一種能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器控制回路雙向監(jiān)視的斷路器控制回路設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及斷路器技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器控制回路雙向監(jiān)視的 斷路器控制回路設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前斷路器控制回路的設(shè)計(jì)方法（如圖1所示），基本原則是在斷路器合閩運(yùn)行期 間，通過(guò)中間HWJ繼電器監(jiān)視斷路器兩組跳閩回路的完整性，此時(shí)不能監(jiān)視合閩回路的完整 性;在斷路器分閩期間，通過(guò)中間繼電器TWJ監(jiān)視其合閩回路的完整性，此時(shí)不能監(jiān)視跳閩 回路的完整性。從實(shí)際運(yùn)行的角度看，斷路器在合閩運(yùn)行期間經(jīng)常發(fā)生由于各類閉鎖接點(diǎn) 故障而出現(xiàn)隱性的合閩控制回路斷線的缺陷。在上述缺陷情況下，當(dāng)電網(wǎng)合閩運(yùn)行期間當(dāng) 線路故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置將斷路器跳閩切除故障后，重合閩裝置發(fā)出合閩命令后，因合閩 控制回路出現(xiàn)斷線故障，斷路器不能正常合閩，從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來(lái)隱患，降低了 對(duì)用戶供電的可靠性。改變運(yùn)種狀態(tài)的方法就是需要設(shè)計(jì)一種新型斷路器控制回路，從而 實(shí)現(xiàn)無(wú)論斷路器在分合閩哪種運(yùn)行狀態(tài)均可實(shí)現(xiàn)斷路器分、合閩兩組控制回路狀態(tài)的同時(shí) 監(jiān)視功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器控制回路雙向監(jiān)視的斷 路器控制回路設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)論斷路器在分合閩哪種運(yùn)行狀態(tài)均可實(shí)現(xiàn)斷路器分、合閩 兩組控制回路狀態(tài)的同時(shí)監(jiān)視功能。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0005] -種能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器控制回路雙向監(jiān)視的斷路器控制回路設(shè)計(jì)方法，包括W下步 驟：
[0006] 步驟(1)設(shè)計(jì)斷路器控制回路
[0007] 斷路器控制回路包括斷路器合閩控制回路和斷路器分閩控制回路。
[0008] 步驟(II)并聯(lián)延時(shí)觸點(diǎn)
[0009] 在斷路器合閩控制回路的輔助觸點(diǎn)52b上并聯(lián)一個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)52A，在斷路器分閩控 制回路的輔助觸點(diǎn)52a上并聯(lián)一個(gè)延時(shí)觸點(diǎn)52B。延時(shí)觸點(diǎn)52A的觸發(fā)特性與輔助觸點(diǎn)52a的 觸發(fā)特性相同。延時(shí)觸點(diǎn)52B的觸發(fā)特性與輔助觸點(diǎn)52b的觸發(fā)特性相同。
[0010] 具體的，延時(shí)觸點(diǎn)52A和延時(shí)觸點(diǎn)52B的延時(shí)時(shí)間為50ms~5s。
[0011] 具體的，延時(shí)觸點(diǎn)52A和延時(shí)觸點(diǎn)52B為基于彈黃傳動(dòng)的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝 置?；趶楛S傳動(dòng)的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置包括斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（1)、彈黃(2)和傳 動(dòng)連桿(3)。傳動(dòng)連桿(3)的一端外接斷路器主觸動(dòng)傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)連桿(3)的另一端接彈 黃(2)的一端，彈黃(2)的一端接斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(1)的觸頭。
[0012] 具體的，彈黃(2)的選型包括W下步驟：
[0013]步驟(III-I)列寫并求解斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(I)的動(dòng)作方程
公戎1
[0015] 公式1為解斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(1)的動(dòng)作方程，其中，M為路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的聯(lián) 動(dòng)主軸(4)對(duì)其主動(dòng)軸的作用力矩，Mn為路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的聯(lián)動(dòng)主軸(4)對(duì)其主動(dòng)片的摩 擦力矩，Mp為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)主動(dòng)片的反作用力矩，Ji為主動(dòng)片系統(tǒng)的傳動(dòng)慣量，CO 1為主動(dòng) 片初始轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，《 2為主動(dòng)片最終轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，01為輔助轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)的初始角度，02為輔助 轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)的最終角度;所述啦論、九、《1、《2、目1和目2均為已知量，求解1。
[0016] 步驟(III-2)列寫彈黃(2)的拉伸長(zhǎng)度、形變量和拉伸力方程
公式2
[0018] 公式2為彈黃（2)的拉伸長(zhǎng)度方程，其中，F(xiàn)為彈黃（2)的最終拉伸長(zhǎng)度，Lo為彈黃 (2)的初始長(zhǎng)度，T為斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(1)的傳動(dòng)軸總行程。
[0019] Xt = F-Lo 公式 3
[0020] 公式3為彈黃(2)的形變量方程，其中，Xt為彈黃(2)的最終形變量，F(xiàn)為彈黃(2)的 最終拉伸長(zhǎng)度，Lo為彈黃(2)的初始長(zhǎng)度。
[0021] P=K .Xt 公式4
[0022] 公式4為彈黃(2)的拉伸力方程，其中，P為最終長(zhǎng)度時(shí)彈黃(2)的拉伸力，K為彈黃 (2)的彈性系數(shù)，Xt為彈黃(2)的最終形變量。
[0023] 步驟(III-3)列寫彈黃(2)的作用力矩方程
[0024] 最終長(zhǎng)度時(shí)彈黃(2)的拉伸力P所產(chǎn)生的作用力矩應(yīng)等于步驟(III-I)路器輔助轉(zhuǎn) 換開(kāi)關(guān)的聯(lián)動(dòng)主軸(4)對(duì)其主動(dòng)軸的作用力矩M，見(jiàn)公式5彈黃的作用力矩方程：
[0025] M = P ? Lb 公式5
[0026] 公式5中，M為路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的聯(lián)動(dòng)主軸(4)對(duì)其主動(dòng)軸的作用力矩，P為最終 長(zhǎng)度時(shí)彈黃(2)的拉伸力，Lb為路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的聯(lián)動(dòng)主軸(4)臂長(zhǎng)。
[0027] 巧驟(III -4)列寫并求解彈箸(2)拉伸過(guò)程的微分方程組
公式目
[0029] 公式6中，Xt為彈黃(2)的最終形變量，N為斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（1)的主動(dòng)軸固定 拉力，K為彈黃(2)的彈性系數(shù)。
[0030] 彈黃(2)的最終形變量Xt、彈黃(2)的初始長(zhǎng)度Lo和最終長(zhǎng)度時(shí)彈黃(2)的拉伸力P 均為已知參數(shù)，令時(shí)間t含50mS，求解微分方程組公式6即求得所選用彈黃的彈性系數(shù)K和質(zhì) 量m應(yīng)滿足的約束條件，完成彈黃選型。
[0031] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于彈黃傳動(dòng)的具有動(dòng)作延時(shí)特性的斷路器輔 助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置。不同于傳統(tǒng)的機(jī)械連桿帶動(dòng)斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，該斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn) 換裝置通過(guò)彈黃傳動(dòng)帶動(dòng)斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)動(dòng)作，其特點(diǎn)是利用彈黃的拉伸效應(yīng)增加了 斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換時(shí)間，從而較傳統(tǒng)的輔助觸點(diǎn)其轉(zhuǎn)換的延時(shí)時(shí)間要長(zhǎng)。通常情 況下，斷路器的輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)延時(shí)為30ms，本發(fā)明設(shè)計(jì)的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置動(dòng)作轉(zhuǎn) 換時(shí)間應(yīng)大于此值。考慮到轉(zhuǎn)換過(guò)程中主操作回路的滅弧衰減時(shí)間，本發(fā)明中轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí) 間應(yīng)大于50ms。另外，為滿足運(yùn)行監(jiān)視的要求，轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí)間宜小于5s。因此，本發(fā)明將斷路 器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí)間設(shè)定在50ms~5s范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)彈黃的選型即可實(shí)現(xiàn) 該延時(shí)時(shí)間。本發(fā)明的斷路器控制回路在現(xiàn)有斷路器控制回路上并聯(lián)設(shè)計(jì)了兩個(gè)具有足夠 的動(dòng)作延時(shí)特性的延時(shí)觸點(diǎn)52A和52B，在不影響整個(gè)操作回路的動(dòng)作可靠性前提下，起到 了不間斷監(jiān)視斷路器分、合閩回路的作用，本設(shè)計(jì)不影響斷路器的防跳功能。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為現(xiàn)有斷路器控制回路的電路原理圖。
[0033] 圖2為基于彈黃傳動(dòng)的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0034] 圖3為改進(jìn)的斷路器合閩控制回路的電路原理圖。
[0035] 圖4為改進(jìn)的斷路器分閩控制回路的電路原理圖。
[0036] 圖1所示斷路器為分閩位置。圖1中，QFl相當(dāng)于圖3中輔助觸點(diǎn)52b，Yl相當(dāng)于圖3中 52C合閩線圈；QF2相當(dāng)于圖4中輔助觸點(diǎn)52a; Y3相當(dāng)于圖4中52T分閩線圈。
[0037] 圖中，1-斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，2-彈黃，3-傳動(dòng)連桿，4-斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 的觸頭，即斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的聯(lián)動(dòng)主軸，5-端子排接線端子，6-52C合閩線圈，7-52T 分閩線圈，8-各類閉鎖接點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039] 如圖2所示，實(shí)施例的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置包括斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1、彈黃2 和傳動(dòng)連桿3。傳動(dòng)連桿3的一端外接斷路器主觸動(dòng)傳動(dòng)軸，傳動(dòng)連桿3的另一端接彈黃2的 一端，彈黃2的一端接斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1的觸頭。彈黃2在傳動(dòng)連桿3的動(dòng)作作用下，帶動(dòng) 斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1的觸頭轉(zhuǎn)至終點(diǎn)的時(shí)間為50ms~5s。該斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置不 同于傳統(tǒng)的機(jī)械連桿帶動(dòng)斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，該斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)彈黃傳動(dòng) 帶動(dòng)斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)動(dòng)作，其特點(diǎn)是利用彈黃的拉伸效應(yīng)增加了斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 的轉(zhuǎn)換時(shí)間，從而較傳統(tǒng)的輔助觸點(diǎn)其轉(zhuǎn)換的延時(shí)時(shí)間要長(zhǎng)。通常情況下，斷路器的輔助轉(zhuǎn) 換開(kāi)關(guān)延時(shí)為30ms，本實(shí)施例的斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置動(dòng)作轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)大于此值?？紤] 到轉(zhuǎn)換過(guò)程中主操作回路的滅弧衰減時(shí)間，本實(shí)施例中轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于50ms。為滿足 運(yùn)行監(jiān)視的要求，轉(zhuǎn)換延時(shí)時(shí)間宜小于5s。因此，本實(shí)施例將斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn) 換延時(shí)時(shí)間設(shè)定在50ms~5s范圍內(nèi)。圖2中，0點(diǎn)是斷路器主觸動(dòng)傳動(dòng)軸整個(gè)行程的中點(diǎn)，此 時(shí)彈黃2處于自然狀態(tài)(如圖2中實(shí)線彈黃所示）。無(wú)論在斷路器合閩狀態(tài)(傳動(dòng)連桿3行進(jìn)到 A點(diǎn)），還是分閩狀態(tài)(傳動(dòng)連桿3行進(jìn)到B點(diǎn)），彈黃2均處于拉伸狀態(tài)（如圖2中虛線彈黃所 示），且彈黃2拉伸力的方向不同，拉動(dòng)其連接的斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1動(dòng)作旋轉(zhuǎn)方向不同， 從而實(shí)現(xiàn)輔助觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。通過(guò)對(duì)彈黃2的選型即可實(shí)現(xiàn)該延時(shí)時(shí)間，彈黃的選型方法如 下：
[0040] 步驟(III-I)列寫并求解斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1的動(dòng)作方程
公式I
[0042] 公式I為解斷路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)I的動(dòng)作方程，其中，M為路器輔助轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)