专利名称：全适应高压开关控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统的电压变电站的控制设备，特别是对断路器进行控制的全适应 高压开关控制器。
背景技术：
作为高压开关控制器是安装在各电压等级变电站内的继电保护装置及智能操作箱内的 控制设备，直接对高压断路器进行控制，主要实现以下三个方面功能-
a) 实现跳保持与合保持的功能。保护出口接点在导通跳合闸回路的同时启动跳合闸保 持回路，由跳合闸保持回路来保证当保护接点断开时，跳合闸回路仍旧导通。
b) 监视断路器的状态。如监视断路器的位置信息与控制回路的状态。
c) 防止开关跳跃的功能。
目前使用的断路器操作机构种类多样，生产厂家繁多。这些操作机构在断路器操作过程 中的跳合闸保持电流从10mA到5A不等。这种差距带来的问题是当操作机构的跳合闸保持 电流大于跳合闸保持继电器最小动作电流时，跳合闸保持继电器动作，跳合闸保持继电器接 点闭合。在跳合闸接点返回后，由于跳合闸保持继电器接点已经闭合，与跳合闸保持继电器 仍然构成回路，使其自保持，直至断路器操作机构动作，工作正常。而如果断路器操作机构 的保持电流小于跳合闸继电器的最小动作电流约100mA时，跳合闸保持继电器就不能动作， 此时，当跳合闸接点返回后，由于跳合闸保持继电器接点并没有闭合，跳合闸保持回路断开， 导致其不能自保持，断路器不能正常工作，给变电站的安全运行带来极大隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够适应各种高压断路器操作机构的全适应高压开关控制 器。这种控制器能够保证断路器的跳合闸保持电流在10mA到5A的范围内断路器正常工作， 彻底解决目前小电流操作机构不能直接使用的问题，极大提高变电站继电保护装置及智能操 作箱的安全性与可靠性，解除变电站运行的安全隐患。
本实用新型的目的是这样达到的
一种全适应高压开关控制器，与高压断路器的操作机构相连接，其特征在于控制器由 跳合闸监视回路和保持回路构成，监视回路是指跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路、合
3后位置监视回路。保持回路是指合闸保持回路、跳闸保持回路。各个回路均为继电器组成的 开关电路，在合闸保持回路、跳闸保持回路和跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路中，设 置有光耦，各个光耦发光部件的一端与各自回路的高压断路器的操作机构相连接，另一端通 过位置指示灯或继电器的常开接点与控制电源正极相连，光耦的接点导通部分分别连接在各 个回路的继电器输入端上。
在合闸保持回路中光耦发光部件的一端连接在断路器的操作机构CZJGH上，另一端与合 闸保护动作常开接点BHJB连接，光耦的接点导通部分连接在合闸保持继电器HBJ2A的输入端 与控制电源负极上;在跳闸保持回路中光耦的发光部件的一端连接在断路器的操作机构CZJGT 上，另一端与跳闸保护动作常开接点BTJC连接，光耦的接点导通部分连接在跳闸保持继电器 TBJ2A的输入端与控制电源正极上；在跳闸位置监视回路中光耦的发光部件一端连接在断路 器操作机构的跳闸位置监视信号输入端TWJS上，另一端通过跳闸位置指示灯LD2与控制电源 正极相连，光耦的接点导通部分连接在跳闸位置监视继电器TWJ1A的输入端与控制电源正极 上；在合闸位置监视回路中，光耦的发光部件一端连接在断路器操作机构的合闸位置监视信 号输入端冊JS，另一端通过合闸位置指示灯HD2与控制电源正极相连，光耦的接点导通部分 连接在合闸位置监视继电器HBWJ3A的输入端与控制电源正极上。
在各个光耦接点导通部分与其对应的继电器的输入端之间连接有限流电阻。
在合闸保持回路和跳闸保持回路中，分别设置有合闸保护动作常开接点、合闸保持常开 接点，跳闸保护动作常开接点、跳闸保持常开接点；合闸保护动作常开接点、合闸保持常开 接点与跳闸保护动作常开接点、跳闸保持常开接点分别以并联的方式连接在各自光耦发光部 件的输入端。在跳闹位置监视回路和合闸位置监视回路中设置监视信号指示灯，在跳闸监视 回路中采用跳闸位置指示灯LD2显示，在合闸位置监视回路中采用合闸位置指示灯HD2显示。
本实用新型的优点是-
1、 能够全适应跳合闸保持电流从10mA到5A不等的各种跳合闸操作机构对断路器的控制， 解决现有小电流操作机构不能直接使用的问题，解除变电站的安全隐患。
2、 本控制器充分利用了光耦灵敏，导通电流较小的特点，将光耦作为中间部件去启动动 作电流较大的保持继电器，不仅可用于变电站的控制中，也可用于铁路运行控制等领域。
3、 使用本控制器后跳合闸动作可靠，动作速度快。极大地提高了变电站继电保护装置及 智能操作箱的安全性与可靠性。
4、 结构简单、性能可靠，安全边际高，费用低廉，适宜大面积推广。
图1是本实用新型的结构方框图。
图2是本实用新型的原理示意图。
图3是合闸保持及跳闸位置监视电路图。
图4是跳闸保持及合闸位置监视电路图。
图1中，CZJGH为断路器合闸操作机构，CZJGT为断路器跳闸操作机构，LEDT为跳闸位 置指示灯，DSP-T为跳闸位置监视继电器，0PTTJS为跳闸位置监视回路光耦发光二极管， OPTTJS-A为跳闸位置监视回路光耦的导通部分，TWJS为跳闸位置监视信号输入端，HBJ为合 闸保持继电器，0PTHJS为合闸位置监视回路光耦发光部分的二极管，0PTHJS-A为合闸位置监 视回路光耦的导通部分，冊JS为合闸位置监视信号输入端，OPTH-A为合闸回路光耦接点导通 部分，0PTH是合闸回路光耦发光部分的二极管，BHJ-A为保护合闸继电器常开接点；HBJ-A 为合闸保持继电器常开接点，HHJ为合后位置监视继电器，BTJ-A为保护跳闸继电器常开接点， OPTT-A为跳闸回路的光耦接点导通部分，OPTT跳闸回路光耦发光二极管，TBJ-A为跳闸保持 继电器常开接点，TBJ为跳闸保持继电器，LEDH为合闸位置指示灯、DSP-H为合闸位置监视 继电器。
图2中，R为限流电阻，OPT为光耦的发光部分，OPT-1为光耦的接点导通部分，THBJ为 跳合闸保持继电器，THBJ-1为跳合闸保持继电器的常开接点，THDZJ-1为跳合闸动作继电器 的常开接点，CZJG为断路器的操作机构。
图3中，CZJGH为断路器合闸操作机构，TWJS是跳闸位置监视信号输入，TWJ1A与TWJ7A 为跳闸位置监视继电器，Gl为跳闸位置监视回路中的光耦，LD2为跳闸位置监视指示灯，Rl 与R3为光耦G1的限流电阻，HBJ2A为合闸保持继电器，G2为合闸保持回路中的光耦，HBJ2B 为合间保持继电器的常开接点，朋JB为合闸保护的常开接点，R22为光耦G2的限流电阻。
图4中，CZJGT是断路器跳闸操作机构，HWJS是合闸位置监视信号输入，HWJ3A合闸位 置监视继电器，G9为合闸位置监视回路中的光耦，HD2为合闸位置监视指示灯，TBJ2A为跳 闸保持继电器，G10为跳闸保持回路中的光耦，TBJ2C为跳闸保持继电器的常开接点，BTJC 为跳闸保护的常开接点，R23为光耦G10的限流电阻。
具体实施方式
参见附图2可知，本实用新型充分利用了光耦的灵敏性，将光耦作为中间部件去驱动大 功率元件的继电器。其原理如下当跳合闸动作继电器的常开接点THDZJ-1闭合后，断路器 控制回路中，电流从电源正极，经A—B—C—D—G—H，最后回到电源负极。其中A、 B为 THDZJ-1的两个引脚；C、 D为光耦发光二极管部分的两个引脚；G、 H为断路器操作机构的两个输入引脚。根据断路器操作机构的不同，此流过的电流幅值从10mA到5A不等。由于光耦 比较灵敏，只需2mA的电流就可以导通，所以，即使断路器操作机构只有10mA的电流，光耦 也可导通。当光耦OPT导通后，电流从电源正极通过限流电阻R、光耦的导通接点0PT-1以 及跳合闸保持继电器THBJ流到电源负极。通过调节限流电阻R的大小，保证流过跳合闸保持 回路的电流满足跳合闸保持继电器的最小动作电流，使其动作。在跳合闸保持继电器THBJ动 作后，其常开接点THBJ-1闭合。当跳合闸动作继电器的常开接点THDZJ-l动作完成断开后， 由于THBJ-1已经闭合，断路器控制回路仍有电流从电源正极，经E—F—C—D—G—H，最后 回到电源负极。其中E、 F为THBJ-1的两个引脚；C、 D为光耦发光部分的两个引脚；G、 H 为断路器操作机构的两个输入引脚。此时，电流从电源正极，经E—F—C—D—G—H，最后到 电源负极，构成一个闭合回路，断路器的操作机构能够正常动作。
附图l、 3、 4给出了一个具体的实施例。本实施例由跳闸位置监视回路、合闸保持回路、 合后位置监视回路、跳闸保持回路和合闸位置监视回路5部分构成。
在合间保持回路中的光耦G2发光部件一端连接在断路器操作机构CZJGH上，另一端与合 闸动作常开接点BHJB连接，光耦的接点导通部分连接在合闸保持继电器HBJ2A的输入端与控 制电源负极上。在跳闸保持回路中跳闸保持光耦G10的发光部件的一端连接在断路器的操作 机构CZJGT上，另一端与跳闸保护动作常开接点BTJC连接，光耦的导通部分接点连接在跳闸 保持继电器TBJ2A的输入端与控制电源正极上。在跳闸监视回路中，跳闸位置监视光耦G1的 发光部件一端连接在断路器操作机构的跳闸位置监视信号输入端TWJS上，另一端通过标示跳 闸位置的指示灯LD2与控制电源正极相连，光耦的接点导通部分连接在跳闸监视继电器TWJ1A 的输入端和控制电源正极上。当断路器断开后，TWJS跳闸位置监视信号输入端与控制电源负 极相联。在合闸监视回路中，合闸位置监视光耦G9的发光部件一端连接在断路器操作机构的 合闸位置监视信号输入端冊JS上，另一端通过标示合闸位置指示灯HD2与控制电源正极相连， 光耦的接点导通部分连接在合闸监视继电器HWJ3A的输入端与控制电源正极上。当断路器闭 合后，冊JS合闸位置监视信号输入端与控制电源负极相连。
在本实施例中，采用的光耦均为TLP372型。
参见图3合闸保持及跳闸位置监视具体电路图。
TWJ1A与TWJ7A为跳闸位置监视继电器，其型号为DSP1-DC24V。 R5与R6都为限流电阻， 使流过继电器TWJ1A与TWJ7A的电流小于允许值。D2与D3为TWJ1A与TWJ7A的稳压管，其 作用是使跳闸位置监视继电器两端的电压不大于其所允许的最大值。Gl为跳闸位置监视回路 中的光耦，其l、 2引脚G2-1与G2-2为光耦的发光部分，4、 5引脚G2-4与G2-5为光耦的导通部分。DX1、 DX3为保护二极管，防止回路反向导通。LD2为跳闸位置指示灯，DW6为稳 压管，防止LD2两端的电压高于其允许值。DW1与DW2为稳压管，在本电路中起到分压的作 用。R1与R3为限流电阻，使流过光耦发光部分的电流小于其所允许的最大值。
TWJS为跳闸位置监视信号输入端，当断路器断开后，此信号端与控制电源负极相连。HBJ2A 为合闸保持继电器，其型号为DSP1-DC24V。 R7与R8都为限流电阻，使流过合闸保持继电器 HBJ2A的电流小于其所允许的最大值。G2为合闸保持回路中的光耦，其l、 2引脚为光耦的发 光部分，4、 5脚为光耦的接点导通部分。BHJB为保护合闸的常开接点，由变电站系统软件进 行控制，当进行合闸时，BHJB常开接点闭合。HBJ2B为合闸保持继电器的常开接点。D6为合 闸保持继电器的稳压管，其作用是使合闸保持继电器两端的电压不大于其所允许的最大值。 R22为光耦G2的限流电阻，使流过光耦G2发光部分的电流不超过其所允许的最大值。D9、 DIO、 Dll、 D12为分流二极管，当流过光耦G2的电流过大时起到分流作用，保护光耦的安全 性。
当进行合闸操作时，BHJB合闸继电器的常开接点闭合，断路器合闸保持回路就有电流从 电源正极，经G2-l与G2-2，然后通过断路器合闸执行机构，最后回到电源负极，其中G2-1 与G2-2为光耦G2的发光部分的两个引脚。由于光耦G2的发光部分有电流流过，G2的接点 部分闭合，即G2-4、 G2-5导通，当G2-4、 G2-5导通后，就会有电流从电源正极通过限流电 阻R7、 R8以及合闸保持继电器朋J2A流到电源负极，合闸保持继电器朋J2A动作。合闸保持 继电器朋J2A动作后，其常开接点HBJ2B接着闭合。当朋JB合闸继电器的常开接点动作完成 断开后，由于HBJ2B已经闭合，断路器控制回路仍有电流从电源正极，经G2-1与G2-2,然 后通过断路器合闸执行机构，最后回到电源负极。
当断路器跳开后，跳闸位置监视回路中就有电流从电源正极，经DX1—LD2—DW1—Gl-l —G1-2—DW2—Rl—R3经过断路器，最后回到电源负极。其中G1-1与G1-2为光耦Gl的发光 部分的两个引脚。由于光耦Gl的发光部分有电流流过，Gl的接点部分闭合，即G1-4、 Gl-5 导通，当Gl-4、 Gl-5导通后，电流从电源正极通过TWJ1A—TWJ7A—限流电阻R5、 R6回到电 源负极。TWJ1A与TWJ7A动作后，其常开接点就会闭合，产生相应的跳位信号。
参见附图4跳闸保持及合闸位置监视回路的具体电路图。
冊JS为合闸位置监视信号输入端，当断路器闭合后，此信号端与控制电源负极相连。HWJ3A 合闸位置监视继电器，其型号为DSP1-DC24V。 R18与R20都为限流电阻，使流过继电器HWJ3A 的电流小于其所允许值。D14为HWJ3A的稳压管，其作用是使合闸位置监视继电器两端的电 压不大于其所允许的最大值。G9为合闸位置监视回路中的光耦，其1、 2引脚为光耦的发光部分G9-l和G9-2， 4、 5 脚为光耦的接点导通部分。DX4、 DX5为保护二极管，防止回路反向导通，其型号为1N4007。 HD2为合闸位置指示灯，DW5为稳压管，其防止HD2两端的电压高于其允许值。R14与R15为 限流电阻，使流过光耦发光部分的电流小于其所允许的最大值。冊JS为合闸位置监视信号输 入端。TBJ2A为跳闸保持继电器；其型号为ST1-DC24V。 R17与R19都为限流电阻，使流过跳 闸保持继电器TBJ2A的电流小于其所允许的最大值。
G10为跳闸保持回路中的光耦，其l、 2引脚G10-1和G10-2为光耦的发光部分，4、 5脚 G10-4和G10-5为光耦的接点导通部分。BTJC为保护跳闸的常开接点，由变电站系统软件进 行控制，当进行跳闸时，BTJC常开接点闭合。TBJ2C为跳闸保持继电器的常开接点。D19为 跳闸保持继电器的稳压管，其作用是使合闸保持继电器两端的电压不大于其所允许的最大值。 R23为光耦G10的限流电阻，使流过光耦G10发光部分的电流不超过其所允许的最大值。D15、 D16、 D17为分流二极管。当流过光耦G10的电流过大时，分流二极管可以起到分流的作用， 保护光耦的安全性。
当进行跳闸操作时，BTJC跳闸继电器的常开接点闭合，断路器跳闸保持回路有电流从电 源正极，经G10-1与G10-2，然后通过断路器跳闸执行机构，最后回到电源负极，其中G10-1 与G10-2为光耦G10的发光部分的两个引脚。由于光耦GIO的发光部分有电流流过，G10的 接点部分闭合，即光耦接点导通部分的引脚G10-4、 G10-5导通，当G10-4、 G10-5导通后， 电流从电源正极通过限流电阻R17、 R19以及跳闸保持继电器TBJ2A流到电源负极，跳闸保持 继电器TBJ2A动作。跳闸保持继电器TBJ2A动作后，其常开接点TBJ2C接着闭合。当BTJC跳 闸继电器的常开接点动作完成断开后，由于TBJ2C已经闭合，断路器控制回路仍有电流从电 源正极，经G10-1与G10-2，然后通过断路器跳闸执行机构，最后回到电源负极。
当断路器闭合后，合闸位置监视回路中就有电流从电源正极，经HD2—G9-1—G9-2 — R14—R15经过断路器，最后回到电源负极。其中G9-l与G9-2为光耦G9的发光部分的两个 引脚。由于光耦G9的发光部分有电流流过，G9的接点导通部分即G9-4、 G9-5导通，当G9-4、 G9-5导通后，就会有电流从电源正极通过冊J3A —限流电阻R18、 R20回到电源负极。冊J3A 动作后，其常开接点就会闭合，产生相应的合位信号。
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权利要求1、一种全适应高压开关控制器，与高压断路器的操作机构相连接，其特征在于控制器由跳合闸监视回路和保持回路构成，所述监视回路包括跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路、合后位置监视回路，所述保持回路包括合闸保持回路、跳闸保持回路，各个回路均为继电器组成的开关电路，在合闸保持回路、跳闸保持回路和跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路中，还设置有光耦，各个光耦发光部件的一端与各自回路的高压断路器的操作机构相连接，另一端通过位置指示灯或继电器的常开接点与控制电源正相连，光耦的接点导通部分分别连接在各个回路的继电器输入端上。
2、 如权利要求1所述的全适应高压开关控制器，其特征在于在合闸保持回路中光耦 发光部件的一端连接在断路器的操作机构(CZJGH)上，另一端与合闸保护动作常开接点(BHJB)连接，光耦的接点导通部分连接在合闸保持继电器(HBJ2A)的输入端与控制电源 负上；在跳闸保持回路中光耦的发光部件的一端连接在断路器的操作机构(CZJGT)上，另 一端与跳闸保护动作常开接点(BTJC)连接，光耦的接点导通部分连接在跳闸保持继电器(TBJ2A)的输入端与控制电源正上；在跳闸位置监视回路中光耦的发光部件一端连接在断 路器操作机构的跳闸位置监视信号输入端(TWJS)上，另一端通过跳闸位置指示灯LD2与控 制电源正相连，光耦的接点导通部分连接在跳闸监视继电器(TWJ1A)的输入端和控制电源 正上；在合闸位置监视回路中，光耦的发光部件一端连接在断路器操作机构的合闸位置监视 信号输入端(冊JS)，另一端通过合闸位置指示灯HD2与控制电源正相连，光耦的接点导通 部分连接在合闸位置监视继电器(HBWJ3A)的输入端和控制电源正上。
3、 如权利要求1或2所述的全适应高压开关控制器，其特征在于在各个光耦接点导 通部分与其对应的继电器的输入端之间连接有限流电阻。
4、 如权利要求1所述的全适应高压开关控制器，其特征在于在合闸保持回路和跳闸 保持回路中，分别设置有合闸保护动作常开接点、合闸保持常开接点，跳闸保护动作常开接 点、跳闸保持常开接点；合闸保护动作常开接点、合闸保持常开接点与跳闸保护动作常开接 点、跳闸保持常开接点分别以并联的方式连接在各自光耦发光部件的输入端上。
5、 如权利要求1所述的全适应高压开关控制器，其特征在于在跳闸位置监视回路和 合闸位置监视回路中设置监视信号指示灯，在跳闸监视回路中采用跳闸位置指示灯LD2显 示，在合闸位置监视回路中采用合闸位置指示灯HD2显示。
专利摘要全适应开关控制器是对高压断路器控制的变电站控制设备。与高压断路器的操作机构相连接。控制器由合闸保持回路、跳闸保持回路以及跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路、合后位置监视回路几部分构成。各个回路均为继电器组成的开关电路。在合闸保持回路、跳闸保持回路和跳闸位置监视回路、合闸位置监视回路中，设置光耦。各个光耦发光部件的一端与各自回路的高压断路器的操作机构相连接，另一端通过位置指示灯或继电器的常开接点与控制电源正相连，光耦的导通部分分别连接在各个回路的继电器输入端上。能够全适应跳合闸保持电流从10mA到5A不等的各种跳合闸操作机构对断路器的控制，解决现有小电流操作机构不能直接使用的问题，解除变电站的安全隐患。
文档编号H02B1/24GK201282276SQ20082014094
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者王利平, 王恕恒, 程廷辉, 罗昌林, 肖进生 申请人:成都智达电力自动控制有限公司