一种利用双位置继电器实现的断路器非全相保护电路的制作方法

本实用新型涉及220kV及以上电压等级采用分相操作的断路器非全相保护，尤其是一种利用双位置继电器实现的断路器非全相保护电路。

背景技术：

为保证供电可靠性，220kV及以上电压等级断路器均采用分相操作的断路器。采用分相操作的断路器在系统发生单相故障时，保护动作迅速跳开故障相，经过短时间延时后重新合上故障相开关，有效保证了电网供电可靠性。

但是，采用分相操作机构的断路器在运行中由于各种原因，断路器三相可能断开一相或两相，造成非全相运行(即三相不一致)。断路器非全相运行会导致零序、负序电流较大，如果这些零序、负序电流持续很长时间，就会导致重负荷线路的零序保护四段越级误动作。因此，在采用分相操作的断路器必须配置相应的非全相保护。

目前断路器非全相保护有两种实现方式：通过断路器本体三相开关的辅助接点实现的非全相保护；通过保护装置增加模拟量判据实现的断路器非全相保护。

目前所有断路器非全相保护在实现逻辑和原理上均未考虑断路器非分非合的工作状态，即断路器行程只走了一半，未分到位，也未合到位。如果断路器处于非分非合状态时，表征断路器分合的辅助开关同样处于中间状态，即不在分也不在合状态，直接引起断路器非全相保护拒动，从而扩大事故，严重影响供电可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种利用双位置继电器实现的断路器非全相保护电路，能够有效避免断路器处于非分非合状态下，断路器非全相保护拒动。

一种利用双位置继电器实现的断路器非全相保护电路，其特别之处在于：包括串联在电源正极和电源负极之间的时间继电器的一个常开接点、非全相保护出口压板和A相断路器跳闸线圈，在该A相断路器跳闸线圈两端分别并联有B相断路器跳闸线圈和C相断路器跳闸线圈，还包括第一双位置继电器、第二双位置继电器和第三双位置继电器，该第一双位置继电器的一对常开接点、第二双位置继电器的一对常开接点和第三双位置继电器的一对常开接点三者并联在一起组成第一支路，该第一双位置继电器的一对常闭接点、第二双位置继电器的一对常闭接点和第三双位置继电器的一对常闭接点三者并联在一起组成第二支路，该第一支路、第二支路和时间继电器的线圈一起串联在电源正极和电源负极之间；

其中前述第一双位置继电器线圈的合闸输入端通过A相断路器本体辅助开关的一个常开接点接电源正极，而该第一双位置继电器线圈的分闸输入端通过A相断路器本体辅助开关的一个常闭接点接电源正极，该第一双位置继电器线圈的输出端接电源负极；

其中前述第二双位置继电器线圈的合闸输入端通过B相断路器本体辅助开关的一个常开接点接电源正极，而该第一双位置继电器线圈的分闸输入端通过B相断路器本体辅助开关的一个常闭接点接电源正极，该第一双位置继电器线圈的输出端接电源负极；

其中前述第三双位置继电器线圈的合闸输入端通过C相断路器本体辅助开关的一个常开接点接电源正极，而该第一双位置继电器线圈的分闸输入端通过C相断路器本体辅助开关的一个常闭接点接电源正极，该第一双位置继电器线圈的输出端接电源负极。

本实用新型的断路器非全相保护电路将断路器三相辅助开关接点的常开、常闭接点信号，分别作为双位置继电器分闸和合闸信号开入，将双位置继电器分闸和合闸辅助接点作为非全相判断逻辑用信号。双位置继电器具有自保持功能，若分闸端励磁后，在合闸端未施加励磁电流的情况下，即使分闸端失磁，双位置继电器同样会保持分闸端励磁状态。合闸端与分闸端原理相同，双位置继电器的引入，处于非分非合的断路器，在双位置继电器看来，仍然处于原来状态(非分即合状态)，可保证非全相保护可靠动作，防止事故扩大。

附图说明

附图1为背景技术中通过断路器本体三相开关的辅助接点实现的非全相保护；

附图2为背景技术中通过保护装置增加模拟量判据实现的断路器非全相保护；

附图3为双位置继电器原理图；

附图4为本实用新型利用双位置继电器实现的断路器非全相保护原理图。

具体实施方式

如图3、4所示，本实用新型的断路器非全相保护电路的使用方法和工作原理如下：

(1)通过电缆将分相断路器三相开关辅助接点分别引致断路器控制柜。

运行于现场的断路器均有断路器控制柜，将每相断路器表征分合位置的断路器辅助接点信号通过电缆引致断路器控制柜。每相断路器引一副常开接点和一副常闭接点，其中常闭接点表示断路器处于分闸位置，常开接点表示断路器处于合闸位置。

(2)将引致断路器控制柜每相断路器的常开常闭接点分别串在每一相对应双位置继电器分合闸电源回路中。

对应每一相断路器配置一个双位置继电器，A相、B相、C相断路器分别配置一个双位置继电器，将表示A相断路器在分位的常闭接点串接在双位置继电器分闸电源回路中，将表示A相断路器在合位的常开接点串接在双位置继电器合闸电源回路中。

双位置继电器由两个相互连接的电磁机构、互锁滑块机构、位置指示器及触点系统组成。每个电磁机构由磁轭、线圈及衔铁组成，互锁滑块机构由两个滑块及拉簧组成。电磁机构的原理同一般的拍合式继电器，当其中一个电磁机构被激励时，其电磁线圈产生电磁力矩，吸合衔铁，衔铁带动互锁滑块机构，当去掉激励量时，由于互锁机构的作用，使得衔铁保持在一个位置上，同时，衔铁带动了触点系统，使得触点也保持在一个位置上。当另一个电磁机构被激励时，使得衔铁和触点系统保持在另一个位置上。而两个电磁机构不能同时施加激励量。

(3)引出双位置继电器对应的辅助接点与时间继电器(SJ)构成断路器非全相保护回路。

将三相断路器分别手动分开，此时表征断路器分位的断路器常闭辅助接点闭合，从而使双位置继电器分闸回路接通，利用万用表电阻档找出此时接点电阻为零的双位置继电器辅助接点，该双位置辅助接点可表示断路器在分位。同理将断路器手动合闸，此时表征断路器合位位的断路器常开辅助接点闭合，从而使双位置继电器合闸回路接通，利用万用表电阻档找出此时接点电阻为零的双位置继电器辅助接点，该双位置辅助接点可表示断路器在合位。将表征断路器A、B、C三相分别在分位的双位置继电器对应的辅助接点并联，将表征断路器A、B、C三相分别在合位的双位置继电器对应的辅助接点并联，最后将上述两个并联回路串联后再与时间继电器(SJ)串联，形成断路器非全相保护。

图1中，SLA、SLB、SLC分别为A、B、C相断路器本体辅助开关接点，其中打开接点定义为常开，表示断路器在合位，闭合接点定义为常闭，表示断路器在分位，SJ为时间继电器，YB为非全相保护出口压板，TQA、TQB、TQC分别为A、B、C相断路器跳闸线圈。

图2中，TWJA、TWAB、TWJC分别为断路器操作箱中跳闸位置继电器，断路器在分闸位置时，该继电器励磁。HWJA、HWABHWJC分别为断路器操作箱中合闸位置继电器，断路器在合闸位置时，该继电器励磁。LJ为保护装置中用于模拟量(零序电流、负序电流)判断逻辑，当模拟量判据满足条件时，该节点闭合。T为时间继电器，YB为非全相保护出口压板，TQA、TQB、TQC分别为A、B、C相断路器跳闸线圈。

图3中，双位置继电器的两个线圈分别接对方的辅助触点，例如线圈I要串接线圈II的辅助触点，线圈II要串接线圈I的辅助触点，这样一来线圈不会长时间带电工作，其次线圈可以保持在I位或II位。图中常开点为线圈I的辅助触点，常闭点为线圈II的辅助触点。只要线圈I一通电，I的辅助触点由常开变为常闭，同时II的辅助触点由常闭变为常开。这时线圈I就断电了。只等下次线圈II带电时辅助触点的位置才会反转过来。

图4中，SLA、SLB、SLC分别为A、B、C相断路器本体辅助开关接点，其中打开接点定义为常开，表示断路器在合位，闭合接点定义为常闭，表示断路器在分位。SWJa、SWJb、SWJc分别为对应A、B、C断路器对应的双位置继电器，其中FZ对应分闸输入端，HZ对应合闸输入端，SWJa1、SWJb2、SWJ3c、SWJa6、SWJb7、SWJ8c为双位置继电器对应的辅助接点。SJ为时间继电器，YB为非全相保护出口压板，TQA、TQB、TQC分别为A、B、C相断路器跳闸线圈。

实施例1：

以某变电站为例，变电站编号为3631的330kV断路器为分相操作断路器，在一次操作断路器过程中，由于A相断路器合闸时未合到位，处于非分非合状态，对应的断路器辅助接点也处于非分非合状态，其他两相均合闸到位。由于A相断路器合闸时未合到位，断路器非全相保护拒动，最终导致330kV系统两条线路的零序4段动作跳闸，引起事故扩大。

针对上述问题，我们采用本实用新型后，继续以上述变电站3631断路器为例分析，在3631断路器未合闸之前，3631断路器三相均在分位，此时对应三相断路器的双位置继电器分闸回路均处与励磁状态，其对应表示断路器在分位的接点闭合，即非全相回路中表示断路器在分位的并联的三幅接点均在闭合位置。如果此时合上3631断路器，B、C相断路器均在合位，此时非全相回路中双位置继电器表示断路器在合位的三幅接点中，B、C相均已励磁，接点闭合，由于A相断路器处于非分非合状态，所以对应A相的双位置继电器励磁状态未改变，仍然处于分闸回路励磁状态，所以表示A相断路器在分位的接点仍处于闭合状态，最终，非全相保护动作，切除故障，由于断路器非全相保护延时小于系统线路零序4段保护，避免事故扩大。