电力开关及其内部控制器件备用控制电源系统的制作方法_3

文档序号:9491342阅读:来源:国知局
选择或设计。
[0066]参考图2中所示,所述备用控制电源系统还可以包括一放电电路。放电电路与所述充放电控制电路耦接;所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电路对所述储能电路进行放电。举例而言,所述第三信号可以为到达一预设时间后提供的信号,如果该预设时间是指向电力开关内部控制器件供电一定时长,则所述备用控制电源系统可以在输入电压异常时,向电力开关内部控制器件供电一定时长后,自动通过放电电路对储能电路自动进行放电。再举例而言,所述第三信号可以为根据外部控制指令产生的信号,例如,需要对电力开关进行开盖维修时,则可以通过按钮等外部控制指令产生所述第三信号,以控制放电电路对储能电路进行放电。本示例性实施例中,储能电路可以为一电感或电容器件,放电电路可以为一放电电阻,也可能为电感或电容器件,本示例性实施例中对此不做特殊限定。通过所述充放电控制电路以及放电电路,可以在接到外部控制指令或供电时间达到限时后,自动储能电路释放存储的电能,防止停电后电力开关内部控制器件带电,以适用于防爆和安全要求。
[0067]继续参考图2中所示,本示例性实施例中,所述电压输出端还可以包括一逆变电路以及一稳压电路。逆变电路与所述充放电控制电路耦接,用于将所述充放电控制电路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关中部分内部控制器件;逆变电路可以为全桥逆变电路,也可以为半桥逆变电路,可以为电压型逆变电路也可以为电流型逆变电路。稳压电路与所述充放电控制电路耦接,用于稳定所述充放电控制电路提供至电力开关中部分内部控制器件的直流电压;稳压电路为DC/DC稳压电路,例如可以为线性直流稳压电路,也可以为非线性直流稳压电路。当然,在本公开的其他示例性实施例中,所述电压输出端也可以包括升压电路、整流电路等其他电路,本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0068]通过本示例性实施例中的备用控制电源系统,能够在电力开关控制电源故障,如发生短路、失压、接地、断相等主线路故障导致控制电源供电异常或者外部电源供电异常时,自动切换到备用控制电源系统供电,为电力开关提供可靠的控制电源,避免了电力开关在外部电源或主线路故障时,失去可靠的控制电源,导致电力开关控制保护失效和误动发生电力事故,提高了电力开关的可靠性。同时,能够滤除和吸收备用控制电源系统中的谐波,提高了电力开关的抗干扰性。此外,备用控制电源系统能够限时自动切断供电或放电,防止向电源侧反送电以及使电力开关停电后内部控制器件不会带电,保证防爆安全,特别适用于煤矿电力开关,也适用于现有地面电力开关等其他电力开关的改进,且不需要改造或更换电力开关的元器件和线路。
[0069]示例件实施例二
[0070]本示例性实施例中提供了一种备用控制电源系统。参考图3中所示,本示例性实施例中的电力开关内部控制器件备用控制电源系统主要包括一电压输入端、一电压输出端、一储能电路、一监测电路以及一充放电控制电路。除此之外,还可以包括采样电路、放电电路、逆变电路、稳压电路以及滤波电路等其他电路。当然,本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等,本示例性实施例中对此不做特殊限定。与示例性实施例一中备用控制电源系统的不同之处之一在于,本示例性实施例中,所述电压输入端与所述电压输出端耦接。
[0071]基于上述备用控制电源系统架构,本示例性实施例中,所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时,即输入信号正常时,仅通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压以及转换所述输入电压为所述储能电路充电,但不向电力开关内部控制器件提供交流电压,而是利用所述电压输入端的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件。充放电控制电路在接收到所述第二信号时,即输入信号异常时,停止为所述储能电路充电,同时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。
[0072]该备用控制电源系统的其他部分与示例性实施例一中基本相同,因此在此不再赘述。
[0073]图3中备用控制电源系统,在输入信号异常时,例如短路、失压、接地、断相时,所述电压输入端与所述电压输出端仍保持耦接,即仍会利用所述电压输入端异常的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件,进而可能造成电力开关控制和保护的不可靠。
[0074]基于此,参考图4中所示,本示例性实施例中所述备用控制电源系统还可以包括一切换开关。切换开关设于所述电压输入端和电压输出端之间并与所述监测电路耦接,即所述切换开关同样被所述监测电路所控制。具体而言,切换开关在接收到所述第一信号时,即输入信号正常时导通;以及,切换开关在接收到所述第二信号,即输入信号异常时断开。本示例性实施例中,所述切换开关可以为晶闸管及其派生器件、双极型功率晶体管、绝缘栅双极型功率晶体管等可控开关。
[0075]通过设置切换开关,所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时,即输入信号正常时,仅通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压以及转换所述输入电压为所述储能电路充电,但不向电力开关内部控制器件提供交流电压,而是所述电压输入端的交流输入电压通过所述切换开关及电压输出端提供至电力开关内部控制器件。充放电控制电路在接收到所述第二信号时,即输入信号异常时,停止为所述储能电路充电,同时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压,同时,切换开关在接收到所述第二信号时自动断开,不会再利用所述电压输入端异常的交流输入电压提供至电力开关内部控制器件,进而可以增强电力开关控制和保护的可靠性。
[0076]图4中备用控制电源系统的其他部分与图3中基本相同,因此在此不再赘述。
[0077]示例件实施例三
[0078]本示例性实施例中提供了一种电力开关,该电力开关具有内部控制器件,并且包括上述示例性实施例中的备用控制电源系统,以便于为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。所述电力开关内部控制器件可以包括断路器(例如包括合闸电机、分闸机构以及整流电路等组件)、控制和保护装置(例如继电保护装置)、测控装置、失压脱扣器等,除此之外还可以包括主线路、互感器和整流电路、控制继电器、显示器、控制按钮等附件。当然,本领域技术人员还可以根据需要增加更多的结构或者变更其中的部分结构等,本示例性实施例中对此不做特殊限定。
[0079]参考图5中所示,本示例性实施例中所述电力开关还包括一电压互感器,电压互感器设于所述电力开关的主线路并与所述备用控制电源的电压输入端耦接,用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压。其中,控制和保护装置的供电接口还可以用于通过测控装置采集电压参数,以作为所述控制和保护装置的动作依据。备用控制电源系统的交流电压输出接口连接断路器、控制和保护装置以及测控装置等器件,直流电压输出接口连接失压脱扣器等器件。
[0080]主线路电参数正常时,备用控制电源系统通过电压互感器从主线路获取电能,分别为断路器、控制和保护装置、测控装置输出交流电压以及为失压脱扣器输出直流电压,同时为备用控制电源系统中的储能电路充电,并且直接连通电压互感器与控制和保护装置的电路,使控制和保护装置可以通过供电电路采集电压参数。
[0081]主线路电参数异常时,备用控制电源系统的储能电路输出电能,分别为断路器、控制和保护装置、测控装置输出交流电和为失压脱扣器输出直流电,保证电力开关在主线路电参数异常时的控制和保护。
[0082]参考图6中所示,本示例性实施例中还提供了另外一种电力开关,该电力开关中没有在主线路设置电压互感器,而是另外设置一外部电源,外部电源与所述备用控制电源的电压输入端耦接,用于向所述电压输入端提供所述输入电压,该电力开关的其他部分以及运行方式与图5中电力开关相关部分类似,因此在此不再赘述。
[0083]示例件实施例四
[0084]本示例性实施例中提供了一种电力开关,该电力开关具有内部控制器件,并且包括上述示例性实施例中的备用
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