專利名稱：三相操作箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)電力自動化控制的三相操作箱，可適用于單斷路器單跳閘線圈、單斷路器雙跳閘線圈的三相開關(guān)，也適用于110KV-500KV、一個半接線方式或雙母線接線方式、具有兩個跳閘線圈的分相斷路器。
背景技術(shù)：
按照電力部的相關(guān)要求，在交流電源的輸/供電線路的控制出口，都應(yīng)采用三相或分相操作箱。以三相操作箱為例，由外部輸入的三相交流電源連接到斷路器的輸入端，再由斷路器的輸出端輸出到相應(yīng)的用電設(shè)備。為了控制斷路器的合閘、跳閘，還裝有相應(yīng)的控制和監(jiān)視電路，如圖1所示為一個10KV三相操作箱的二次接線原理圖，其中采用了電流繼電器(包括合閘閉鎖繼電器HBJ和跳閘閉鎖繼電器TBJ)來實(shí)現(xiàn)斷路器的自保持和防跳功能。
當(dāng)有手動合閘或遙控合閘信號輸入時，合閘閉鎖繼電器HBJ的線圈通電，其觸點(diǎn)HBJ1閉合，此時即使合閘信號已消失，正電源也可經(jīng)觸點(diǎn)HBJ1、合閘閉鎖繼電器HBJ的線圈連接到斷路器合閘線圈HC，保證斷路器的合閘線圈HC在完成合閘功能之前為通電狀態(tài)，從而使斷路器合閘。
同樣，當(dāng)有手動跳閘或遙控跳閘信號輸入時，跳閘閉鎖繼電器TBJ的線圈通電，其觸點(diǎn)TBJ4閉合，此時即使跳閘信號已消失，正電源也可經(jīng)觸點(diǎn)TBJ4、跳閘閉鎖繼電器TBJ的線圈連接到斷路器跳閘線圈TQ，保證斷路器跳閘線圈TQ通電，從而使斷路器跳閘。
如圖2所示為一個110KV三相操作箱的二次接線原理圖，其中也采用了合閘閉鎖繼電器HBJ和跳閘閉鎖繼電器TBJ來實(shí)現(xiàn)斷路器的自保持和防跳功能，此處不再詳述。
現(xiàn)有技術(shù)中，由于不同斷路器的跳、合閘線圈有不同的額定電流，例如可能是0.5A至8A，相應(yīng)地需要選用不同的電流繼電器來滿足斷路器的要求，通常是按斷路器跳、合閘線圈的額定電流的30-50％來選取電流繼電器，例如當(dāng)合閘線圈的額定電流為8A時，可選額定電流為4A合閘閉鎖繼電器與之連接?，F(xiàn)有電流繼電器的分檔只有四種規(guī)格0.5A、1.0A、2.0A、4.0A。由于電流繼電器的規(guī)格有限，按圖1和圖2中所示的接線方式，將很難實(shí)現(xiàn)電流繼電器與斷路器之間的完全匹配，從而難以保證整個三相操作箱的工作性能。另外，對于不同規(guī)格的斷路器，因?yàn)槊看味家x用與之相匹配的電流繼電器，所以一定要先確定斷路器的規(guī)格，才能選擇合適的繼電器，這給生產(chǎn)和裝配都帶來極大的不便，例如當(dāng)斷路器還未購買時，就不能確定要采用何種規(guī)格的電流繼電器。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決跳/合閘閉鎖繼電器與斷路器中的跳/合閘線圈之間所存在的匹配困難的問題，使跳/合閘閉鎖繼電器不再受斷路器中的跳/合閘線圈的額定電流約束。
為解決上述問題，本發(fā)明中的三相操作箱中還增加了與所述跳/合閘閉鎖繼電器配合的跳/合閘起動繼電器，所述跳/合閘起動繼電器都是電壓型繼電器；且在跳/合閘起動繼電器線圈的兩端還分別并聯(lián)有跳/合閘恒壓支路，用于對跳/合閘電流進(jìn)行分流，并將跳/合閘電流變換為恒定電壓；其中，合閘閉鎖繼電器線圈的第一端經(jīng)合閘起動繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端連接到負(fù)電源輸入端；合閘起動繼電器線圈的第一端連接到合閘信號輸入端、同時還經(jīng)合閘閉鎖繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端則經(jīng)斷路器的合閘線圈連接到負(fù)電源輸入端；跳閘閉鎖繼電器線圈的第一端經(jīng)跳閘起動繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端連接到負(fù)電源輸入端；跳閘起動繼電器線圈的第一端連接到跳閘信號輸入端、同時還經(jīng)跳閘閉鎖繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端則經(jīng)斷路器的跳閘線圈連接到負(fù)電源輸入端。
本發(fā)明的三相操作箱中，所述跳/合閘恒壓支路中可采用一條或多條與所述跳/合閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)、由兩個或多個二極管串聯(lián)組成的跳/合閘二極管支路，所述跳/合閘二極管支路的正極端與跳/合閘起動繼電器線圈的第一端連接。另外，在每一個二極管兩端還可同向并聯(lián)有一個或多個相同規(guī)格的備用二極管。
本發(fā)明的三相操作箱中，跳/合閘恒壓支路中的二極管可用整流橋來代替，所述整流橋的正極輸出端接所述跳/合閘起動繼電器線圈的第一端，負(fù)極輸出端接所述跳/合閘起動繼電器線圈的第二端。在所述跳/合閘恒壓支路中，可將所述整流橋的兩個交流輸入端相互短接，還可在所述整流橋上安裝散熱器，以保證其散熱效果。
本發(fā)明的三相操作箱中，所述跳/合閘恒壓支路中還可包括與所述跳/合閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)的跳/合閘電阻。當(dāng)所述跳/合閘閉鎖繼電器都是電壓型繼電器時，跳/合閘閉鎖繼電器的第二端要分別經(jīng)過跳/合閘閉鎖電阻才連接到負(fù)電源輸入端。
本發(fā)明的方案也可適用于分相操作箱，采用本發(fā)明的方案后，由于增加了跳/合閘起動繼電器分別與跳/合閘閉鎖繼電器配合，前者用于起動，后者用于保持；并聯(lián)在跳/合閘起動繼電器的線圈兩端的恒壓支路可保證電壓型跳/合閘起動繼電器工作于恒壓、低電流狀態(tài)，大部分電流通過恒壓支路中的二極管流過，從而使跳/合閘起動繼電器、跳/合閘閉鎖繼電器都不受斷路器中的跳/合閘線圈的額定電流約束，其自適應(yīng)范圍是0.25A～10A，并且無間斷級差。另外，本發(fā)明中，跳/合閘的動作時間更快，且過負(fù)荷能力明顯增強(qiáng)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一個10KV三相操作箱的二次接線原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一個110KV三相操作箱的二次接線原理圖；圖3是二極管的PN結(jié)特性顯示圖；圖4是在不同溫度時二極管的PN結(jié)特性示意圖；圖5、6、7、8是本發(fā)明中在合閘或跳閘起動繼電器的線圈兩端并聯(lián)四種形式的恒壓支路的原理圖；
圖9是本發(fā)明中一個10KV三相操作箱的二次接線原理圖；圖10是本發(fā)明中一個110KV三相操作箱的二次接線原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要是利用二極管的正向?qū)ㄌ匦?，如圖3所示，當(dāng)二極管導(dǎo)通時，不管流過的電流是多大，二極管兩端的壓降基本不變，該正向?qū)▔航低ǔ?.7V；另外，本發(fā)明中的合閘起動繼電器和跳閘起動繼電器都采用電壓型繼電器，其額定電壓較低，例如可選取額定電壓為1.5V的電壓型繼電器，其最小可靠動作電壓是1.13V，長期允許施加電壓為1.725V。
由于上述電壓型繼電器的額定電壓相當(dāng)于兩個二極管串聯(lián)后的導(dǎo)通壓降，所以可用如圖5所示的電路來實(shí)現(xiàn)恒壓。其中在繼電器(可以是合閘起動繼電器或跳閘起動繼電器)線圈的兩端并聯(lián)了一條由兩個串聯(lián)二極管所組成的二極管支路。當(dāng)有電流由左側(cè)輸入時，兩個串聯(lián)二極管導(dǎo)通，因兩個二極管的導(dǎo)通壓降之和為1.4V，大于繼電器的最小可靠動作電壓1.13V，所以可使繼電器工作于通電動作狀態(tài)。采用這種電路時，因大部分電流會從二極管流過，流過繼電器的只是一小部分電流(通常不足10mA)，所以其可靠工作的電流范圍較大，從0.25A到10A甚至更高都可以適用。
從圖3中可以看出，當(dāng)流過二極管的電流變大時，二極管兩端的壓降會略有提高，而電壓的提高可使電壓繼電器的動作速度加快，這一點(diǎn)對整個操作箱的工作特性是有利的；從圖4中可以看出，當(dāng)流過二極管的電流時間變長時，其溫度升高，二極管兩端的壓降會略有降低，而電壓的降低有利于電壓繼電器的耐熱，使整個回路的耐熱性能提高。
從圖3中可以看出，當(dāng)由左側(cè)輸入的電流較小時(例如0.05A)，二極管就能導(dǎo)通，使繼電器在小電流時就能動作，這樣不利于其抗干擾特性。為解決這一問題，在圖5的基礎(chǔ)上再并聯(lián)一個阻值為5歐姆的電阻，如圖6所示，當(dāng)電流較小時在電阻上產(chǎn)生的電壓不能起動繼電器，當(dāng)有0.25A電流流過時，電阻兩端的電壓為1.25V，大于繼電器的最小可靠動作電壓1.13V，所以可保證繼電器的可靠動作。也就是說，電流較小時的最低恒壓值靠電阻來實(shí)現(xiàn)，電流較大時的恒壓值則靠串聯(lián)二極管來實(shí)現(xiàn)。
為了防止因某個二極管損壞以后影響整個電路的可靠工作，如圖7所示，還可再并聯(lián)一條備用二極管支路，或者如圖8所示，在每個二極管兩端各并聯(lián)一個備用二極管。
另外，還可用大功率整流橋來代替圖7和圖8中的四個二極管，在圖7中，相當(dāng)于將整流橋的負(fù)極輸出端連接到繼電器線圈的左側(cè)，正極輸出端連接到繼電器線圈的右側(cè)，而兩個交流輸入端則懸空。在圖8中，則相當(dāng)于將整流橋的負(fù)極輸出端連接到繼電器線圈的左側(cè)，正極輸出端連接到繼電器線圈的右側(cè)，并將兩個交流輸入端相互短接。另外，還可在大功率整流橋上裝散熱器以保證其散熱效果，從而保證整個電路的可靠工作。
從上述分析中可以看出，采用不同形式的恒壓支路都是為了對流過的電流進(jìn)行分流，并將該電流變換為恒定電壓，以保證繼電器的可靠動作。
如圖9所示為本發(fā)明中一個10KV三相操作箱的二次接線原理圖，它是對圖1的改進(jìn)，其中采用的是圖8所示的方案。其中增加了與合閘閉鎖繼電器HBJ配合的合閘起動繼電器1J，其兩端并聯(lián)有電阻14R和整流橋1U。其中，合閘閉鎖繼電器線圈的左端經(jīng)合閘起動繼電器1J的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，右端則經(jīng)合閘閉鎖電阻3R連接到負(fù)電源輸入端；合閘起動繼電器線圈的左端連接到合閘信號輸入端、同時還經(jīng)合閘閉鎖繼電器的一個常開觸點(diǎn)HBJ1連接到正電源輸入端，右端則連接到斷路器的合閘線圈HC。
當(dāng)有手動合閘或遙控合閘信號輸入時，由于電阻14R或整流橋1U的恒壓作用，合閘起動繼電器1J的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)起動功能，使合閘閉鎖繼電器線圈HBJ的線圈的左端與正電源接通后通電動作。合閘閉鎖繼電器通電動作后，其常開觸點(diǎn)HBJ1閉合，將合閘起動繼電器線圈的左端與正電源接通，此時即使合閘信號已消失，正電源也可經(jīng)觸點(diǎn)HBJ1、由電阻14R和整流橋1U組成的恒壓支路而連接到斷路器的合閘線圈HC，使斷路器的合閘線圈HC通電動作，從而實(shí)現(xiàn)合閘功能。
跳閘時的工作原理與此類似，此處不再詳述。
如圖10所示為本發(fā)明中一個110KV三相操作箱的二次接線原理圖，它是對圖2的改進(jìn)，同樣采用的是圖8所示的方案，此處不再詳述。
由上述分析和實(shí)施例可知，當(dāng)回路電流從0.25A～10.0A變化時，跳/合閘起動繼電器線圈兩端的電壓基本恒定不變，該電壓可使跳/合閘起動繼電器動作，從而再帶動跳/合閘閉鎖繼電器動作，最終使斷路器中相應(yīng)的跳/合閘線圈通電動作，實(shí)現(xiàn)跳/合閘功能。
上述實(shí)施例中的跳/合閘起動繼電器和跳/合閘閉鎖繼電器都是電壓型繼電器，這幾個繼電器都不再受斷路器中的跳/合閘線圈的額定電流約束，其自適應(yīng)范圍是0.25A～10A，無間斷級差，與現(xiàn)有技術(shù)中的只有0.5A、1.0A、2.0A、4.0A四個電流值相比，其優(yōu)越性非常明顯，不再需要考慮跳/合閘閉鎖繼電器與斷路器中的跳/合閘線圈之間是否匹配的問題。
在圖1和圖2中，跳/合閘的動作時間略為16ms；而在圖9和圖10中，跳/合閘的動作時間小于15ms。
另外，在圖1和圖2中，跳/合閘閉鎖繼電器的過負(fù)荷能力為其額定電流的2倍，時間為2分鐘；而在圖9和圖10中，跳/合閘起動繼電器的過負(fù)荷能力明顯增強(qiáng)，在10A電流下可工作3分鐘。
本發(fā)明的方案也可適用于分相操作箱，其具體實(shí)施方式
與三相操作箱的實(shí)施方式類似，此處不再詳述。
權(quán)利要求
1.一種三相操作箱，其中包括用于控制外部斷路器的合閘閉鎖繼電器和跳閘閉鎖繼電器；其特征在于，還包括與所述合閘閉鎖繼電器配合的合閘起動繼電器，以及與跳閘閉鎖繼電器配合的跳閘起動繼電器；合閘閉鎖繼電器線圈的第一端經(jīng)合閘起動繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端連接到負(fù)電源輸入端；合閘起動繼電器線圈的第一端連接到合閘信號輸入端、同時還經(jīng)合閘閉鎖繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端則經(jīng)斷路器的合閘線圈連接到負(fù)電源輸入端；在合閘起動繼電器線圈的兩端還并聯(lián)有合閘恒壓支路；跳閘閉鎖繼電器線圈的第一端經(jīng)跳閘起動繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端連接到負(fù)電源輸入端；跳閘起動繼電器線圈的第一端連接到跳閘信號輸入端、同時還經(jīng)跳閘閉鎖繼電器的一個常開觸點(diǎn)連接到正電源輸入端，第二端則經(jīng)斷路器的跳閘線圈連接到負(fù)電源輸入端；在跳閘起動繼電器線圈的兩端還并聯(lián)有跳閘恒壓支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相操作箱，其特征在于，所述合閘恒壓支路中至少包括一條與合閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)、由兩個或多個二極管串聯(lián)組成的合閘二極管支路，所述合閘二極管支路的正極端與合閘起動繼電器線圈的第一端連接；所述跳閘恒壓支路中也至少包括一條與所述跳閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)、由兩個或多個二極管串聯(lián)組成的跳閘二極管支路，所述跳閘二極管支路的正極端與跳閘起動繼電器線圈的第一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相操作箱，其特征在于，在所述合閘二極管支路和跳閘二極管支路中的每一個二極管兩端還同向并聯(lián)有一個或多個相同規(guī)格的備用二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相操作箱，其特征在于，所述合閘恒壓支路中包括一個整流橋，所述整流橋的正極輸出端接所述合閘起動繼電器線圈的第一端，負(fù)極輸出端接所述合閘起動繼電器線圈的第二端；所述跳閘恒壓支路中包括一個整流橋，所述整流橋的正極輸出端接所述跳閘起動繼電器線圈的第一端，負(fù)極輸出端接所述跳閘起動繼電器線圈的第二端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相操作箱，其特征在于，在所述合閘恒壓支路和跳閘恒壓支路中，所述整流橋的兩個交流輸入端相互短接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的三相操作箱，其特征在于，所述整流橋上還裝有散熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的三相操作箱，其特征在于，所述合閘恒壓支路中還包括與所述合閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)的合閘電阻；所述跳閘恒壓支路中還包括與所述跳閘起動繼電器線圈的兩端并聯(lián)的跳閘電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的三相操作箱，其特征在于，所述合閘閉鎖繼電器和跳閘閉鎖繼電器都是電壓型繼電器；其中，合閘閉鎖繼電器的第二端經(jīng)過合閘閉鎖電阻才連接到負(fù)電源輸入端；跳閘閉鎖繼電器的第二端經(jīng)過跳閘閉鎖電阻才連接到負(fù)電源輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的三相操作箱，其特征在于，所述合閘起動繼電器和跳閘起動繼電器都是電壓型繼電器。
全文摘要
本發(fā)明涉及三相操作箱，為解決電流型跳/合閘閉鎖繼電器與斷路器中的跳/合閘線圈之間所存在的匹配困難的問題，本發(fā)明增加了與跳/合閘閉鎖繼電器配合的跳/合閘起動繼電器，所述跳/合閘起動繼電器都是電壓型繼電器；且在跳/合閘起動繼電器線圈的兩端分別并聯(lián)有跳/合閘恒壓支路；當(dāng)回路電流從0.25A～10.0A變化時，跳/合閘恒壓支路可保證跳/合閘起動繼電器線圈兩端的電壓基本恒定不變，該電壓可使跳/合閘起動繼電器動作，再帶動跳/合閘閉鎖繼電器動作，最終使斷路器中的跳/合閘線圈通電動作，實(shí)現(xiàn)跳/合閘功能。本發(fā)明的方案也可適用于分相操作箱，其優(yōu)點(diǎn)是可使跳/合閘起動繼電器和閉鎖繼電器都不再受斷路器中的跳/合閘線圈的額定電流所約束。
文檔編號H01H47/00GK1610034SQ20031011183
公開日2005年4月27日 申請日期2003年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月18日
發(fā)明者趙忠惠 申請人:深圳市華力特成套設(shè)備有限公司