專利名稱：斷路器、重合閘仿真儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種能夠等效替代現(xiàn)場斷路器或重合閘對電力系統(tǒng)繼電保護作整組配合試驗的斷路器、重合閘仿真儀器。
一般高壓輸電線路的保護多重配置，在做整組模擬聯(lián)動試驗時，由保護、重合閘操作箱直接控制現(xiàn)場斷路器頻繁動作數(shù)百次，引起觸頭磨損、機構(gòu)損傷、彈簧疲勞、密封失效、壓力降低、電驅(qū)動元件老化等試驗折舊，并使試驗程序煩瑣、費時費工，增加勞動成本。另外，對那些單獨退出校驗的保護，由于相應(yīng)的現(xiàn)場重合閘和斷路器都在運行而不能做整組聯(lián)動試驗，尤其是不能模擬驗證重合到故障線路的整組性能。為了克服上述矛盾，目前一般采取三種方法一是仍然直接控制現(xiàn)場斷路器，但以減少試驗項目即犧牲試驗項目完備性為代價，使某些隱蔽性故障不能發(fā)現(xiàn)和消除，給保護留下隱患；二是利用燈泡或萬用表等非專用儀器代替現(xiàn)場斷路器來顯示和測量保護、控制裝置發(fā)出的分合指令等，費力費時且不直觀準確；三是專利89208586X中提供了一種模擬斷路器以代替現(xiàn)場斷路器，該技術(shù)不其備防跳、分合時間和壓力狀態(tài)的模擬功能，因此未能完全逼真地模擬被代替的現(xiàn)場斷路器。而且沒有模擬重合閘功能，因此不可能對單獨退出校驗的保護做重合于故障的模擬試驗。加之其電路設(shè)計確定了它必須使用雙線圈磁保持繼電器、直流電流繼電器等故障率高、控制能力差的器件，因而經(jīng)不起整組試驗指令的頻繁沖擊。如果長時間接受指令而不響應(yīng)，則由于其不具備自保護電路，反而會損傷自身和被試保護控制回路。
本實用新型的目的在于提供一種用于保護--重合閘--操作箱控制電路做整組配合聯(lián)動試驗或保護整組單獨聯(lián)動試驗的斷路器或重合閘仿真儀器，使整組模擬試驗迅速、準確、可靠、詳盡和完備，從而全面驗證和改善保護對系統(tǒng)故障的反應(yīng)能力。
本實用新型的目的可通過如下方案來實現(xiàn)本實用新型由5個功能電路模塊組成，其中模塊1為斷路器操作機構(gòu)驅(qū)動部分仿真電路；模塊2為斷路器操作機構(gòu)壓力狀態(tài)仿真電路；模塊3為斷路器本體位置狀態(tài)仿真電路；模塊4為本機重合閘仿真電路；模塊5為電源及保護電路。這5個功能電路之間建立了如圖一所示的邏輯關(guān)系模塊1接收保護及控制電路指令F、H，并將指令傳給模塊3使之變位，同時把F傳給模塊4使之啟動，模塊3變位后將位置狀態(tài)Z反饋到模塊1和模塊4，模塊4啟動延時后即將重合脈沖提供給模塊3使之變位。模塊2把模擬的壓力狀態(tài)信號YBS輸給相應(yīng)模塊和被試操作箱以完成壓力閉鎖功能。
模塊1具有電路結(jié)構(gòu)相同的A、B、C三相操作機構(gòu)驅(qū)動部分仿真電路，每相相互獨立，均含有合閘指令接收回路7A、7B、7C和分閘指令接收回路37A、37B、37C。對于具有選相能力的保護，還設(shè)置了一個保護單獨試驗時接收三相分閘指令的回路33S。上述回路均由快速小型中間繼電器、與之并聯(lián)的斷路器分合閘線圈模擬電阻(50-450歐)以及模塊3輸出的狀態(tài)觸點串接而成。在合閘狀態(tài)時，模塊1只能接收分閘指令F，在分閘狀態(tài)時只能接收合閘指令H，并將此指令送到模塊3使之變位。另外模塊1還模擬了根據(jù)需要不同斷路器的分合閘線圈或電磁鐵的阻值，可在50-450歐內(nèi)調(diào)整，使被試控制電路內(nèi)的繼電器元件和回路能夠正確指示和工作。
模塊2可模擬4種機構(gòu)壓力狀態(tài)，即壓力正常值、壓力降低到重合閉鎖值、合閘閉鎖值、跳閘閉鎖值。具有三條壓力異常啟動回路，由小型密封繼電器及壓力模擬切換開關(guān)構(gòu)成。在人工將壓力狀態(tài)切換到某一個狀態(tài)時，相應(yīng)的壓力啟動回路和比此壓力高的壓力啟動回路啟動，對應(yīng)的繼電器動作，輸出壓力狀態(tài)信號YBS去模塊3和4，閉鎖各相有關(guān)電路，同時去啟動或釋放被試操作箱內(nèi)的壓力監(jiān)視元件，從而斷開或閉鎖相應(yīng)的遠方指令發(fā)出回路。
模塊3具有與模塊1對應(yīng)的A、B、C三相位置狀態(tài)電路，各相相同且獨立，都具有分閘指令延時電路、合閘指令延時電路，防跳及狀態(tài)觸發(fā)記憶電路以及位置狀態(tài)顯示電路。其中分合閘指令延時回路由交流雙延時時間元件和指令提供觸點串聯(lián)構(gòu)成；防跳及狀態(tài)觸發(fā)記憶電路由狀態(tài)交流接觸器、小型大功率中間繼電器及邏輯控制觸點構(gòu)成；狀態(tài)顯示電路主要由發(fā)光二極管、分壓電阻以及狀態(tài)接觸器觸點構(gòu)成。模塊3只接收并優(yōu)先響應(yīng)由模塊1或按鈕提供的與當前狀態(tài)相反的指令，經(jīng)過相應(yīng)的可在0-500毫秒間調(diào)整的時延后即觸發(fā)狀態(tài)變位并記憶。變位后的位置狀態(tài)Z觸點將斷開模塊1與當前狀態(tài)相同的指令接收回路，并接通相反指令接收回路。模塊如果有不合邏輯的現(xiàn)象，它將輸出異常信號YC到模塊5。
模塊4模擬現(xiàn)場重合閘裝置，當對一套保護單獨做整組模擬聯(lián)動試驗時，模塊4方被啟用。它具有啟動延時電路、一次脈沖電路、整組復(fù)位電路和閉鎖電路。其中啟動延時電路由雙延時時間元件和控制觸點串聯(lián)而成；一次脈沖電路由充放電電容、執(zhí)行元件和觸發(fā)控制觸點構(gòu)成；自復(fù)位電路和閉鎖電路主要由觸點控制構(gòu)成。當它接收到模塊1輸出的分閘指令時，啟動及延時電路接通，經(jīng)預(yù)定(0-5S)延時后觸發(fā)一次合閘脈沖電路，從而發(fā)出合自動重合脈沖H去觸發(fā)模塊3變位，同時給被試保護輸入重合信號。
模塊5主要由大功率控制元件和控制觸點構(gòu)成。用于控制被試保護的220V直流電源和與此獨立的220V交流電源進入本斷路器、重合閘仿真儀，當沒有220V交流電源或即使有但模塊3有異常信號YC時，該模塊自動切斷本斷路器、重合閘仿真儀與被試保護、控制裝置的直流電源和獨立的交流電源，一可執(zhí)行自保護，二可防止損壞被試控制和保護裝置。
本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點全面逼真地模擬了分相控制的三相斷路器機構(gòu)的驅(qū)動電路和壓力狀態(tài)，因而可與被代替斷路器的控制電路等效匹配，可直接接入操作箱的相應(yīng)端子，無須改動控制電路接線；本體位置狀態(tài)電路本身具有防跳和時延調(diào)整功能，只能接收并優(yōu)先響應(yīng)與當前狀態(tài)相反的指令，且可完全模擬斷路器的分合速度及不同期性能；設(shè)置了本機重合閘電路，使沒有重合閘斷路器配合的保護也可容易地進行保護--重合閘--斷路器的整組聯(lián)動試驗，以驗證其后加速性能。對于那些只發(fā)三跳指令的母線、失靈保護的整組試驗，可把它當作三臺斷路器使用。由于其功能完善、模擬逼真，因此可充分驗證保護、重合閘、自動控制裝置及回路的整組性能。加之其性能可靠、成本低廉、體積小巧、通用性強，因而使用方便實施容易，也適用于保護自動裝置的教學(xué)演示、模擬演練等場合。
附圖為本實用新型原理圖，其中

圖1功能電路模塊方框圖圖2斷路器操作機構(gòu)驅(qū)動部分仿真電路圖圖3斷路器本體位置狀態(tài)仿真電路和電源及保護電路圖圖4斷路器操作機構(gòu)壓力狀態(tài)仿真電路及本機一次重合閘仿真電路圖本實用新型還將通過實施例，并結(jié)合附圖作進一步詳述實施例斷路器操作機構(gòu)驅(qū)動部分仿真電路見圖2，包括三個電路結(jié)構(gòu)相同的A、B、C三相分相指令接收回路和一個直接由單獨檢修的保護發(fā)出的三跳指令接收回路，其中A相分閘指令接收回路37A由模塊3中的狀態(tài)執(zhí)行元件2DLA的常開觸點2DLA-3與快速小型直流中間繼電路TQJA線圈串接，斷路器模擬電阻(50-450歐)經(jīng)QKF波段開關(guān)切換，與TQJA并聯(lián)后與B、C相及三跳指令接收回路的一端連為38’，經(jīng)過DYJ3觸點之后到38，再經(jīng)操作箱跳閘壓力閉鎖觸點連到控制電源的負端2。合閘狀態(tài)時該回路接通，以期待分閘指令。當37A接收到分閘指令時，該回路由模擬電阻確定分閘電流，同時TQJA動作向其它模塊發(fā)出相應(yīng)的指令脈沖。
A相合閘指令接收回路7A由2DLA的常閉觸點2DLA-2、快速中間繼電路HQJA、波段開關(guān)QKH和模擬電阻1-4RHA組成。模擬電阻(50-450歐)切換后與HQJA并聯(lián)，再與2DLA-2串聯(lián)，回路一端7A用于接收合閘指令，另一端2’與其它兩相連接后經(jīng)DYJ2觸點接至控制電源負端2。模塊3在分閘狀態(tài)時該回路接通，以待合閘指令。當7A接收到合閘指令，該回路由模擬電阻確定合閘電流，并啟動HQJA向其它模塊發(fā)出合閘脈沖。
三跳指令接收電路33S由常開觸點2DLA-1、2DLB-1、2DLC-1并聯(lián)后與小型快速中間繼電路TQJS串接而成，一端為38’，一端為指令接收端33S。合閘狀態(tài)時該回路接通以接收三跳指令，啟動TQJS發(fā)出三跳分閘脈沖。
斷路器本體位置狀態(tài)仿真電路見圖3，包括三相獨立且結(jié)構(gòu)相同的電路，其中每相包括分閘指令時延電路、合閘指令時延電路、狀態(tài)觸發(fā)記憶及防跳電路、分閘狀態(tài)指示電路和合閘狀態(tài)指示電路。其中合閘指令時延電路A21由HANA、HQJA-1、2ZHJ-1觸點并聯(lián)之后串入交流雙延時繼電器TAH線圈構(gòu)成。當某一個觸點閉合，TAH啟動，延時之后去觸發(fā)狀態(tài)變位。其延時范圍在0--500毫秒。
分閘指令時延電路A41由FANA、TQJA-1、TQJS-1觸點并聯(lián)后串入交流雙延時繼電器線圈TAF回路構(gòu)成，其中的一個觸點閉合則TAF啟動，延時后去觸發(fā)狀態(tài)變位。其延時范圍在0-500毫秒。
防跳及狀態(tài)觸發(fā)記憶電路A21′、A41′由110V交流接觸器1DLA、2DLA、小型快速交流中間繼電路器TJA及控制觸點構(gòu)成。當1、2DLA得電時表示在合閘狀態(tài)，失電時表示在分閘狀態(tài)，1DLA、2BLA串接以增加觸點數(shù)量。1DLA-3觸點按在TJA之前，TJA-3觸點串接在1DLA、2DLA之前。A21與A41′兩點跨接了TJA-1觸點保證了該回路的防跳功能，使之不能同時接收響應(yīng)分合閘指令，只能優(yōu)先響應(yīng)與當前狀態(tài)相反的指令。1、2DLA由TAH1觸點啟動并由并聯(lián)的1DLA-5觸點保持記憶。觸點TAH1與HZBSJ、TAF1與TZBSJ分別串聯(lián)，將使狀態(tài)觸發(fā)受到相應(yīng)的模擬壓力狀態(tài)觸點閉鎖。
合閘顯示電路由分壓電阻RHD與紅色發(fā)光二極管HD串接后并在1、2DLA線圈上，分閘顯示電路由綠色發(fā)光二極管LD、分壓電阻RLD及常閉觸點1DLA-4串聯(lián)后接在～L′和～N之間。合閘狀態(tài)時1DLA、2DLA兩滑帶電，HD燃亮，指示合閘狀態(tài)，同時1DLA-4打開，LD熄滅。在分閘狀態(tài)時，1DLA、2DLA失電，HD熄滅，同時1DLA-4接通，LD燃亮，指示分閘狀態(tài)。
斷路器機構(gòu)壓力狀態(tài)仿真電路見圖4，包括壓力橫擬波段開關(guān)QKY和三個壓力閉鎖回路BS1、BS2、BS3構(gòu)成。每條回路含有繼電器TZBSJ、HZBSJ、CHBSJ和相應(yīng)的分壓電阻，二極管1Z、2Z正向跨接于BS1-BS2和BS2-BS3,QKY-4是正常壓力位置，QKY-1、2、3分別是跳閘閉鎖值、合閘閉鎖值、重合閘閉鎖值。每個繼電器動作時其一對觸點接入對應(yīng)的模塊閉鎖電路，另一對常開和常閉串接后一端接1NK1-3和1RD，另一端接1NK4-6和2RD，中間43、25、27引出輸入被試操作箱相應(yīng)端子，1NK打開，LD是雙極雙位鈕子開關(guān)，用于根據(jù)控制電路接線方式來選擇43、25、27信號究竟使操作箱壓力監(jiān)視線圈被短接或斷開。1RD、2RD系快速熔斷器，用于防止由切換不當發(fā)生短路時的保護。
本機一次重合閘仿真電路見圖4，包括啟動保持延時電路、一次脈沖電路、整組復(fù)歸電路和閉鎖電路。雙延時繼電器TZH及串接在其線圈回路的4R、TQJA-2等觸點的并聯(lián)電路和2NK1-3構(gòu)成了啟動保持延時電路；電容C、中間繼電器1ZHJ、2ZHJ，氖燈ND、電阻5R、6R、7R、1DLA、B、C-2串聯(lián)觸點等構(gòu)成了一次脈沖電路。并接在40和2間的CHBSJ觸點、2NK6-4以及由保護輸入的觸點和6R構(gòu)成閉鎖電路。TZH2觸點并接TZH線圈、ZHJ-1觸點又串聯(lián)于TZH的自保持回路中構(gòu)成了兩級復(fù)位電路。當三相仿真狀態(tài)在合閘位置，且2NK1-3投入后，電源將通過2NK1-3、1DLA、B、C-2和5R向C充電，15-25秒后氖燈燃亮，說明C上電能能夠驅(qū)動1、2ZHJ動作一次。此時如果有分閘脈沖，啟動保護延時電路就動作計時，其觸點TZH1將電容電能釋放到1、2ZHJ上使之動作發(fā)出重合脈沖，同時ZHJ-1斷開將TZH復(fù)歸，如不能復(fù)歸則由TZH2復(fù)位。當壓力異?；虮Ｗo輸入閉鎖信號時，40和2被接通，C上所充電能通過6R很快放電、使重合閘閉鎖。TZH1的時延范圍在0-5秒內(nèi)，TZH2二倍于TZH1。
電源及保護電路見圖3。本實用新型的模塊3和其它模塊使用的電源獨立。當模塊3長時間接收到指令，各時間繼電器的第二級延時打開的動開觸點TAH2、TBH2、TCH2、TAF2、TBF2、TCF2的串聯(lián)電路將打開，從而使DYJ接觸式交流中間繼電器失電，切除兩組獨立電源。若AC220V消失，本身就是異常，DYJ失電，隨即切除直流電源1、2和38。
權(quán)利要求1.一種斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于(1)具有5個關(guān)聯(lián)的電路模塊；其中模塊1是斷路器操作機構(gòu)驅(qū)動部分仿真電路(1)，模塊2是斷路器操作機構(gòu)壓力狀態(tài)仿真電路(2)，模塊3是斷路器本體位置狀態(tài)仿真電路(3)，模塊4是本機重合閘仿真電路(4)，模塊5是電源及保護電路(5)；(2)模塊1包括三條相同且相互獨立的合閘指令接收回路7A、7B、7C；分閘指令接收回路37A、37B、37C和一個三跳指令接收回路33S；其中合閘指令接收回路7A、7B、7C負端相連成一個公共端，分閘指令接收回路37A、37B、37C和三跳指令接收回路33S負端相連成另一個公共端；這些接收回路與被試保護裝置或控制電路的對應(yīng)指令端子相連；分、合閘及三跳指令接收回路分別是由分、合閘及三跳指令接收元件和模塊3中狀態(tài)執(zhí)行元件的輸出進行“邏輯與”構(gòu)成；這些接收回路接收的電位躍變分合指令經(jīng)指令接收元件轉(zhuǎn)換后接至模塊3和模塊4；(3)模塊2包括壓力狀態(tài)閉鎖啟動回路和壓力狀態(tài)觸點輸出回路，其中閉鎖重合閘、合閘、分閘啟動電路分別與切換開關(guān)相聯(lián)，在閉鎖分閘啟動回路和閉鎖合閘啟動回路，及閉鎖合閘啟動回路和閉鎖重合閘啟動回路的始端分別正向跨接了二極管；這些啟動回路執(zhí)行元件的輸出分別接入模塊3和模塊4，其另一組執(zhí)行元件的輸出分別通過27、25、43外引；(4)模塊3包括三套相同的電路，每套電路由合閘指令時延電路、分閘指令時延電路、狀態(tài)觸發(fā)記憶、跳閘重動防跳電路連接而成；模塊1、模塊4或本機分合按組的分合指令通過“邏輯或”后分別接入指令延時電路，時延電路中的雙延時時間元件的第一級輸出與模塊2的啟動回路執(zhí)行元件的輸出信號構(gòu)成“禁止門邏輯”后，分別接入跳閘重動防跳電路和狀態(tài)觸發(fā)記憶電路，第二級延時輸出接入模塊5；其狀態(tài)觸發(fā)記憶電路的狀態(tài)執(zhí)行元件的輸出分別反饋至模塊1和模塊4；(5)模塊4包括啟動延時電路、一次脈沖電路、復(fù)位電路和閉鎖電路；由模塊1來的分相或三相分閘指令“邏輯或”連接后接入啟動延時電路，由模塊3來的分相合閘狀態(tài)執(zhí)行元件的輸出信號“邏輯與”連接后接入一次脈沖電路的充電回路；模塊2來的閉鎖信號接入閉鎖電路；一次脈沖電路的執(zhí)行元件輸出后分別接啟動延時電路的自保持電路形成復(fù)位環(huán)節(jié)和模塊3的指令延時電路；(6)模塊5是由模塊3中的各相分合指令時延第二級輸出信號“邏輯或非”連接后接入電源控制元件的啟動電路，控制元件輸出分別接入電源回路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于所述的模塊電路均可選用典型電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于所述的模塊1各回路的接收轉(zhuǎn)換元件上并接了至少2位的波段切換開關(guān)與電阻串聯(lián)的電路，而且其分、合指令接收電路接入了模塊3輸出的合、分狀態(tài)執(zhí)行元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于模塊1的分合閘指令接收回路的兩個公共負端接入了模塊5的控制元件輸出后分別引出為38和2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于模塊3的狀態(tài)觸發(fā)電路接入了由模塊2壓力閉鎖信號與分合時延指令構(gòu)成的禁止邏輯電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于模塊4中啟動延時電路、閉鎖電路中接入控制選通或閉鎖的雙穩(wěn)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的斷路器、重合閘仿真儀，其特征在于所述的接收轉(zhuǎn)換元件上并聯(lián)的模擬電阻為50-450歐姆。
專利摘要本實用新型提供了一種能夠等效代替現(xiàn)場斷路器或重合閘對電力系統(tǒng)繼電保護作整組試驗的斷路器、重合閘仿真儀,它由操作機構(gòu)驅(qū)動部分和壓力狀態(tài)仿真電路、本體位置狀態(tài)仿真電路、本機重合閘仿真電路和電源及自保護電路聯(lián)接而成。能夠完全模擬斷路器的分合閘線圈阻值、壓力狀態(tài)、分合速度、不同期性能及重合閘功能,從而全面、詳盡地驗證被試保護和控制電路。分相或三相跳合時可燈光顯示,并輸出多組大容量觸點,出現(xiàn)異常會自動切斷電源和有關(guān)回路,且無須改動保護及控制電路接線即可直接接入。既可用于現(xiàn)場調(diào)試,亦可用于實驗室模擬演練。
文檔編號H01H69/01GK2313285SQ9621685
公開日1999年4月7日 申請日期1996年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月29日
發(fā)明者張成松, 何岱剛 申請人:張成松, 何岱剛