CN210838466U - 一种10kV电容器用真空断路器控制回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种10kV电容器用真空断路器控制回路，包括合闸回路和分闸回路，合闸回路包括第一辅助子开关QF1、线圈RO、继电器KO、合闸线圈HQ、储能行程开关S1、第二辅助子开关QF2；分闸回路包括第三辅助子开关QF3，第三辅助子开关QF3的第一端与分闸线圈TQ连接。能够有效避免无功补偿装置投、切频繁操作导致的由于二极管损坏而导致的控制回路断线故障，大大提高了变电站站中电容器组的安全稳定运行的可靠性，提高了设备的可靠性，保障了供电可靠性,同时降低了运维人成本。

Description

一种10kV电容器用真空断路器控制回路

技术领域

本实用新型属于真空断路器控制回路技术领域，具体涉及一种10kV电容器用真空断路器控制回路。

背景技术

目前所用的110kV变电站所用的10kV无功补偿装置电容器组，据统计，该4台电容器的断路器控制回路断线缺陷在一年内发生高达8起，给设备的安全稳定运行造成了很大的威胁，也给运维人员增加了很多不必要的工作，无形中也增加了运维成本。继电保护专业人员每次到现场处理该缺陷，原因都是该型号的断路器控制回路中PCD板上的整流元件故障，更换新的板件后即控制回路断线即复归，缺陷消除。对这几起控制回路断线缺陷的原因总结分析，发现控制回路断线的原因有两种，一是断路器控制电源空开在断开状态，一合空开即跳开，有明显短路现象；二是分、合闸回路的控制回路断线。这4组电容器的断路器采用的都是ZN63A-12(VS1) 型号的柜内手车式断路器。该断路器的控制回路中包括有桥型整流器构成。桥型整流器的主要作用在于将交流整流为直流，为断路器执行机构提供电源。

控制回路断线的都是由于桥整流器的二极管元件损坏。桥整流器发生故障后,导致断路器无法工作.主要原因是由于电容器无功补偿装置操作频繁，投、切时会产生较大冲击电压和电流，会导致二极管短路或断路引发桥整流器部分故障,导致断路器控制电源中断,增加了设备的故障率,影响供电正常运行。

桥型整流器实际是由4个二极管组成，其作用是把交流电源通过4个二极管整流变成直流电源，为断路器操作机构提供电源，主要用于早期变电站内无直流电源等设备的场合，通过交流整流变成直流电源用于断路器的分、合闸、电机回路等。但由于断路器控制***设置整流回路，多了一个可能的故障点，提高了断路器运行故障率，且现场不方便维修，故障件的采购周期长，故障时严重影响供电可靠性，所以有必要对现有的断路器控制回路进行改进。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种10kV电容器用真空断路器控制回路，控制回路中不再设置桥型整流器，大大降低了断路器运行故障率，进而提高了供电可靠性。

为达到上述目的，本实用新型一种10kV电容器用真空断路器控制回路，包括合闸回路和分闸回路，所述合闸回路包括第一辅助子开关QF1，第一辅助子开关QF1与触点k连接，所述触点k和触点l为一对触点，所述触点l与线圈RO第一端连接，所述线圈RO第二端与继电器KO的线圈的第二端连接，继电器KO的线圈第一端与合闸线圈HQ第一端以及触点b连接，所述触点b和触点a为一对触点，所述合闸线圈HQ第二端与储能行程开关S1第一端连接，所述储能行程开关S1第二端与第二辅助子开关QF2的第一端连接，所述第二辅助开关 QF2的第二端通过闭锁线圈辅助接点S与继电器KO的常闭触点连接，所述继电器KO的常开触点与第一辅助子开关QF1的第一端连接，所述继电器KO的动触点与第一辅助子开关QF1 的第二端连接；

所述分闸回路包括第三辅助子开关QF3，所述第三辅助子开关QF3的第一端与分闸线圈 TQ连接。

进一步的，还包括闭锁回路，所述闭锁回路包括第四辅助子开关QF4，所述第四辅助子开关QF4的第一端通过触点q与电阻R1第一端连接，所述电阻R1第二端和闭锁线圈Y1连接，所述触点q和触点p是一对触点，所述触点p和电阻R1的第二端连接；所述第四辅助子开关 QF4的第二端与开关S8以及开关S9连接，所述闭锁线圈Y1与闭锁线圈辅助接点S的动触点连接。

进一步的，还包括电机回路，电机回路包括并联的储能行程开关S1、储能行程开关S2、储能行程开关S3和储能行程开关S4，储能行程开关S2与储能电机M串联，储能电机M用于带动储能弹簧动作，完成断路器触头的合闸或分闸。

进一步的，还包括带电指示触点，带电指示触点和带电指示灯连接，带电指示触点为常开触点，断路器合闸后，常开触点闭合，带电指示灯亮。

进一步的，还包括电机储能触点，电机储能触点与电机储能指示灯连接；合闸时，电机储能指示灯亮起。

进一步的，还包括试验位置微动开关和工作位置微动开关，试验位置和工作位置微动开关用于提供断路器的位置信号。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果，真空断路器在对电容器投入的瞬间有个短暂的充电过程，此过程是一个相当于短路的暂态过程，对于正好处于较高电压相位的相来说，会有很大的冲击电流流过开关触头，同时，由于限流电抗器的存在，又会因阻容震荡产生很高的谐波过电压，这是造成电弧成倍增加的根本原因。电容器组在断开前已经被充电，自身具有一定的电压，开关接到分闸指令后断开，电弧熄灭，外部线路为随着时间而不断变化极性的交流电压，因此开关断开后将受反向的电压，使开关断口最大可能承受二倍的正常线路电压，所以电容器无功补偿装置操作频繁，投、切时会产生较大冲击电压和电流，会导致二极管短路或断路。通过对断路器控制回路优化设计，取消控制回路中的桥型整流器后，能够有效避免无功补偿装置投、切频繁操作导致的由于二极管损坏而导致的控制回路断线故障，大大提高了变电站站中电容器组的安全稳定运行的可靠性，提高了设备的可靠性，保障了供电可靠性,同时降低了运维人成本。在满足使用要求,提高其性能和可靠性的同时,还省去了桥型整流器的采购费用和检修费用,降低采购成本。

附图说明

图1为本实用新型控制回路电路图。

附图中：HQ为合闸线圈，TQ为分闸线圈，M为储能电机，QF为辅助开关，S为闭锁线圈辅助接点，S1-S4为储能行程开关，S8为连锁用行程开关，S9为连锁用行程开关，Y1为闭锁线圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

目前,变电站普遍设置了站用直流屏,可利用站用直流屏为断路器操作机构提供电源，辅助开关的1号和2号端子接直流屏电源。在10kV电容器断路器的控制回路里，取消整流回路。

参照图1，一种10kV电容器用真空断路器控制回路包括核心的4个回路：分别是电机回路、分闸回路、合闸回路和闭锁回路。

电机回路用于为断路器的弹簧操作机构提供能量，电机带动储能弹簧以压缩和释放的方式，完成断路器触头合分闸所需要的能量，即将电能转换为机械能。

分闸回路用来分闸，一般控制面板上有分闸按钮，给出指令，在自动运行状态下，目前大多数通过微机保护装置来给出信号---比如在被保护设备发生电气故障情况下。

合闸回路用来合闸的，由控制面板上的合闸按钮，给出指令。

闭锁回路用于两台以上断路器的连锁，现在重要的负荷都设置有两路进线，即两个电源，其中一个备用电源，一般使用其中一个电源供电，所以需要对断路器进行连锁控制。

电机回路包括并联的储能行程开关S1、储能行程开关S2、储能行程开关S3和储能行程开关S4，其中储能电机M与储能行程开关S2串联。

合闸回路包括第一辅助子开关QF1，第一辅助子开关QF1的第一端与14号接线端子连接，第一辅助子开关QF1的第二端与触点k连接，触点l与线圈RO第一端连接，线圈RO第二端与继电器KO的线圈的第二端连接，继电器KO的线圈第一端与合闸线圈HQ第一端以及触点b连接，触点a与4号接线端子连接，触点b和触点a为一对触点，合闸线圈HQ第二端与储能行程开关S1第一端连接，储能行程开关S1第二端与第二辅助子开关QF2的第一端连接，第二辅助开关QF2的第二端通过闭锁线圈辅助接点S与继电器KO的常闭触点连接，继电器 KO的常开触点与第一辅助子开关QF1的第一端连接，继电器KO的动触点与第一辅助子开关 QF1的第二端连接。其中闭锁线圈辅助接点S由闭锁线圈Y1给电。

闭锁回路包括第四辅助子开关QF4，第四辅助子开关QF4的第一端通过触点q与电阻R1 第一端连接，与电阻R1第二端和闭锁线圈Y1连接，触点p和触点q是一对触点；初始状态下触点p和触点q中间是断开的，为了客户需要灵活改变：客户希望断路器不带闭锁功能,那么触点p和触点q中间就断开，如果客户希望带闭锁功能,触点p和触点q连接；第四辅助子开关QF4的第二端与开关S8第一端以及开关S9的第一端连接，开关S8的第二端与53号接线端子连接，开关S9的第二端与54号接线端子连接。

分闸回路包括第三辅助子开关QF3，第三辅助子开关QF3的第一端通过分闸线圈TQ与接线端子31连接，第三辅助子开关QF3的第一端还与41号接线端子连接，第三辅助子开关QF3的第二端与30号接线端子连接。

辅助开关QF包括第一辅助子开关QF1，第二辅助子开关QF2，第三辅助子开关QF3和第四辅助子开关QF4，其中，第一辅助子开关QF1和第三辅助子开关QF3为常闭开关，第二辅助子开关QF2和第四辅助子开关QF4为常开开关。

优选的，10kV电容器用真空断路器控制回路还包括电机回路，辅助回路以及其他辅助触点。

辅助回路是提供辅助触点的，合分闸和储能这些动作执行，都需要串联一些常开常闭触点来达到逻辑控制的目的。另外，断路器合闸后，线路带电，希望它给出指示已经合闸线路带电，这时候就可以用辅助开关的常开触点给出信号给到面板上的指示灯，合闸后，常开触点闭合，指示灯亮，告诉工作，设备带电。

控制回路上设置有电机储能触点、试验位置微动开关和工作位置微动开关，电机储能触点用于连接电机储能指示灯，电机储能指示灯在弹簧机构储能完成后亮起，试验位置和工作位置微动开关用于提供断路器的位置信号,断路器主要有三种位置,第一种是工作位置(断路器推进到位后,一次和二次***均与回路接通),第二种是试验位置(断路器一次与***分离,二次与***接通),第三种是检修位置(断路器推出后,一次和二次***均与回路断开),断路器的各种工作位置通过断路器手车与柜体内部的行程开关联动来实现位置信号传送和限位。

本控制回路的工作过程如下:

当断路器合闸时,操作机构弹簧已经处于被压缩状态,当操作者给出断路器合闸命令时 (比如按下合闸按钮),合闸按钮将合闸电磁铁的电气回路接通,合闸线圈HQ得电,迅速吸合,导致合闸线圈HQ上面的顶杆脱离卡位,压紧弹簧的压板释放,弹簧通过机构带动断路器传动机构将断路器真空泡完成合闸动作；同时,断路器自动通过储能电机完成操作机构弹簧压缩,及储能动作,为下一次分闸准备。

在合闸过程中,S1为储能行程开关,只有在储能完成后,S1触点才能闭合,指示储能完成, 具备合闸条件,QF1闭合,QF2断开,S开关闭合,闭锁电磁铁得电,防跳跃继电器KO得电。

当断路器分闸时,操作机构弹簧已经处于被压缩状态,当操作者给出断路器分闸命令时 (比如按下分闸按钮),分闸按钮将分闸电磁铁的电气回路接通,分闸线圈TQ得电,迅速吸合,导致合闸线圈TQ上面的顶杆脱离卡位,压紧弹簧的压板释放,弹簧通过机构带动断路器传动机构将断路器真空泡完成分闸动作。同时,断路器自动通过储能电机完成操作机构弹簧压缩,及储能动作,为下一次合闸准备。

电磁闭锁是利用断路器及开关柜门等的辅助接点，接通或断开需闭锁的断路器、开关柜门等电磁锁电源，使其操作机构无法动作，从而实现开关设备之间的相互闭锁。主要用来预防误分,误合断路器.

经对上述断路器的控制回路进行试验，断路器的分、合闸回路、电机回路、闭锁回路功能均正常，不影响使用，做了断路器的特性试验，包括回阻、分、合闸线圈的电压等试验，均满足有关规程要求，改进后的断路器投运后，运行情况良好，故障率大大降低。

本实用新型针对真空断路器开断电容器组的过压工况特点，通过对柜内手车式断路器控制回路，可有效避免无功补偿装置投、切频繁操作导致的由于二极管损坏而导致的控制回路断线故障，大大提高了该变电站站电容器组的安全稳定运行的可靠性，提高了设备的可靠性，保障了供电可靠性,同时降低了运维人成本。

Claims (6)

1.一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，包括合闸回路和分闸回路，所述合闸回路包括第一辅助子开关QF1，第一辅助子开关QF1与触点k连接，所述触点k和触点l为一对触点，所述触点l与线圈RO第一端连接，所述线圈RO第二端与继电器KO的线圈的第二端连接，继电器KO的线圈第一端与合闸线圈HQ第一端以及触点b连接，所述触点b和触点a为一对触点，所述合闸线圈HQ第二端与储能行程开关S1第一端连接，所述储能行程开关S1第二端与第二辅助子开关QF2的第一端连接，所述第二辅助开关QF2的第二端通过闭锁线圈辅助接点S与继电器KO的常闭触点连接，所述继电器KO的常开触点与第一辅助子开关QF1的第一端连接，所述继电器KO的动触点与第一辅助子开关QF1的第二端连接；

所述分闸回路包括第三辅助子开关QF3，所述第三辅助子开关QF3的第一端与分闸线圈TQ连接。

2.根据权利要求1所述的一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，还包括闭锁回路，所述闭锁回路包括第四辅助子开关QF4，所述第四辅助子开关QF4的第一端通过触点q与电阻R1第一端连接，所述电阻R1第二端和闭锁线圈Y1连接，所述触点q和触点p是一对触点，所述触点p和电阻R1的第二端连接；所述第四辅助子开关QF4的第二端与开关S8以及开关S9连接，所述闭锁线圈Y1与闭锁线圈辅助接点S的动触点连接。

3.根据权利要求1所述的一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，还包括电机回路，所述电机回路包括并联的储能行程开关S1、储能行程开关S2、储能行程开关S3和储能行程开关S4，所述储能行程开关S2与储能电机M串联，所述储能电机M用于带动储能弹簧动作，完成断路器触头的合闸或分闸。

4.根据权利要求1所述的一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，还包括带电指示触点，所述带电指示触点和带电指示灯连接，所述带电指示触点为常开触点，断路器合闸后，常开触点闭合，带电指示灯亮。

5.根据权利要求1所述的一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，还包括电机储能触点，所述电机储能触点与电机储能指示灯连接；合闸时，电机储能指示灯亮起。

6.根据权利要求1所述的一种10kV电容器用真空断路器控制回路，其特征在于，还包括试验位置微动开关和工作位置微动开关，试验位置和工作位置微动开关用于提供断路器的位置信号。

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