本發(fā)明涉及一種分合閘線圈防燒裝置。

背景技術：

微機繼電保護技術在變電站廣泛應用后，提高了保護的可靠性、選擇性，同時使變電站無人值班得以實現(xiàn)。但凡是綜合自動化站，無論是35KV還是10KV斷路器分、合閘控制回路，都帶有分、合閘保持電路。而斷路器經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，諸如：輔助開關不切換，傳動機構拒動等，使分、合閘線圈在斷路器分、合閘過程中會長時間通電而燒毀。因此很有必要對斷路器分、合閘線圈燒毀問題，提出防范措施和技術改進，徹底避免分、合閘線圈燒毀故障的發(fā)生，保證供電可靠性、穩(wěn)定性。

我公司所轄35kV、10kV斷路器，都是采用的電動式或彈簧儲能式分、合閘操動機構。這種機構在操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)由于電流過大、分合閘時間過長等原因，致使斷路器分、合閘線圈或分、合閘電磁鐵燒毀，不僅影響變電站供電連續(xù)性，而且還使變電站設備不能安全、穩(wěn)定、可靠運行，導致故障頻發(fā)，嚴重影響電力系統(tǒng)的可靠運行。

首先分析分合閘線圈燒毀的原因：

分合閘線圈里面是一砸一砸的金屬導線，電阻不會特別大，根據(jù)P＝U×U/R得，熱功率非常大，不能長時間通電。

斷路器分閘線圈燒毀的主要原因有：

(1)分閘電磁鐵機械故障：主要是由于線圈松動或由于鐵芯的活動行程過短，當接通分閘回路的內部電源時，鐵芯頂不開脫扣機構而使線圈長時間通電燒毀；

(2)連桿機構問題：頂點調整不當，使機構不能及時脫扣，導致線圈過載；

(3)輔助開關分閘狀態(tài)行程調整不當：而輔助開關分合位置的初始狀態(tài)未調整準確，將導致輔助開關不能正常切換分合閘回路；

(4)分閘控制回路輔助開關接點使用不當：該延時接點在分閘過程中，由于輔助開關動靜觸頭絕緣間隙較小，經(jīng)常出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，頻繁拉弧，久而久之使輔助開關的觸頭燒毀，繼而引起分閘線圈燒毀；

(5)分閘回路電阻偏大：分閘線圈回路絕緣降低，或者線路過細造成電阻偏大，使得分閘回路電壓有衰減，導致控制電壓達不到線圈分閘電壓的動作值，分閘線圈長期帶電，線圈燒毀。

斷路器合閘線圈燒毀的主要原因：

(1)斷路器機構故障：死點調得偏高，導致斷路器拒合閘，使合閘鐵芯過載，引起線圈燒壞；

(2)輔助開關位置不當：輔助接點打不開或拉弧，合閘接觸器通過重合閘回路自保持，合閘線圈長時間帶電而被燒毀；

(3)合閘內部電源容量下降，或者合閘回路電阻偏大，使合閘瞬間合閘線圈兩端電壓低于的額定值的80％。

根據(jù)分合閘線圈燒毀的原因，提出思路，可否通過一個類似于延時繼電器的設備來控制線圈回路，從根本上解決線圈被燒毀的可能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種分合閘線圈防燒裝置，可用于所有35kV、10kV彈簧機構斷路器分合閘線圈回路中，接線簡單、安裝方便，能夠高效、簡潔的實現(xiàn)按要求切斷分合閘線圈的功能。

實現(xiàn)上述目的的技術方案是：一種分合閘線圈防燒裝置，包括內部電源、定時器、故障判別及保護控制芯片、LED警報燈、故障提示器、兩個開關管和兩個金屬接線頭，所述兩個開關管分別為第一開關管和第二開光管，其中：

所述內部電源的一端、第一開關管、故障判別及保護控制芯片、第二開關管和內部電源的另一端依次相連；

所述第一開關管和第二開關管相連；

所述內部電源分別與所述兩個金屬接線頭相連；

所述故障判別及保護控制芯片分別與所述兩個金屬接線頭相連；

所述定時器與所述故障判別及保護控制芯片相連；

所述內部電源與所述故障判別及保護控制芯片相連；

所述LED警報燈與所述故障判別及保護控制芯片相連；

所述故障提示器與所述故障判別及保護控制芯片相連。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，所述分合閘線圈防燒裝置還包括絕緣盒，所述內部電源、定時器、故障判別及保護控制芯片和兩個開關管分別設置在所述絕緣盒內，所述LED警報燈、故障提示器和兩個金屬接線頭分別位于所述絕緣盒的外部。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，

所述內部電源用于為所述分合閘線圈防燒裝置供電；

所述定時器用于延時關閉所述兩個開關管；

所述兩個開關管用于控制關閉分合閘線圈；

所述故障判別及保護控制芯片用于保護所述分合閘線圈防燒裝置，避免所述分合閘線圈防燒裝置受線路沖擊，并用于發(fā)送報警信號給所述LED警報燈，發(fā)送故障提示信號給所述故障提示器。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，所述內部電源采用電容器。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，所述開關管采用MOS管或可控硅。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，所述定時器的整定時間為100mS。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，所述分合閘線圈防燒裝置串聯(lián)在分合閘線圈回路中。

上述的一種分合閘線圈防燒裝置，其中，分合閘線圈的通電時間為50mS時，所述分合閘線圈防燒裝置不動作；分合閘線圈通電時間超過100mS，所述分合閘線圈防燒裝置自動斷電。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，可用于所有35kV、10kV彈簧機構斷路器分合閘線圈回路中，接線簡單、安裝方便，能夠高效、簡潔的實現(xiàn)按要求切斷分合閘線圈的功能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置的結構框圖；

圖2為本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置的使用狀態(tài)圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的技術人員能更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖對其具體實施方式進行詳細地說明：

所述內部電源用于為所述分合閘線圈防燒裝置供電；

所述定時器用于延時關閉所述兩個開關管；

所述兩個開關管用于控制關閉分合閘線圈；

所述故障判別及保護控制芯片用于保護所述分合閘線圈防燒裝置，避免所述分合閘線圈防燒裝置受線路沖擊，

請參閱圖1，本發(fā)明的最佳實施例，一種分合閘線圈防燒裝置10，包括絕緣盒、內部電源1、定時器2、故障判別及保護控制芯片3、LED警報燈4、故障提示器7、兩個開關管和兩個金屬接線頭61、62，兩個開關管分別為第一開關管51和第二開光管52。

內部電源1的一端、第一開關管51、故障判別及保護控制芯片3、第二開關管52和內部電源1的另一端依次相連；第一開關管51和第二開關管52相連；內部電源1分別與兩個金屬接線頭61、62相連；故障判別及保護控制芯片3分別與兩個金屬接線頭61、62相連；定時器2與故障判別及保護控制芯片3相連；內部電源1與故障判別及保護控制芯片3相連；LED警報燈4與故障判別及保護控制芯片3相連；故障提示器7與故障判別及保護控制芯片3相連。

內部電源1、定時器2、故障判別及保護控制芯片3和兩個開關管51、52分別設置在絕緣盒內，LED警報燈4、故障提示器7和兩個金屬接線頭61、62分別位于絕緣盒的外部。

內部電源1采用電容器。開關管51、52采用MOS管或可控硅。定時器2的整定時間為100mS。

請參閱圖2，本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置10串聯(lián)在分合閘線圈回路中。

內部電源1用于為分合閘線圈防燒裝置供電；定時器2用于延時關閉兩個開關管51、52；兩個開關管51、52用于控制關閉分合閘線圈；故障判別及保護控制芯片3用于保護分合閘線圈防燒裝置，避免分合閘線圈防燒裝置受分合閘線圈回路的沖擊，并用于發(fā)送報警信號給LED警報燈4，發(fā)送故障提示信號給故障提示器7。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置的功能分解一下，即為：

(1)啟動裝置，即內部電源。無電流不啟動，裝置電阻視為很大。當加入正常電壓后，裝置電阻變?yōu)榱?，分合閘線圈導通電流。

(2)計時裝置，即定時器。電流導通后，定時裝置開始計時。整定時間為100mS。此整定時間大于線圈正常工作通電時間50～60mS，小于線圈通電極限時間。

(3)分合閘線圈防燒裝置根據(jù)邏輯關系判定是否動作。分合閘線圈正常通電時間在50mS左右，該分合閘線圈防燒裝置可靠不動作。當產生拒動時，線圈通電時間一旦超過100mS，分合閘線圈防燒裝置自動斷電，電阻變?yōu)闊o限大。

(4)LED報警顯示裝置，即LED警報燈和故障提示器。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，有兩個創(chuàng)新點：

(1)串聯(lián)接入的內部電源選取問題

為了實現(xiàn)接線簡單、安裝方便，本設計采用了串聯(lián)接入方法。但是選擇串入接入方式，會出現(xiàn)內部電源問題。因為當串聯(lián)運行的時候，若裝置本身電阻為0，那么裝置兩邊電勢差即為0，無法提供工作電壓；而另一方面，裝置本身若要實現(xiàn)既定功能，必定需要耗電。但此裝置電能需求量很小，所以采用通電瞬間充電的設計。即通電瞬間，電容器充滿電，可以為接下來的邏輯、動作提供內部電源。

(2)與繼電保護裝置配合問題

如果不采用任何措施，故障時直接切斷線圈電路或其控制回路，繼電保護裝置的跳位監(jiān)控保護會啟動。具體表現(xiàn)為，微機保護的“合位”“分位”燈都不亮，保護報警，且停止所有功能。因為保持各線路聯(lián)通，信息通道暢通，是微機保護的最底層要求；本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置為此專門設計了一個機制，當分合閘線圈故障發(fā)生，本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置動作的時候，裝置本身會同時產生一個模擬小電流，騙過微機保護的跳位監(jiān)控保護，使本裝置，能夠很好的與繼電保護配合。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置的內部電源選為電容器。當電流導通，開始充電，產生電動勢為計時器即時間控制電子回路提供內部電源。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，控制線路開斷與否，是通過分合閘線圈防燒裝置本身的電阻來實現(xiàn)。線圈回路通電時，裝置電阻約為0。當線路故障，裝置動作電阻變?yōu)楹艽笾?，可以視為斷開。本身采用無觸點控制，沒有燒蝕，保證了使用壽命。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，功能專一、結構簡單，集成在了一個很小的絕緣盒里，只露有LED警報燈、故障提示器跟兩個金屬接線頭。由于全身由絕緣材料包裹，接線頭突出，所以無論是安全性，還是安裝便利性表現(xiàn)都很優(yōu)秀。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，能夠方便、容易的接入現(xiàn)有設備，且與斷路器本身以及微機保護裝置配合良好。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置可用于所有35KV、10KV彈簧機構斷路器分合閘線圈回路中。其安裝時的注意事項：

a.本保護器必須與負載線圈串聯(lián)使用，嚴禁直接接入內部電源；

b.被保護線圈電阻要大于50歐姆；

c.輸入交流或直流電壓最大不超過270V。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置已經(jīng)展開了試用工作。在電網(wǎng)運行方式改變時，此裝置能夠在分、合閘操作過程中對分、合閘線圈起到保護作用。開關在檢修試驗中，不管是保護動作還是自動裝置動作，分、合閘線圈防燒裝置都能夠起到可靠地保護作用，保證了設備的安全穩(wěn)定運行，減少了對設備的檢修維護率，縮小了停電面積和事故范圍，效果顯著。

綜上所述，本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，由于可以串聯(lián)在分、合閘回路任意位置，所以安裝非常簡單。裝置又全身被絕緣材料環(huán)繞，增加了它的安全性。而在絕緣材料“裝甲”中，留了兩個接線頭，方便設備接入。它以不到斷路器百分之一的成本，極大的提高了斷路器的可靠性。其經(jīng)濟效益無庸贅述。

經(jīng)過樣品在本單位一段時間的試用，采用此分合閘線圈防燒裝置保護的斷路器分、合閘燒毀率變?yōu)榱肆恪Ｔ偌由掀浜唵蔚脑?，安全的材質，方便的安裝，必定可以推行到國網(wǎng)甚至所有電力企業(yè)所有35kV及10kV的斷路器中去。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，稍加更改便可以用于所有需要時間觸發(fā)來導通、斷開的場合，發(fā)展前景可觀。

本發(fā)明的分合閘線圈防燒裝置，也有些許需要改進的部分。未來將朝著更小型化、模塊化努力，并且可實現(xiàn)時間的可調性，LED燈傳遞內容的豐富性。

本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。