專利名稱：全適應高壓開關控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統的電壓變電站的控制設備，特別是對斷路器進行控制的全適應 高壓開關控制器。
背景技術：
作為高壓開關控制器是安裝在各電壓等級變電站內的繼電保護裝置及智能操作箱內的 控制設備，直接對高壓斷路器進行控制，主要實現以下三個方面功能-
a) 實現跳保持與合保持的功能。保護出口接點在導通跳合閘回路的同時啟動跳合閘保 持回路，由跳合閘保持回路來保證當保護接點斷開時，跳合閘回路仍舊導通。
b) 監(jiān)視斷路器的狀態(tài)。如監(jiān)視斷路器的位置信息與控制回路的狀態(tài)。
c) 防止開關跳躍的功能。
目前使用的斷路器操作機構種類多樣，生產廠家繁多。這些操作機構在斷路器操作過程 中的跳合閘保持電流從10mA到5A不等。這種差距帶來的問題是當操作機構的跳合閘保持 電流大于跳合閘保持繼電器最小動作電流時，跳合閘保持繼電器動作，跳合閘保持繼電器接 點閉合。在跳合閘接點返回后，由于跳合閘保持繼電器接點已經閉合，與跳合閘保持繼電器 仍然構成回路，使其自保持，直至斷路器操作機構動作，工作正常。而如果斷路器操作機構 的保持電流小于跳合閘繼電器的最小動作電流約100mA時，跳合閘保持繼電器就不能動作， 此時，當跳合閘接點返回后，由于跳合閘保持繼電器接點并沒有閉合，跳合閘保持回路斷開， 導致其不能自保持，斷路器不能正常工作，給變電站的安全運行帶來極大隱患。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種能夠適應各種高壓斷路器操作機構的全適應高壓開關控制 器。這種控制器能夠保證斷路器的跳合閘保持電流在10mA到5A的范圍內斷路器正常工作， 徹底解決目前小電流操作機構不能直接使用的問題，極大提高變電站繼電保護裝置及智能操 作箱的安全性與可靠性，解除變電站運行的安全隱患。
本實用新型的目的是這樣達到的
一種全適應高壓開關控制器，與高壓斷路器的操作機構相連接，其特征在于控制器由 跳合閘監(jiān)視回路和保持回路構成，監(jiān)視回路是指跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路、合
3后位置監(jiān)視回路。保持回路是指合閘保持回路、跳閘保持回路。各個回路均為繼電器組成的 開關電路，在合閘保持回路、跳閘保持回路和跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路中，設 置有光耦，各個光耦發(fā)光部件的一端與各自回路的高壓斷路器的操作機構相連接，另一端通 過位置指示燈或繼電器的常開接點與控制電源正極相連，光耦的接點導通部分分別連接在各 個回路的繼電器輸入端上。
在合閘保持回路中光耦發(fā)光部件的一端連接在斷路器的操作機構CZJGH上，另一端與合 閘保護動作常開接點BHJB連接，光耦的接點導通部分連接在合閘保持繼電器HBJ2A的輸入端 與控制電源負極上;在跳閘保持回路中光耦的發(fā)光部件的一端連接在斷路器的操作機構CZJGT 上，另一端與跳閘保護動作常開接點BTJC連接，光耦的接點導通部分連接在跳閘保持繼電器 TBJ2A的輸入端與控制電源正極上；在跳閘位置監(jiān)視回路中光耦的發(fā)光部件一端連接在斷路 器操作機構的跳閘位置監(jiān)視信號輸入端TWJS上，另一端通過跳閘位置指示燈LD2與控制電源 正極相連，光耦的接點導通部分連接在跳閘位置監(jiān)視繼電器TWJ1A的輸入端與控制電源正極 上；在合閘位置監(jiān)視回路中，光耦的發(fā)光部件一端連接在斷路器操作機構的合閘位置監(jiān)視信 號輸入端冊JS，另一端通過合閘位置指示燈HD2與控制電源正極相連，光耦的接點導通部分 連接在合閘位置監(jiān)視繼電器HBWJ3A的輸入端與控制電源正極上。
在各個光耦接點導通部分與其對應的繼電器的輸入端之間連接有限流電阻。
在合閘保持回路和跳閘保持回路中，分別設置有合閘保護動作常開接點、合閘保持常開 接點，跳閘保護動作常開接點、跳閘保持常開接點；合閘保護動作常開接點、合閘保持常開 接點與跳閘保護動作常開接點、跳閘保持常開接點分別以并聯的方式連接在各自光耦發(fā)光部 件的輸入端。在跳鬧位置監(jiān)視回路和合閘位置監(jiān)視回路中設置監(jiān)視信號指示燈，在跳閘監(jiān)視 回路中采用跳閘位置指示燈LD2顯示，在合閘位置監(jiān)視回路中采用合閘位置指示燈HD2顯示。
本實用新型的優(yōu)點是-
1、 能夠全適應跳合閘保持電流從10mA到5A不等的各種跳合閘操作機構對斷路器的控制， 解決現有小電流操作機構不能直接使用的問題，解除變電站的安全隱患。
2、 本控制器充分利用了光耦靈敏，導通電流較小的特點，將光耦作為中間部件去啟動動 作電流較大的保持繼電器，不僅可用于變電站的控制中，也可用于鐵路運行控制等領域。
3、 使用本控制器后跳合閘動作可靠，動作速度快。極大地提高了變電站繼電保護裝置及 智能操作箱的安全性與可靠性。
4、 結構簡單、性能可靠，安全邊際高，費用低廉，適宜大面積推廣。

圖1是本實用新型的結構方框圖。
圖2是本實用新型的原理示意圖。
圖3是合閘保持及跳閘位置監(jiān)視電路圖。
圖4是跳閘保持及合閘位置監(jiān)視電路圖。
圖1中，CZJGH為斷路器合閘操作機構，CZJGT為斷路器跳閘操作機構，LEDT為跳閘位 置指示燈，DSP-T為跳閘位置監(jiān)視繼電器，0PTTJS為跳閘位置監(jiān)視回路光耦發(fā)光二極管， OPTTJS-A為跳閘位置監(jiān)視回路光耦的導通部分，TWJS為跳閘位置監(jiān)視信號輸入端，HBJ為合 閘保持繼電器，0PTHJS為合閘位置監(jiān)視回路光耦發(fā)光部分的二極管，0PTHJS-A為合閘位置監(jiān) 視回路光耦的導通部分，冊JS為合閘位置監(jiān)視信號輸入端，OPTH-A為合閘回路光耦接點導通 部分，0PTH是合閘回路光耦發(fā)光部分的二極管，BHJ-A為保護合閘繼電器常開接點；HBJ-A 為合閘保持繼電器常開接點，HHJ為合后位置監(jiān)視繼電器，BTJ-A為保護跳閘繼電器常開接點， OPTT-A為跳閘回路的光耦接點導通部分，OPTT跳閘回路光耦發(fā)光二極管，TBJ-A為跳閘保持 繼電器常開接點，TBJ為跳閘保持繼電器，LEDH為合閘位置指示燈、DSP-H為合閘位置監(jiān)視 繼電器。
圖2中，R為限流電阻，OPT為光耦的發(fā)光部分，OPT-1為光耦的接點導通部分，THBJ為 跳合閘保持繼電器，THBJ-1為跳合閘保持繼電器的常開接點，THDZJ-1為跳合閘動作繼電器 的常開接點，CZJG為斷路器的操作機構。
圖3中，CZJGH為斷路器合閘操作機構，TWJS是跳閘位置監(jiān)視信號輸入，TWJ1A與TWJ7A 為跳閘位置監(jiān)視繼電器，Gl為跳閘位置監(jiān)視回路中的光耦，LD2為跳閘位置監(jiān)視指示燈，Rl 與R3為光耦G1的限流電阻，HBJ2A為合閘保持繼電器，G2為合閘保持回路中的光耦，HBJ2B 為合間保持繼電器的常開接點，朋JB為合閘保護的常開接點，R22為光耦G2的限流電阻。
圖4中，CZJGT是斷路器跳閘操作機構，HWJS是合閘位置監(jiān)視信號輸入，HWJ3A合閘位 置監(jiān)視繼電器，G9為合閘位置監(jiān)視回路中的光耦，HD2為合閘位置監(jiān)視指示燈，TBJ2A為跳 閘保持繼電器，G10為跳閘保持回路中的光耦，TBJ2C為跳閘保持繼電器的常開接點，BTJC 為跳閘保護的常開接點，R23為光耦G10的限流電阻。
具體實施方式
參見附圖2可知，本實用新型充分利用了光耦的靈敏性，將光耦作為中間部件去驅動大 功率元件的繼電器。其原理如下當跳合閘動作繼電器的常開接點THDZJ-1閉合后，斷路器 控制回路中，電流從電源正極，經A—B—C—D—G—H，最后回到電源負極。其中A、 B為 THDZJ-1的兩個引腳；C、 D為光耦發(fā)光二極管部分的兩個引腳；G、 H為斷路器操作機構的兩個輸入引腳。根據斷路器操作機構的不同，此流過的電流幅值從10mA到5A不等。由于光耦 比較靈敏，只需2mA的電流就可以導通，所以，即使斷路器操作機構只有10mA的電流，光耦 也可導通。當光耦OPT導通后，電流從電源正極通過限流電阻R、光耦的導通接點0PT-1以 及跳合閘保持繼電器THBJ流到電源負極。通過調節(jié)限流電阻R的大小，保證流過跳合閘保持 回路的電流滿足跳合閘保持繼電器的最小動作電流，使其動作。在跳合閘保持繼電器THBJ動 作后，其常開接點THBJ-1閉合。當跳合閘動作繼電器的常開接點THDZJ-l動作完成斷開后， 由于THBJ-1已經閉合，斷路器控制回路仍有電流從電源正極，經E—F—C—D—G—H，最后 回到電源負極。其中E、 F為THBJ-1的兩個引腳；C、 D為光耦發(fā)光部分的兩個引腳；G、 H 為斷路器操作機構的兩個輸入引腳。此時，電流從電源正極，經E—F—C—D—G—H，最后到 電源負極，構成一個閉合回路，斷路器的操作機構能夠正常動作。
附圖l、 3、 4給出了一個具體的實施例。本實施例由跳閘位置監(jiān)視回路、合閘保持回路、 合后位置監(jiān)視回路、跳閘保持回路和合閘位置監(jiān)視回路5部分構成。
在合間保持回路中的光耦G2發(fā)光部件一端連接在斷路器操作機構CZJGH上，另一端與合 閘動作常開接點BHJB連接，光耦的接點導通部分連接在合閘保持繼電器HBJ2A的輸入端與控 制電源負極上。在跳閘保持回路中跳閘保持光耦G10的發(fā)光部件的一端連接在斷路器的操作 機構CZJGT上，另一端與跳閘保護動作常開接點BTJC連接，光耦的導通部分接點連接在跳閘 保持繼電器TBJ2A的輸入端與控制電源正極上。在跳閘監(jiān)視回路中，跳閘位置監(jiān)視光耦G1的 發(fā)光部件一端連接在斷路器操作機構的跳閘位置監(jiān)視信號輸入端TWJS上，另一端通過標示跳 閘位置的指示燈LD2與控制電源正極相連，光耦的接點導通部分連接在跳閘監(jiān)視繼電器TWJ1A 的輸入端和控制電源正極上。當斷路器斷開后，TWJS跳閘位置監(jiān)視信號輸入端與控制電源負 極相聯。在合閘監(jiān)視回路中，合閘位置監(jiān)視光耦G9的發(fā)光部件一端連接在斷路器操作機構的 合閘位置監(jiān)視信號輸入端冊JS上，另一端通過標示合閘位置指示燈HD2與控制電源正極相連， 光耦的接點導通部分連接在合閘監(jiān)視繼電器HWJ3A的輸入端與控制電源正極上。當斷路器閉 合后，冊JS合閘位置監(jiān)視信號輸入端與控制電源負極相連。
在本實施例中，采用的光耦均為TLP372型。
參見圖3合閘保持及跳閘位置監(jiān)視具體電路圖。
TWJ1A與TWJ7A為跳閘位置監(jiān)視繼電器，其型號為DSP1-DC24V。 R5與R6都為限流電阻， 使流過繼電器TWJ1A與TWJ7A的電流小于允許值。D2與D3為TWJ1A與TWJ7A的穩(wěn)壓管，其 作用是使跳閘位置監(jiān)視繼電器兩端的電壓不大于其所允許的最大值。Gl為跳閘位置監(jiān)視回路 中的光耦，其l、 2引腳G2-1與G2-2為光耦的發(fā)光部分，4、 5引腳G2-4與G2-5為光耦的導通部分。DX1、 DX3為保護二極管，防止回路反向導通。LD2為跳閘位置指示燈，DW6為穩(wěn) 壓管，防止LD2兩端的電壓高于其允許值。DW1與DW2為穩(wěn)壓管，在本電路中起到分壓的作 用。R1與R3為限流電阻，使流過光耦發(fā)光部分的電流小于其所允許的最大值。
TWJS為跳閘位置監(jiān)視信號輸入端，當斷路器斷開后，此信號端與控制電源負極相連。HBJ2A 為合閘保持繼電器，其型號為DSP1-DC24V。 R7與R8都為限流電阻，使流過合閘保持繼電器 HBJ2A的電流小于其所允許的最大值。G2為合閘保持回路中的光耦，其l、 2引腳為光耦的發(fā) 光部分，4、 5腳為光耦的接點導通部分。BHJB為保護合閘的常開接點，由變電站系統軟件進 行控制，當進行合閘時，BHJB常開接點閉合。HBJ2B為合閘保持繼電器的常開接點。D6為合 閘保持繼電器的穩(wěn)壓管，其作用是使合閘保持繼電器兩端的電壓不大于其所允許的最大值。 R22為光耦G2的限流電阻，使流過光耦G2發(fā)光部分的電流不超過其所允許的最大值。D9、 DIO、 Dll、 D12為分流二極管，當流過光耦G2的電流過大時起到分流作用，保護光耦的安全 性。
當進行合閘操作時，BHJB合閘繼電器的常開接點閉合，斷路器合閘保持回路就有電流從 電源正極，經G2-l與G2-2，然后通過斷路器合閘執(zhí)行機構，最后回到電源負極，其中G2-1 與G2-2為光耦G2的發(fā)光部分的兩個引腳。由于光耦G2的發(fā)光部分有電流流過，G2的接點 部分閉合，即G2-4、 G2-5導通，當G2-4、 G2-5導通后，就會有電流從電源正極通過限流電 阻R7、 R8以及合閘保持繼電器朋J2A流到電源負極，合閘保持繼電器朋J2A動作。合閘保持 繼電器朋J2A動作后，其常開接點HBJ2B接著閉合。當朋JB合閘繼電器的常開接點動作完成 斷開后，由于HBJ2B已經閉合，斷路器控制回路仍有電流從電源正極，經G2-1與G2-2,然 后通過斷路器合閘執(zhí)行機構，最后回到電源負極。
當斷路器跳開后，跳閘位置監(jiān)視回路中就有電流從電源正極，經DX1—LD2—DW1—Gl-l —G1-2—DW2—Rl—R3經過斷路器，最后回到電源負極。其中G1-1與G1-2為光耦Gl的發(fā)光 部分的兩個引腳。由于光耦Gl的發(fā)光部分有電流流過，Gl的接點部分閉合，即G1-4、 Gl-5 導通，當Gl-4、 Gl-5導通后，電流從電源正極通過TWJ1A—TWJ7A—限流電阻R5、 R6回到電 源負極。TWJ1A與TWJ7A動作后，其常開接點就會閉合，產生相應的跳位信號。
參見附圖4跳閘保持及合閘位置監(jiān)視回路的具體電路圖。
冊JS為合閘位置監(jiān)視信號輸入端，當斷路器閉合后，此信號端與控制電源負極相連。HWJ3A 合閘位置監(jiān)視繼電器，其型號為DSP1-DC24V。 R18與R20都為限流電阻，使流過繼電器HWJ3A 的電流小于其所允許值。D14為HWJ3A的穩(wěn)壓管，其作用是使合閘位置監(jiān)視繼電器兩端的電 壓不大于其所允許的最大值。G9為合閘位置監(jiān)視回路中的光耦，其1、 2引腳為光耦的發(fā)光部分G9-l和G9-2， 4、 5 腳為光耦的接點導通部分。DX4、 DX5為保護二極管，防止回路反向導通，其型號為1N4007。 HD2為合閘位置指示燈，DW5為穩(wěn)壓管，其防止HD2兩端的電壓高于其允許值。R14與R15為 限流電阻，使流過光耦發(fā)光部分的電流小于其所允許的最大值。冊JS為合閘位置監(jiān)視信號輸 入端。TBJ2A為跳閘保持繼電器；其型號為ST1-DC24V。 R17與R19都為限流電阻，使流過跳 閘保持繼電器TBJ2A的電流小于其所允許的最大值。
G10為跳閘保持回路中的光耦，其l、 2引腳G10-1和G10-2為光耦的發(fā)光部分，4、 5腳 G10-4和G10-5為光耦的接點導通部分。BTJC為保護跳閘的常開接點，由變電站系統軟件進 行控制，當進行跳閘時，BTJC常開接點閉合。TBJ2C為跳閘保持繼電器的常開接點。D19為 跳閘保持繼電器的穩(wěn)壓管，其作用是使合閘保持繼電器兩端的電壓不大于其所允許的最大值。 R23為光耦G10的限流電阻，使流過光耦G10發(fā)光部分的電流不超過其所允許的最大值。D15、 D16、 D17為分流二極管。當流過光耦G10的電流過大時，分流二極管可以起到分流的作用， 保護光耦的安全性。
當進行跳閘操作時，BTJC跳閘繼電器的常開接點閉合，斷路器跳閘保持回路有電流從電 源正極，經G10-1與G10-2，然后通過斷路器跳閘執(zhí)行機構，最后回到電源負極，其中G10-1 與G10-2為光耦G10的發(fā)光部分的兩個引腳。由于光耦GIO的發(fā)光部分有電流流過，G10的 接點部分閉合，即光耦接點導通部分的引腳G10-4、 G10-5導通，當G10-4、 G10-5導通后， 電流從電源正極通過限流電阻R17、 R19以及跳閘保持繼電器TBJ2A流到電源負極，跳閘保持 繼電器TBJ2A動作。跳閘保持繼電器TBJ2A動作后，其常開接點TBJ2C接著閉合。當BTJC跳 閘繼電器的常開接點動作完成斷開后，由于TBJ2C已經閉合，斷路器控制回路仍有電流從電 源正極，經G10-1與G10-2，然后通過斷路器跳閘執(zhí)行機構，最后回到電源負極。
當斷路器閉合后，合閘位置監(jiān)視回路中就有電流從電源正極，經HD2—G9-1—G9-2 — R14—R15經過斷路器，最后回到電源負極。其中G9-l與G9-2為光耦G9的發(fā)光部分的兩個 引腳。由于光耦G9的發(fā)光部分有電流流過，G9的接點導通部分即G9-4、 G9-5導通，當G9-4、 G9-5導通后，就會有電流從電源正極通過冊J3A —限流電阻R18、 R20回到電源負極。冊J3A 動作后，其常開接點就會閉合，產生相應的合位信號。
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權利要求1、一種全適應高壓開關控制器，與高壓斷路器的操作機構相連接，其特征在于控制器由跳合閘監(jiān)視回路和保持回路構成，所述監(jiān)視回路包括跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路、合后位置監(jiān)視回路，所述保持回路包括合閘保持回路、跳閘保持回路，各個回路均為繼電器組成的開關電路，在合閘保持回路、跳閘保持回路和跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路中，還設置有光耦，各個光耦發(fā)光部件的一端與各自回路的高壓斷路器的操作機構相連接，另一端通過位置指示燈或繼電器的常開接點與控制電源正相連，光耦的接點導通部分分別連接在各個回路的繼電器輸入端上。
2、 如權利要求1所述的全適應高壓開關控制器，其特征在于在合閘保持回路中光耦 發(fā)光部件的一端連接在斷路器的操作機構(CZJGH)上，另一端與合閘保護動作常開接點(BHJB)連接，光耦的接點導通部分連接在合閘保持繼電器(HBJ2A)的輸入端與控制電源 負上；在跳閘保持回路中光耦的發(fā)光部件的一端連接在斷路器的操作機構(CZJGT)上，另 一端與跳閘保護動作常開接點(BTJC)連接，光耦的接點導通部分連接在跳閘保持繼電器(TBJ2A)的輸入端與控制電源正上；在跳閘位置監(jiān)視回路中光耦的發(fā)光部件一端連接在斷 路器操作機構的跳閘位置監(jiān)視信號輸入端(TWJS)上，另一端通過跳閘位置指示燈LD2與控 制電源正相連，光耦的接點導通部分連接在跳閘監(jiān)視繼電器(TWJ1A)的輸入端和控制電源 正上；在合閘位置監(jiān)視回路中，光耦的發(fā)光部件一端連接在斷路器操作機構的合閘位置監(jiān)視 信號輸入端(冊JS)，另一端通過合閘位置指示燈HD2與控制電源正相連，光耦的接點導通 部分連接在合閘位置監(jiān)視繼電器(HBWJ3A)的輸入端和控制電源正上。
3、 如權利要求1或2所述的全適應高壓開關控制器，其特征在于在各個光耦接點導 通部分與其對應的繼電器的輸入端之間連接有限流電阻。
4、 如權利要求1所述的全適應高壓開關控制器，其特征在于在合閘保持回路和跳閘 保持回路中，分別設置有合閘保護動作常開接點、合閘保持常開接點，跳閘保護動作常開接 點、跳閘保持常開接點；合閘保護動作常開接點、合閘保持常開接點與跳閘保護動作常開接 點、跳閘保持常開接點分別以并聯的方式連接在各自光耦發(fā)光部件的輸入端上。
5、 如權利要求1所述的全適應高壓開關控制器，其特征在于在跳閘位置監(jiān)視回路和 合閘位置監(jiān)視回路中設置監(jiān)視信號指示燈，在跳閘監(jiān)視回路中采用跳閘位置指示燈LD2顯 示，在合閘位置監(jiān)視回路中采用合閘位置指示燈HD2顯示。
專利摘要全適應開關控制器是對高壓斷路器控制的變電站控制設備。與高壓斷路器的操作機構相連接?？刂破饔珊祥l保持回路、跳閘保持回路以及跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路、合后位置監(jiān)視回路幾部分構成。各個回路均為繼電器組成的開關電路。在合閘保持回路、跳閘保持回路和跳閘位置監(jiān)視回路、合閘位置監(jiān)視回路中，設置光耦。各個光耦發(fā)光部件的一端與各自回路的高壓斷路器的操作機構相連接，另一端通過位置指示燈或繼電器的常開接點與控制電源正相連，光耦的導通部分分別連接在各個回路的繼電器輸入端上。能夠全適應跳合閘保持電流從10mA到5A不等的各種跳合閘操作機構對斷路器的控制，解決現有小電流操作機構不能直接使用的問題，解除變電站的安全隱患。
文檔編號H02B1/24GK201282276SQ20082014094
公開日2009年7月29日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者王利平, 王恕恒, 程廷輝, 羅昌林, 肖進生 申請人:成都智達電力自動控制有限公司