電力開關(guān)及其內(nèi)部控制器件備用控制電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電力開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力開關(guān)內(nèi)部控制器件備用控制電源系統(tǒng)以及應(yīng)用該備用控制電源系統(tǒng)的電力開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦事業(yè)的高速發(fā)展，現(xiàn)代化礦井建設(shè)已成為未來煤礦建設(shè)的必然趨勢，尤其是煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸的危險場所，煤礦井下供電的安全在礦井生產(chǎn)中有著重要意義。在煤礦井下供電系統(tǒng)中，基于其工作環(huán)境的特殊安全需求，對于電力開關(guān)本身以及電力開關(guān)的控制和保護(hù)有著較高的要求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的電力開關(guān)可以由進(jìn)線端子、隔離開關(guān)、主線路、斷路器、失壓脫扣器、繼電保護(hù)裝置、測控儀表、電壓互感器、整流電路、電流互感器、零序互感器等內(nèi)部控制器件構(gòu)成。目前電力開關(guān)內(nèi)部控制器件的供電主要有兩種方式，第一種主要是由電力開關(guān)外部接入外部電源為電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供控制電源，第二種主要是通過電壓互感器將主線路上的電壓變壓為適合的電壓為電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供控制電源。
[0004]上述第一種控制電源方案中，當(dāng)電力開關(guān)外接的外部電源出現(xiàn)故障時，將無法為電力開關(guān)內(nèi)部控制器件供電，進(jìn)而造成電力開關(guān)不能可靠控制和保護(hù)；而且，如果該外部電源同時為多臺電力開關(guān)的內(nèi)部控制器件供電，甚至可能會造成變電所整個母線段的電力開關(guān)失去控制和保護(hù)。
[0005]上述第二種控制電源方案中，當(dāng)電力開關(guān)主線路出現(xiàn)短路、失壓、斷相、接地等故障時，相當(dāng)于電壓互感器一次側(cè)發(fā)生短路、斷相、失壓、干擾、接地等故障，進(jìn)而造成為電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供的電壓降低、失壓、缺相、失真、失衡等，即無法提供可靠的電源，進(jìn)而可能使電力開關(guān)的控制和保護(hù)功能失效或誤動，造成越級跳閘等事故，難以保證故障時電力開關(guān)控制和保護(hù)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的目的在于提供一種電力開關(guān)內(nèi)部控制器件備用控制電源系統(tǒng)以及應(yīng)用該備用控制電源系統(tǒng)的電力開關(guān)，從而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。
[0007]本公開的其它特性和優(yōu)點將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本公開的實踐而習(xí)得。
[0008]根據(jù)本公開實施例的第一方面，提供一種電力開關(guān)內(nèi)部控制器件備用控制電源系統(tǒng)，包括:
[0009]—電壓輸入端，用于向所述備用控制電源系統(tǒng)提供一輸入電壓；
[0010]—電壓輸出端，與一電力開關(guān)親接，用于向電力開關(guān)中部分內(nèi)部控制器件提供交流電壓，以及，向電力開關(guān)中部分內(nèi)部控制器件提供直流電壓；
[0011]—儲能電路，用于存儲電能；
[0012]—監(jiān)測電路，用于在判斷所述輸入電壓正常時輸出一第一信號以及在判斷所述輸入電壓異常時輸出一第二信號；以及，
[0013]—充放電控制電路，與所述電壓輸入端、電壓輸出端、監(jiān)測電路以及儲能電路耦接；所述充放電控制電路用于:
[0014]在接收到所述第一信號時轉(zhuǎn)換所述輸入電壓為所述儲能電路充電及通過所述電壓輸出端向電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供電壓；以及，
[0015]在接收到所述第二信號時利用所述儲能電路中存儲的電能通過電壓輸出端向電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供交流電壓及直流電壓。
[0016]本公開的一種示例性實施例中，所述備用控制電源系統(tǒng)還包括:
[0017]一放電電路，與所述充放電控制電路耦接；
[0018]所述充放電控制電路還用于在接收到一第三信號時控制所述放電電路對所述儲能電路進(jìn)行放電。
[0019]本公開的一種示例性實施例中，所述電壓輸出端還包括:
[0020]—逆變電路，與所述充放電控制電路耦接，用于將所述充放電控制電路輸出的電壓逆變?yōu)榻涣麟妷汉筇峁┲岭娏﹂_關(guān)內(nèi)部控制器件；以及，
[0021]—穩(wěn)壓電路，與所述充放電控制電路耦接，用于穩(wěn)定所述充放電控制電路提供至電力開關(guān)內(nèi)部控制器件的直流電壓。
[0022]本公開的一種示例性實施例中，所述備用控制電源系統(tǒng)還包括:
[0023]—采樣電路，與電壓輸入端及所述監(jiān)測電路耦接，用于對所述電壓輸入端輸入電壓的參數(shù)進(jìn)行采樣并將采樣結(jié)果提供至所述監(jiān)測電路；
[0024]所述監(jiān)測電路根據(jù)所述采樣結(jié)果判斷所述輸入電壓是正?；虍惓！?br>[0025]本公開的一種示例性實施例中，所述電壓輸入端還包括:
[0026]—濾波電路，用于對所述輸入電壓進(jìn)行濾波處理。
[0027]本公開的一種不例性實施例中，所述電壓輸出端具有一或多個交流電壓輸出端口以及一或多個直流電壓輸出端口。
[0028]本公開的一種示例性實施例中，所述多個交流電壓輸出端口以及多個直流電壓輸出端口采用分時方式進(jìn)行輸出。
[0029]本公開的一種示例性實施例中，所述充放電控制電路在接收到所述第一信號時轉(zhuǎn)換所述輸入電壓為所述儲能電路充電及通過所述電壓輸出端向電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供交流電壓及直流電壓。
[0030]本公開的一種示例性實施例中，所述電壓輸入端與所述電壓輸出端耦接；
[0031]所述充放電控制電路在接收到所述第一信號時通過所述電壓輸出端向電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供直流電壓；以及，所述電壓輸入端的交流輸入電壓通過所述電壓輸出端直接提供至電力開關(guān)內(nèi)部控制器件。
[0032]本公開的一種示例性實施例中，所述備用控制電源系統(tǒng)還包括:
[0033]—切換開關(guān)，設(shè)于所述電壓輸入端和電壓輸出端之間并與所述監(jiān)測電路耦接；所述切換開關(guān)在接收到所述第一信號時導(dǎo)通以及在接收到所述第二信號時斷開；
[0034]所述充放電控制電路在接收到所述第一信號時通過所述電壓輸出端向電力開關(guān)內(nèi)部控制器件提供直流電壓；以及，所述電壓輸入端的交流輸入電壓通過所述切換開關(guān)及電壓輸出端提供至電力開關(guān)內(nèi)部控制器件。
[0035]根據(jù)本公開實施例的第二方面，提供一種電力開關(guān)，具有內(nèi)部控制器件，包括上述任意一種備用控制電源系統(tǒng)，以為所述內(nèi)部控制器件提供直流電壓以及交流電壓。
[0036]本公開的一種示例性實施例中，所述內(nèi)部控制器件包括與所述備用控制電源系統(tǒng)耦接的斷路器、失壓脫扣器以及控制和保護(hù)裝置。
[0037]本公開的一種示例性實施例中，所述電力開關(guān)還包括:
[0038]—電壓互感器，設(shè)于所述電力開關(guān)的主線路并與所述電壓輸入端耦接，用于將所述主線路上的電壓變壓為適合的電壓作為所述輸入電壓。
[0039]本公開的一種示例性實施例中，所述電力開關(guān)還包括:
[0040]一外部電源，與所述電壓輸入端耦接，用于向所述電壓輸入端提供所述輸入電壓。
[0041]本公開的一種示例性實施例中，所述電力開關(guān)為井下電力開關(guān)或者為地面電力開關(guān)。
[0042]本公開示例性實施例通過上述電力開關(guān)內(nèi)部控制器件備用控制電源系統(tǒng)及電力開關(guān)，能夠在電力開關(guān)控制電源故障，如發(fā)生短路、失壓、接地、斷相等主線路故障導(dǎo)致控制電源供電異?；蛘咄獠侩娫垂╇姰惓r，自動切換到備用控制電源系統(tǒng)供電，為電力開關(guān)提供可靠的控制電源，避免了電力開關(guān)在外部電源或主線路故障時，失去可靠的控制電源，導(dǎo)致電力開關(guān)控制保護(hù)失效和誤動發(fā)生電力事故，提高了電力開關(guān)的可靠性。同時，本公開示例性實施例中能夠濾除和吸收備用控制電源系統(tǒng)中的諧波，提高了電力開關(guān)的抗干擾性。此外，本公開示例性實施例中備用控制電源系統(tǒng)能夠限時自動切斷供電或放電，防止向電源側(cè)反送電以及使電力開關(guān)停電后內(nèi)部控制器件不會帶電，保證防爆安全，特別適用于煤礦井下電力開關(guān)，也適用于現(xiàn)有地面電力開關(guān)等其他電力開關(guān)的改進(jìn)，且不需要改造或更換電力開關(guān)的元器件和線路。
【附圖說明】
[0043]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)