动一下换相开关壳体上A相对应的第一相位按键开关A，换相开关的控制电路就会给其对应的第一永磁继电器J1的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到A相线路上开始供电运行，至此，换相开关的初始化设置便告结束，换相开关就正式进入到三相负荷自动调整的状态；

9)类似地，如果在执行第8)步骤时，按动一下换相开关壳体上B相或C相对应的第二相位按键开关B或第三相位按键开关C，换相开关的控制电路就会给其对应的第二永磁继电器J2或第三永磁继电器J3的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到B相或C相线路上开始供电运行。

进一步的，当换相开关损坏停止供电后，需要应急恢复供电时，只需先将换相开关壳体上的功能开关GK打到“供电”的位置上，该换相开关就退出了三相负荷自动调整的工作状态，尔后便可按照下列操作步骤进行供电设置：

避开损坏相，手动按动一下换相开关壳体上想用来供电相对应的相位按键开关，换相开关便会通过控制电路给其对应相的通断式继电器或永磁继电器线圈加一正向电压使其接通，至此，“供电”操作完毕，换相开关即可恢复供电运行。

进一步的，所述的送电调试操作步骤，适用于换相继电器式换相开关前端连接1P微型断路器的连接模式，所述的供电设置操作步骤，也适用于换相继电器式换相开关前端连接3P微型断路器的连接模式。

进一步的，所述的送电调试操作步骤或供电设置操作步骤，适用于单相辅助电源的换相开关，也适用于三相辅助电源的换相开关。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.本技术方解决了3P微型断路器(简称微断，下同)连接模式下换相开关安装时易引发的相间短路问题：在安装前，先把三个1P微断K1、K2、K3全部断开，即可进行安装，待安装完毕，接上电源即可进行调试。

2.本技术方解决了换相开关损坏停电后的快速恢复供电问题，在换相开关损坏停止供电后应急恢复供电时，只需先将换相开关壳体上的功能开关GK打到“供电”的位置上，该换相开关就退出了三相负荷自动调整的工作状态，尔后便可进行“供电”设置。

3.本技术方案仅适用于换相继电器式换相开关前端连接1P微断的连接模式；其恢复供电功能，也适用于换相继电器式换相开关前端连接3P微断的连接模；不仅适用于单相辅助电源的换相开关，也适用于三相辅助电源的换相开关。

4.本技术方案操作简便，无需采用旁路措施，大大减轻了现场运行电工的维护工作，又能及时恢复供电，提高了电网的运营效率。

附图说明

图1是现有换相开关前端加装3P微型断路器的主回路电连接关系示意图；

图2是本发明换相开关前端加装3个1P微型断路器的主回路电连接关系示意图；

图3是本发明另一种换相开关前端加装3个1P微型断路器的主回路电连接关系示意图；

图4是本技术方案实施例的主回路电连接关系示意图。

图中K为现有3P微型断路器，H为换相开关，K1至K3为第一至第三1P微型断路器，J1至J3为第一至第三永磁继电器，A、B、C为三相电源，L为换相开关的第一输出端(即俗称的火线)，N为换相开关的第二输出端(即俗称的零线)，GK为功能开关，A、B、C为分别对应于A、B、C相的第一至第三相位按键开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图2和图3中，本发明的技术方案提供了一种防止安装短路的继电器式换相开关，包括三相换相开关，所述的三相换相开关包括第一至第三通断式继电器J1、J2、J3和对应的电控模块；所述的电控模块包括对应的控制电路和一个功能开关GK与三个相位按键开关A、B、C，所述的功能开关有“初始化”、“换相”和“供电”三个档位，用以控制电控模块处于不同的工作模式；所述的三个相位按键开关A、B、C，用以分别手动控制三个继电器的通断或线路相位的切换，其发明点在于：

在三相换相开关H的A、B、C相进线端之前，分别设置一个1P微型断路器K1、K2、K3(简称微断，下同)；

三个1P微型断路器K1、K2和K3的进线端，分别与进线电源的A、B、C相对应连接，三个1P微型断路器K1、K2和K3的出线端，分别与三相换相开关H的A、B、C相进线端对应连接；

在本技术方案中，三个1P微型断路器K1、K2和K3，可以分别单独实现三相换相开关A、B、C相进线端与进线电源的A、B、C相之间的通断。

在本技术方案中，三个1P微型断路器可以设置在三相换相开关的壳体内部或外部。

图2所示为三个1P微型断路器设置在三相换相开关壳体内部的实施例，图3所示为三个1P微型断路器设置在三相换相开关壳体外部的实施例。

具体的，所述的第一至第三通断式继电器J1、J2、J3为永磁式继电器(简称继电器，下同)。

进一步的，所述的三个1P微型断路器由A相微型断路器K1、B相微型断路器K2和C相微型断路器K3组成，其中，A相微型断路器K1的进线端，与进线电源的A相对应连接，A相微型断路器K1的出线端，与三相换相开关的A相进线端对应连接；B相微型断路器K2的进线端，与进线电源的B相对应连接，B相微型断路器K2的出线端，与三相换相开关的B相进线端对应连接；C相微型断路器K3的进线端，与进线电源的C相对应连接，C相微型断路器K3的出线端，与三相换相开关的C相进线端对应连接。

本技术方案在进行“送电”调试时，需按照下列操作步骤进行：

1)把所述换相开关壳体上的功能开关GK打到“初始化”位置上，对换相开关内的各个继电器状态位进行初始化设置；

2)将与A相对应的第一微型断路器K1合上，换相开关辅助控制回路的电源接通；

3)用手按动一下换相开关壳体上与A相对应的第一按键开关“A”，换相开关的电控模块就会给其与A相线路对应的第一永磁继电器J1的线圈加一反向电压，使其断开；

4)此时，观察换相开关火线输出端“L”的输出电流I，以及“L”端与“0”端之间的输出电压V，确认换相开关的输出电压和输出电流显示都为零后，表明与A相线路所对应的第一永磁继电器J1的状态初始化已完成；

5)将与B相相对应的第二微型断路器K2合上，再用与2)至4)步骤相同的操作方法完成与B相对应的第二永磁继电器J2的状态初始化；

6)同样地，对C相的第三微型断路器K3进行相同的操作，完成第三个永磁继电器J3的状态初始化；

7)将换相开关壳体上的功能开关GK打到“换相”位置上，对换相开关的工作状态进行初始化设置；

8)按动一下换相开关壳体上A相对应的第一按键开关“A”，换相开关的控制电路就会给其与A相对应的第一永磁继电器J1的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到A相线路上开始供电运行，至此，换相开关的初始化设置便告结束，换相开关就正式进入到三相负荷自动调整的状态；

9)类似地，如果在执行第8)步骤时，按动一下换相开关壳体上与B相或C相对应的第二按键开关“B”或第三按键开关“C”，换相开关的控制电路就会给其对应的第二继电器J2或第三继电器J3的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到B相或C相线路上开始供电运行。

上述这种操作模式，既保留了现有3P微型断路器模式换相开关的所有优点，又克服了它的严重不足。

本发明技术方案的改进点虽然只是一个小小的变动，却起到了画龙点睛的作用，就跟田忌赛马一样，它使通断式继电器换相开关的技术有了一个质的飞跃。

该操作模式十分简洁，无需专业人员，彻底解决了因继电器“初始化”状态位不确定，导致的安装短路引发的电网安全问题和调试困难问题，大大提高了安装效率，降低了工程成本。

参见图4中所示，假定换相开关H原来工作在B相电源上。

此时，三个1P微型断路器K1至K3均处于“闭合”状态，第二永磁继电器J2处于接通状态，接通B相电源和换相开关的火线输出端L，从整个供电***来看，负荷均由B相电源供电，即俗称的“工作在B相电源上”。

当B相继电器J2损坏断开，或因控制电路损坏使B相继电器断开时，换相开关H停止供电。

在原B相继电器对应的控制电路又失灵的情况下，此时要恢复供电，需先将换相开关壳体上的功能开关GK打到“供电”的位置上，此时该换相开关就退出了“三相负荷自动调整”的工作状态。

尔后再手动按动一下换相开关壳体上想用来供电相的按键开关(由于B相故障，故此时仅可选择“A”相或“C”相按钮，即前述的第一或第三相位按钮开关)，假定为C相，则按动标注为“C”的按键开关，换相开关的电控模块便会通过控制电路给C相对应的第三永磁继电器J3的线圈加一正向电压使其接通，至此供电操作完毕，换相开关便由C相恢复供电运行。

此时，如图4中所示，三个1P微型断路器K1至K3均处于“闭合”状态，第三永磁继电器J3处于“接通”状态，接通C相电源和换相开关的火线输出端L，从整个供电***来看，负荷均由C相电源供电，即俗称的“工作在C相电源上”。

本技术方案上述的操作步骤，适用于换相继电器式换相开关前端连接1P微型断路器的连接模式，其恢复供电功能也可适用于换相继电器式换相开关前端连接3P微型断路器的连接模式。

同样地，本技术方案所述的操作步骤适用于单相辅助电源的换相开关，也适用于三相辅助电源的换相开关。

由于本发明在换相开关壳体内部或外部，设置了三个独立的1P微型断路器，分别连接对应的第一至第三继电器，既解决了3P微型断路器连接模式下换相开关安装时易引发的相间短路问题；又解决了换相开关损坏停电后的快速恢复供电问题，送电前的“初始化”操作或发生故障后的“恢复供电”操作简便，无需采用旁路措施，大大减轻了现场运行电工的维护工作，又能及时恢复供电，提高了电网的运营效率。

本发明可广泛用于低压供电或电网运行管理领域。

Claims (8)

1.一种防止安装短路的继电器式换相开关，包括三相换相开关，所述的三相换相开关包括第一至第三通断式继电器J1、J2、J3和对应的电控模块；所述的电控模块包括一个功能开关GK、第一至第三相位按键开关A、B、C和对应的控制电路；所述的功能开关GK有“初始化”、“换相”和“供电”三个档位，用以控制电控模块处于不同的工作模式；所述的第一至第三相位按键开关A、B、C用以分别手动控制第一至第三通断式继电器对应的通断或线路相位的切换，其特征是：

在三相换相开关的A、B、C相进线端之前，分别设置一个1P微型断路器；

所述三个1P微型断路器的进线端，分别与进线电源的A、B、C相对应连接，所述三个1P微型断路器的出线端，分别与三相换相开关的A、B、C相进线端对应连接；

所述的三个1P微型断路器，可以分别单独实现三相换相开关A、B、C相进线端与进线电源的A、B、C相之间的通断。

2.按照权利要求1所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述的三个1P微型断路器设置在三相换相开关壳体的内部或外部。

3.按照权利要求1所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述的第一至第三通断式继电器J1、J2、J3为永磁式继电器。

4.按照权利要求1所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述的三个1P微型断路器由A相微型断路器K1、B相微型断路器K2和C相微型断路器K3组成；其中，A相微型断路器K1的进线端，与进线电源的A相对应连接，A相微型断路器K1的出线端，与三相换相开关的A相进线端对应连接；B相微型断路器K2的进线端，与进线电源的B相对应连接，B相微型断路器K2的出线端，与三相换相开关的B相进线端对应连接；C相微型断路器K3的进线端，与进线电源的C相对应连接，C相微型断路器K3的出线端，与三相换相开关的C相进线端对应连接。

5.按照权利要求1或4所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述三相换相开关在进行送电调试时，按照下列操作步骤进行：

1)把所述换相开关壳体上的功能开关GK打到“初始化”位置上，对换相开关内的各个继电器状态位进行初始化设置；

2)将A相微型断路器K1合上，换相开关的辅助控制电源接通；

3)手动按动一下换相开关壳体上对应的第一相位按键开关A，换相开关的电控模块就会给其对应的第一永磁继电器J1的线圈加一反向电压，使其断开；

4)此时，观察换相开关的输出电压和电流，确认换相开关的输出电压和电流显示都为零后，表明第一永磁继电器J1的状态初始化已完成；

5)将B相微型断路器K2合上，再用与2)至4)步骤相同的操作方法完成第二永磁继电器J2的状态初始化；

6)同样地，对C相微型断路器K3进行相同的操作，完成第三永磁继电器J3的状态初始化；

7)将换相开关壳体上的功能开关GK打到“换相”位置上，对换相开关的工作状态进行初始化设置；

8)按动一下换相开关壳体上A相对应的第一相位按键开关A，换相开关的控制电路就会给其对应的第一永磁继电器J1的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到A相线路上开始供电运行，至此，换相开关的初始化设置便告结束，换相开关就正式进入到三相负荷自动调整的状态；

9)类似地，如果在执行第8)步骤时，按动一下换相开关壳体上B相或C相对应的第二相位按键开关B或第三相位按键开关C，换相开关的控制电路就会给其对应的第二永磁继电器J2或第三永磁继电器J3的线圈加一正向电压使其接通，从而将负荷切到B相或C相线路上开始供电运行。

6.按照权利要求1或4所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是当换相开关损坏停止供电后，需要应急恢复供电时，只需先将换相开关壳体上的功能开关GK打到“供电”的位置上，该换相开关就退出了三相负荷自动调整的工作状态，尔后便可按照下列操作步骤进行供电设置：

避开损坏相，手动按动一下换相开关壳体上想用来供电相对应的相位按键开关，换相开关便会通过控制电路给其对应相的通断式继电器或永磁继电器线圈加一正向电压使其接通，至此，“供电”操作完毕，换相开关即可恢复供电运行。

7.按照权利要求5或6所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述的送电调试操作步骤，适用于换相继电器式换相开关前端连接1P微型断路器的连接模式；所述的供电设置操作步骤，也适用于换相继电器式换相开关前端连接3P微型断路器的连接模式。

8.按照权利要求5或6所述的防止安装短路的继电器式换相开关，其特征是所述的送电调试操作步骤或供电设置操作步骤，适用于单相辅助电源的换相开关，也适用于三相辅助电源的换相开关。