一种中压电力开关自动三相控制系统的制作方法

本发明涉及电力设备领域，特别是指一种中压电力开关自动三相控制系统。

背景技术：

随着变电站综合自动化技术的发展，中、低压保护测控一体化、分层分布结构、分散嵌入式安装等已成为发展趋势，操作回路必然要集成到保护装置内，这就要求操作回路在尽可能保持其原有功能的前提下，元件数量尽量少，体积尽量小，通用性尽量高。

技术实现要素：

本发明提出一种中压电力开关自动三相控制系统，适用于110kv以下电力开关的操作，具有防跳、分合保持、位置信号、操作回路断线监视等功能，比原有操作回路节约了元件数量，简化了电路设计，可嵌入6/10kv、35kv开关成套设备中就地安装的继电保护和安全自动装置中，同时该设计借助自动设备的智能采集和逻辑判断功能，可实现开关操作过程的透明化，对断路器的分、合操作过程具有在线监测的作用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种中压电力开关自动三相控制系统，包括防跳回路、合分闸电流采集模块、合分闸位置监视模块和操作回路电源监视模块；

所述操作回路电源监视模块用于采集跳位继电器和合位继电器的常闭接点的串联输出逻辑，若输出逻辑为0，则判断电源工作状态正常，若输出逻辑为1，则判定电源工作状态异常；

所述合分闸位置监视模块用于在跳位继电器和合位继电器正常工作时，采集其常开接点的位置状态，反映此时开关辅助同步接点的位置，从而判别开关主触头位置，从而达到指示开关合闸与跳闸的位置状态；

所述合分闸电流采集模块包括两个电流传感器，用于当合分闸回路接通时，采集合分闸回路中通过跳合闸线圈的电流，在合分闸回路中的电流没有被开关辅助接点切断前，发出控制命令的合分闸出口继电器不返回接点；

所述防跳回路包括防跳跃继电器，利用该防跳跃继电器的分压电阻的跳线实现投退功能。

作为本发明的一个优选实施例，系统外部接线仅包括电源线两根，合闸输入，跳闸输入，合闸输出，跳闸输出共六条接线。

作为本发明的一个优选实施例，所述操作回路电源监视模块采用内部内部遥信量采集，在基于输出逻辑判断电源工作状态时，由保护或告警出口提供信号接口。

作为本发明的一个优选实施例，系统合位分位信号由开关辅助接点采集到遥信回路，合位分位继电器接点由内部遥信采集，完成一致性信号校验。

作为本发明的一个优选实施例，所述防跳跃继电器由开关常开辅助接点启动或合位继电器接点启动，启动后自保持，并在开关完成合闸且开关常闭辅助接点打开后完成解锁，达到防跳跃功能，通过跳线完成投退。

作为本发明的一个优选实施例，系统交直流通用，当采用直流操作电源时，焊接直流继电器和适配电阻，适应24v，48v，110v，220v直流操作电源；当采用交流操作电源时，焊接交流220v继电器。

本发明的有益效果在于：

1、完全实现了传统开关三相操作箱的全部功能，并可完成操作电源的在线监测功能；

2、接线大大简化，现场工作量减少50％～70％。

3、采用软硬件结合方式，是对自动控制回路的设计理念的革命。

4、交直流通用，为生产制造带来极大的便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种中压电力开关自动三相控制系统一个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提出了一种中压电力开关自动三相控制系统，包括防跳回路、合分闸电流采集模块、合分闸位置监视模块和操作回路电源监视模块；

操作回路电源监视模块用于采集跳位继电器和合位继电器的常闭接点的串联输出逻辑，若输出逻辑为0，即断开状态，则判断电源工作状态正常，若输出逻辑为1，即闭合状态，则判定电源工作状态异常；能监视跳、合闸回路的完整性。

合分闸位置监视模块用于在跳位继电器和合位继电器正常工作时，采集其常开接点的位置状态，反映此时开关辅助同步接点的位置，从而判别开关主触头位置，从而达到指示开关合闸与跳闸的位置状态；自动合闸或跳闸时应有明显信号，本设计利用开关的跳合闸线圈微小电流时不启动的特点，在跳合闸回路直接取得跳合位继电器信号，既可保证开关操作回路的安全工作，由不必占用开关辅助接点，同时减少了接线数量。

本发明舍弃了传统操作回路中使用专用的合闸保持回路和跳闸保持回路，代替之的是两个霍尔电流传感器，合分闸电流采集模块包括两个电流传感器，用于当合分闸回路接通时，采集合分闸回路中通过跳合闸线圈的电流，在合分闸回路中的电流没有被开关辅助接点切断前，发出控制命令的合分闸出口继电器不返回接点；相当此时合闸保持或分闸保持回路处于工作状态，既保证了开关有充裕的合分闸时间，又可以在完成合分闸操作后，利用开关辅助接点切断合分闸回路的电流，从而保证出口继电器强行返回导致接点烧毁的故障，该发明将新型传感器技术和微控制器技术完美结合，真正实现了开关的自动控制操作；合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除。

防跳回路包括防跳跃继电器，利用该防跳跃继电器的分压电阻的跳线实现投退功能，从而避免了本操作回路的在实用中与开关本身防跳回路串联的问题，大大提升了本操作回路的适用性和方便性。

系统外部接线仅包括电源线两根，合闸输入，跳闸输入，合闸输出，跳闸输出共六条接线。电路设计简单可靠，软硬件结合完成所有控制回路的功能，接线是同类设计中最少的，

操作回路电源监视模块采用内部内部遥信量采集，在基于输出逻辑判断电源工作状态时，由保护或告警出口提供信号接口。

系统合位分位信号由开关辅助接点采集到遥信回路，合位分位继电器接点由内部遥信采集，完成一致性信号校验，取消了合位分位信号分别采集的方式，简化了接线。

防跳跃继电器由开关常开辅助接点启动或合位继电器接点启动，启动后自保持，并在开关完成合闸且开关常闭辅助接点打开后完成解锁，达到防跳跃功能，通过跳线完成投退。

系统交直流通用，当采用直流操作电源时，焊接直流继电器和适配电阻，适应24v，48v，110v，220v直流操作电源；当采用交流操作电源时，焊接交流220v继电器。本发明利用传感器代替合闸保持回路和分闸保护回路，取消了合闸保持继电器和分闸保持继电器，减少了合分闸线圈回路上的功率消耗和元件参数限制，使该控制回路既适用于强电控制系统也适用于弱电控制系统，同时创造性的利用了采集到的跳合闸电流数值，可以实现对开关控制回路的在线监测功能。线路板电路交流直流通用，仅更换相应交直流参数的原件即可，这在国内同类设计中是独特的。

本发明的工作流程如下：

合闸操作(手动，遥控或重合)时，通过tbsj-2常闭接点启动合闸线圈hq，合闸成功后，dl动作，切断hq回路，hwj动作，接通tbsj并自保持，分断tbsj-2，此时如果合闸信号(接点)始终未取消，tbsj将保持，合闸回路将断开，即使开关分闸，hwj-1分断，由于tbsj自保持，不会出现再次合闸动作，从而实现了防跳跃功能。

分闸操作过程更加简单，正常情况下，由于dl的变位，只实现合闸位置继电器hwj和跳闸位置继电器twj的正常动作。

图中增加了有两个重要的电流测量传感器元件jc1和jc2，采用霍尔元件，可以采集合闸和分闸时回路上的交流或直流电流量，将该量送入嵌入式系统中，可以监控合闸或分闸时操作回路中的电流大小，同时，根据该电流大小，判断合分闸出口继电器的出口时间，可以实现合分闸保持功能，当然，如果是手动操作，这个功能不起作用，但仍然可以监视操作回路中通过hq或tq中的电流，只是如果dl动作不到位或手动操作开关过于快时，将由手动操作开关分断操作回路。

同时，通过jc1和jc2两个传感器元件，对回路中的负载电流进行监控，如果发现回路中有异常，可根据预先设定的方案，选择告警和强行切断回路，从而达到保护一次设备的合分闸线圈的作用，同时可将检测结果及时通知运维人员，以排除故障。

外部的并联到hwj-1的断路器辅助接点dl是冗余接线，如果dl的辅助接点数量不够，可以不接，实际上hwj是内置元件，其可靠性更高，在实际应用中，这个辅助接点一般没有使用。

本发明涉及一种中压电力开关自动三相控制回路设计。控制回路是由控制开关和控制对象(断路器、隔离开关)的传送机构及执行(或操作)机构组成的。其作用是对一次开关设备进行“跳”、“合”闸操作。控制回路按自动化程度可分为手动控制和自动控制两种；按控制距离可分为就地控制和距离控制两种；按控制方式可分为分散控制和集中控制两种，分散控制均为一对一控制，集中控制有一对一控制和一对n的选线控制；按操作电源性质可分为直流操作和交流操作两种。

断路器的控制回路应满足下列要求：

1)应有电源监视。并能监视跳、合闸回路的完整性。

2)应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态，自动合闸或跳闸时应有明显信号。

3)合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除。

4)有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置。

5)接线应简单可靠，使用电缆芯最少。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。