CN100508099C

CN100508099C - 一种便携的模拟断路器

Info

Publication number: CN100508099C
Application number: CNB2006101565160A
Authority: CN
Inventors: 史高飞
Original assignee: Beihai Yinhe High Science and Technology Industry Co Ltd
Current assignee: Beihai Yinhe Industry Investement Co., Ltd.
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2026-12-13
Also published as: CN1975957A

Abstract

一种便携的模拟断路器，属于电子技术领域。用于对电力系统中保护装置跳闸、合闸出口功能的验证，它包括第一直流电源电路(1)、第二直流电源电路(2)，跳闸线圈电路(3)、合闸线圈电路(4)，该第一直流电源电路1、第二直流电源电路2，分别输出两路独立的第一直流电源U1、第二直流电源U2，两路独立的直流电源作为断路器的工作电源，两路独立的第一直流电源U1和第二直流电源U2叠加，使用低电压第二直流电源U2为保护装置“跳闸电路”或“合闸电路”提供所需的工作电流，电压第一直流电源U1为保护装置的“合闸位置检测电路”或“跳闸位置检测电路”及“防跳电路”提供所需的工作电流。本发明可以在保证安全及性能的情况下，使模拟断路器的体积、重量、功耗可以做得更小。

Description

一种便携的模拟断路器

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别是涉及在电力系统中，保护装置跳闸、合闸出口动作功能的验证的一种便携的模拟断路器。

背景技术

在变电站继电保护装置生产调试及现场调试过程中，为了验证保护装置出口动作的正确与否，都需要模拟断路器。所谓模拟断路器，就是一种模拟变电站现场实际电力断路器工作过程的装置，保护装置通过对拟断路器的正常控制，就可以对电力断路器进行正常控制。

图2为保护装置的控制电路与断路器的连接图，现作以说明，以利于对本发明的特点进行理解。

虚线框6是电力断路器部分，T为跳闸输入端，H为合闸输入端，开关DD1、DL2为联动的机械开关，HQ为合闸线圈，TQ为跳闸线圈。图示断路器处在跳闸位置，开关DD1闭合，开关DL2断开，当合闸输入端H与电源正端+KM接通时，合闸线圈HQ通电吸合，使开关DD1断开，开关DL2闭合，同时分断合闸线圈HQ电流，使断路器处在合闸位置。同理，当跳闸输入端T与电源正端+KM接通时，跳闸线圈TQ通电吸合，使开关DL2断开，开关DD1闭合，同时分断跳闸线圈TQ电流，使断路器又处在跳闸位置。

虚线框5为保护装置的控制电路部分。保护装置的控制电路工作电源，一般为220V直流电源，正端为+KM，负端为-KM。跳闸继电器触点TZJ-1、跳闸压板TZYB、跳闸保持继电器TBJ组成装置的“跳闸电路”，作用是将断路器的跳闸端“T端”与电源端+KM接通，使断路器跳闸。电阻R4及二极管WV1、WV2起分流稳压作用，将线圈两端电压限制在1.5V左右。合闸继电器触点HZJ-1、合闸压板HZYB、防跳继电器TBJV的触点TBJV-2、合闸保持继电器HBJ组成装置的“合闸电路”，作用是将断路器的合闸端“H端”与电源端+KM接通，使断路器合闸。电阻R5及二极管WV3、WV4起分流稳压作用，将线圈两端电压限制在1.5V左右。防跳继电器触点TBJV-2、跳闸保持继电器触点TBJ-2、防跳继电器触点TBJV-1、防跳继电器TBJV和电阻R3组成“防跳电路”，以防跳闸时，发生合闸操作。电阻R1及合闸位置继电器HWJ组成“合闸位置检测电路”。电阻R2及跳闸位置继电器TWJ组成“跳闸位置检测电路”。二极管V1和电阻R6、二极管V2和电阻R7、二极管V3和电阻R8分别为继电器线圈续流电路。从图2中可以看出，要用模拟断路器对保护装置出口动作功能试验，第一，必须提供保护装置的控制电路所需220V直流工作电源。第二，使保护装置的控制电路的各继电器，可正常动作。第三，模拟断路器需具有虚线框6所示动作功能。

现有的模拟断路器的可以大致分为两类，第一类是专业的继保电测公司生产的专业产品及仿制产品。如许继电测公司CBS-6C系列产品，跳闸、合闸电流可选择为0.25A、0.5A、1A、2A、4A，提供的220V直流电源，输出电流为4A，直流功率约为880W。存在的主要问题，第一安全性问题，它采用交流电源经单相调压器输出，再经整流滤波得到输出直流220V电源，输出电压可调节。因此，它的直流输出220V电源与交流供电电源之间没有电气隔离，人体接触到它的直流电源输出端易发生人身安全事故；当它的直流输出电源端发生接地时，会烧坏模拟断路器；第二是体积大又笨重，且功耗大，需要风扇散热。第二类是一些继保公司生产的自用模拟断路器，采用变压器隔离，输出电压经整流滤波，提供固定的直流220V输出，为了减小功耗和体积，所以输出电流较小，一般小于0.25A。存在的主要问题，由于输出电流较小，不能使保护装置的跳闸保持或合闸保持继电器动作，功能验证不完整，同时也不能使保护装置的“防跳电路”工作。这种模拟断路器在体积和重量上一般，较适生产调试，但不便携带。上述模拟断路器的均是采用直流220V单一电源工作的，跳闸、合闸电流也是由该直流220V提供的，因此，大的跳闸、合闸电流，必然需要大的电源功率，同时带来了大体积和大重量。

发明内容

本发明的目的提供一种便携的模拟断路器，作为保护装置跳闸、合闸出口功能的验证装置，以克服目前的模拟断路器存在的缺点。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种便携的模拟断路器包括第一直流电源电路、第二直流电源电路，跳闸线圈电路、合闸线圈电路，所述的第一直流电源电路，其特征在于：所述的电路原理图的常开触点J1-1、J3-5并联后与常闭触点J2-1、继电器J3串联、然后再并联在输入的交流电源两端上；所述的第一直流电源电路的变压器T1的输出线一端与电阻R1一端连接，而电阻R1另一端与整流二极管第一引线B1连接，而变压器T1输出线的另一端与整流二极管第三引线B3连接；整流二极管第二引线B2与电容C1正极、熔断器F1一端连接；整流二极管第四引线B4与电容C1负极、电阻R2一端、合闸线圈电路的常闭触点J3-4一端、跳闸线圈电路的常开触点J3-3一端、直流-KM连接；熔断器F1另一端与电阻R2另一端、二极管D0负极、直流+KM、跳闸线圈电路的按钮TAN一端、合闸线圈电路按钮HAN一端连接；所述的第二直流电源电路的变压器T2的输出线一端与整流二极管第一引线L1连接，而变压器T2输出线的另一端与整流二极管第三引线L3连接；整流二极管第二引线L2与电容C2正极、可变电阻RW一端连接；整流二极管第四引线L4与电容C2负极、合闸线圈电路的常闭触点J3-2一端、跳闸线圈电路的常开触点J3-1一端连接；可变电阻RW另一端与熔断器F2一端连接，而熔断器F2另一端与二极管D0正极、跳闸线圈电路的电阻R6一端、合闸线圈电路的电阻R5一端连接；所述的跳闸线圈电路的按钮TAN另一端与电阻R4一端、线圈J2一端、二极管D4正极、二极管D6负极、断路器的跳闸端点T端连接；所述的电阻R6另一端与发光二极管HLED一端连接，而发光二极管HLED另一端与线圈J2另一端、二极管D3负极、二极管D6正极、常开触点J3-1另一端连接；所述的二极管D4负极与二极管D3正极连接；电阻R4另一端与常开触点J3-3另一端连接；所述的合闸线圈电路的按钮HAN另一端与线圈J1一端、二极管D2正极、二极管D5负极、电阻R3一端、合闸端点H连接；所述的电阻R5另一端与发光二极管TLED正极连接，而发光二极管TLED负极与线圈J1另一端、二极管D1负极、二极管D5正极、常闭触点J3-2另一端连接；所述的二极管D2负极与二极管D1正极连接；所述的电阻R3另一端与常闭触点J3-4另一端连接。

采用上述措施的本发明可以在保证安全及性能的情况下，使模拟断路器的体积、重量、功耗可以做得更小。

附图说明

附图1是本发明的电路原理图；

附图2是现有的保护装置的控制电路与断路器的连接图。

具体实施方式

图1为本发明的电路原理图。通过使用较小的交流输入功率，可以提供保护装置出口功能验证需要的大电流及220V直流输出电压。

本发明电路原理图虚线框1为直流第一直流电源U1的电路部分，220V交流电源经电源变压器T1隔离输出约150V交流电压，经限流电阻R1、二极管DL1～DL4桥式整流，电容C1滤波，输出直流第一直流电源U1，电压为220伏，输出电流约100mA，作为保护装置断路器控制电路的电源，电源正端为+KM，电源负端为-KM，以提供保护装置“合闸位置检测电路”、“跳闸位置检测电路”及“防跳电路”工作所需的约10mA的小电流，R2为内部负载电阻；电路原理图虚线框2为直流第二直流电源U2的电路部分，220V交流电源经电源变压器T2隔离输出约6V交流电压，经二极管DL5～DL8桥式整流，电容C2滤波，输出直流第二直流电源U2，电压为5伏，输出电流达4A，以提供保护装置合闸保持继电器HBJ或跳闸保持继电器TBJ工作所需的大电流，调整RW的电阻值，可改变输出电流的大小。第二直流电源U2的输出正端通过二极管D0与第一直流电源U1的正端+KM连接。F0、F1、F2为保险管，起短路保护作用。接在交流电源输入端的交流继电器J3、继电器触点J2-1、J1-1、J3-5组成使继电器J3常闭触点J3-2、J3-4和常开触点J3-1、J3-3切换的电路，相当于开关DD1、DL2联动动作；电路原理图虚线框4为模拟的断路器合闸线圈电路，继电器J1起合闸线圈HQ作用，R3为合闸负载电阻，为保护装置的跳位继电器TWJ提供通路；电路原理图虚线框3为模拟的断路器跳闸线圈电路，继电器J2起跳闸线圈TQ作用，R4为跳闸负载电阻，为保护装置的合位继电器HWJ提供通路。由于电阻R3、电阻R4相对于保护装置的“合闸位置检测电路”、“跳闸位置检测电路”的阻抗较小，影响可以忽略。二极管D1、D2和二极管D3、D4起稳压作用，将继电器线圈工作电压限制在1.5V。D5、D6为续流二极管。电阻R5和跳位指示灯TLED组成跳位指示电路，电阻R6和合位指示灯HLED组成合位指示电路。HAN为合闸按钮，TAN为跳闸按钮，用于对模拟断路器自身测试。H端为合闸输入端，T端为跳闸输入端。

从图1可以看出，本发明通过电路的设计，采用第一直流电源电路1、第二直流电源电路2，分别输出两路独立的第一直流电源U1、第二直流电源U2，两路独立的直流电源作为断路器的工作电源，两路独立的第一直流电源U1和第二直流电源U2叠加，使用低电压第二直流电源U2为保护装置“跳闸电路”或“合闸电路”提供所需大的工作电流，高电压第一直流电源U1为保护装置的“合闸位置检测电路”或“跳闸位置检测电路”及“防跳电路”提供所需微小的工作电流；提供跳闸负载电阻R4、合闸负载电阻R3的工作电流。第一直流电源U1和第二直流电源U2，并分别形成各自的电路，满足了对保护装置输出功能的验证要求，从而大大的降低了模拟断路器的电源功耗，使体积减小、重量减轻，达到了安全、便携和实用的目的。

参看图1，本发明一种便携的模拟断路器包括第一直流电源电路1、第二直流电源电路2，跳闸线圈电路3、合闸线圈电路4组成。该第一直流电源电路1使用变压器T1、第二直流电源电路2使用变压器T2，第一直流电源电路1、第二直流电源电路2同输入交流220V电源，输出的两路直流电源相互隔离；该电路是这样连接的：常开触点J1-1、J3-5并联后与常闭触点J2-1、继电器J3串联、然后再并联在输入的交流电源两端上；第一直流电源电路1的变压器T1的输出线一端与电阻R1一端连接，而电阻R1另一端与整流二极管第一引线B1连接，而变压器T1输出线的另一端与整流二极管第三引线B3连接；所述的整流二极管第二引线B2与电容C1正极、熔断器F1一端连接；整流二极管第四引线B4与电容C1负极、电阻R2一端、合闸线圈电路4的常闭触点J3-4一端、跳闸线圈电路3的常开触点J3-3一端、直流-KM连接；熔断器F1另一端与电阻R2另一端、二极管D0负极、直流+KM、跳闸线圈电路3的按钮TAN一端、合闸线圈电路4按钮HAN一端连接；第二直流电源电路2的变压器T2的输出线一端与整流二极管第一引线L1连接，而变压器T2输出线的另一端与整流二极管第三引线L3连接；整流二极管第二引线L2与电容C2正极、可变电阻RW一端连接，整流二极管第四引线L4与电容C2负极、合闸线圈电路(4)的常闭触点J3-2一端、跳闸线圈电路3的常开触点J3-1一端连接；可变电阻RW另一端与熔断器F2一端连接，而熔断器F2另一端与二极管D0正极、跳闸线圈电路3的电阻R6一端、合闸线圈电路4的电阻R5一端连接；跳闸线圈电路3的按钮TAN另一端与电阻R4一端、线圈J2一端、二极管D4正极、二极管D6负极、断路器的跳闸端点T端连接；电阻R6另一端与发光二极管HLED一端连接，而发光二极管HLED另一端与线圈J2另一端、二极管D3负极、二极管D6正极、常开触点J3-1另一端连接；所述的二极管D4负极与二极管D3正极连接；电阻R4另一端与常开触点J3-3另一端连接；所述的合闸线圈电路4的按钮HAN另一端与线圈J1一端、二极管D2正极、二极管D5负极、电阻R3一端、合闸端点H连接；电阻R5另一端与发光二极管TLED正极连接，而发光二极管TLED负极与线圈J1另一端、二极管D1负极、二极管D5正极、常闭触点J3-2另一端连接；二极管D2负极与二极管D1正极连接；所述的电阻R3另一端与常闭触点J3-4另一端连接。

本发明的电路工作过程，该电路通电后便处于“跳闸位置”，因继电器J3不通电，它的触点J3-2、J3-4闭合，触点J3-1、J3-3断开，跳位指示灯TLED亮，合位指示灯HLED不亮，继电器J1、J2均不通电。当H端接通+KM时，第一直流电源U1经合闸负载电阻R3、触点J3-4到-KM形成电路；第二直流电源U2经二极管D0、+KM端、继电器J1线圈、触点J3-2到U2的负端形成电路，使继电器J1通电吸合，触点J1-1闭合，继电器J2不通电，因此它的触点J2-1仍闭合，交流继电器J3得电吸合，其触点J3-5闭合，使继电器J3继续吸合，它的触点J3-2、J3-4断开，触点J3-1、J3-3闭合，断开保护装置的“合闸电路”，使断路器处于“合闸位置”，合位指示灯HLED亮，跳位指示灯TLED不亮。同理，当T端接通+KM时，继电器J2得电，它的常闭触点J2-1断开，使交流继电器J3断电，触点J3-2、J3-4闭合，触点J3-1、J3-3断开，断开保护装置的“跳闸电路”，使断路器回到“跳闸位置”，断路器便恢复到了的初始状态。

由于第一直流电源U1和第二直流电源U2之间通过二极管D0连接，为第一直流电源U1、第二直流电源U2分别通过各自的电路工作创造了条件。第一直流电源U1为保护装置控制电路的跳位继电器或合位继电器、防跳继电器提供工作电源，因该电路工作电流约10mA，负载电阻R3、R4的影响可以忽略，第一直流电源U1输出电流完全可以满足要求。第二直流电源U2为保护装置控制电路的“跳闸电路”或“合闸电路”提供可达到4A输出的大电流工作电源，因该电路的压降一般为1.5V，模拟的跳闸、合闸线圈压降也为1.5V，所以第二直流电源U2的输出也可满足要求。

本发明采用的元件为：变压器T1为220V/150 V20VA、变压器T2为220V/6V 20VA、整流电路1的4个整流二极管为1N4007、整流电路2的4个整流二极管为1N5408、二极管D0～D4为1N5408、继电器J1、J2为ST1 DC 1.5V lalb、继电器J3为JZX-18F3Z 220Vac。

Claims

1.一种便携的模拟断路器包括第一直流电源电路(1)、第二直流电源电路(2)，跳闸线圈电路(3)、合闸线圈电路(4)，其特征在于：所述的电路的常开触点J1-1、J3-5并联后与常闭触点J2-1、继电器J3串联、然后再并联在输入的交流电源两端上；所述的第一直流电源电路(1)的变压器T1的输出线一端与电阻R1一端连接，而电阻R1另一端与整流二极管DL1～DL4的第一引线B1连接，而变压器T1输出线的另一端与整流二极管DL1～DL4的第三引线B3连接；整流二极管DL1～DL4的第二引线B2与电容C1正极、熔断器F1一端连接；整流二极管DL1～DL4的第四引线B4与电容C1负极、电阻R2一端、合闸线圈电路(4)的常闭触点J3-4一端、跳闸线圈电路(3)的常开触点J3-3一端、直流-KM连接；所述的熔断器F1另一端与电阻R2另一端、二极管D0负极、直流+KM、跳闸线圈电路(3)的按钮TAN一端、合闸线圈电路(4)按钮HAN一端连接；所述的第二直流电源电路(2)的变压器T2的输出线一端与整流二极管DL5～DL8的第一引线L1连接，而变压器T2输出线的另一端与整流二极管DL5～DL8的第三引线L3连接；所述的整流二极管DL5～DL8的第二引线L2与电容C2正极、可变电阻RW一端连接，整流二极管DL5～DL8的第四引线L4与电容C2负极、合闸线圈电路(4)的常闭触点J3-2一端、跳闸线圈电路(3)的常开触点J3-1一端连接；所述的可变电阻RW另一端与熔断器F2一端连接，而熔断器F2另一端与二极管D0正极、跳闸线圈电路(3)的电阻R6一端、合闸线圈电路(4)的电阻R5一端连接；所述的跳闸线圈电路(3)的按钮TAN另一端与电阻R4一端、线圈J2一端、二极管D4正极、二极管D6负极、断路器的跳闸端点T端连接；所述的电阻R6另一端与发光二极管HLED一端连接，而发光二极管HLED另一端与线圈J2另一端、二极管D3负极、二极管D6正极、常开触点J3-1另一端连接；二极管D4负极与二极管D3正极连接；所述的电阻R4另一端与常开触点J3-3另一端连接；所述的合闸线圈电路(4)的按钮HAN另一端与线圈J1一端、二极管D2正极、二极管D5负极、电阻R3一端、合闸端点H连接；所述的电阻R5另一端与发光二极管TLED正极连接，而发光二极管TLED负极与线圈J1另一端、二极管D1负极、二极管D5正极、常闭触点J3-2另一端连接；所述的二极管D2负极与二极管D1正极连接；所述的电阻R3另一端与常闭触点J3-4另一端连接。