斷路器儲能電機失靈保護(hù)裝置及防止儲能電機失靈的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于保護(hù)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種用于真空斷路器儲能單元的閉鎖保護(hù)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 真空斷路器儲能單元(亦稱儲能回路)的功能是為斷路器合閘提供所需的能量。
[0003] 每當(dāng)斷路器動作合閘之后，儲能單元通過儲能電機對儲能彈簧進(jìn)行拉伸，為斷路 器進(jìn)行自動蓄能，以備于下一次進(jìn)行合閘操作或者是斷路器進(jìn)行自動重合閘時所使用。
[0004] 儲能單元的這種工作方式就類似于抽水馬桶的水箱，當(dāng)我們用完水箱中的水時， 水箱會自動進(jìn)行蓄水，為下一次使用做預(yù)先的準(zhǔn)備。
[0005] 真空斷路器儲能單元的通用原理圖如圖1所示，整個儲能單元由儲能電源開關(guān) 2DK、儲能輔助開關(guān)S2和儲能電機M組成。合上儲能電源開關(guān)2DK，當(dāng)斷路器未儲能時，儲能輔 助開關(guān)S 2的常閉接點S2_l常閉，儲能單元接通，儲能電機M開始轉(zhuǎn)動，拉升儲能彈簧進(jìn)行蓄 能；當(dāng)彈簧蓄能已滿或完成后，通過傳動機構(gòu)向儲能輔助開關(guān)S 2發(fā)出斷開指令，儲能輔助開 關(guān)S2常閉接點S2-1切換至斷開，儲能單元斷電，儲能電機M失電停轉(zhuǎn)，整個儲能過程完成。
[0006] 但是，當(dāng)斷路器的儲能輔助開關(guān)S2的常閉接點S2-l發(fā)生故障無法進(jìn)行切換，或者傳 動連桿變形而無法正確傳遞動作指令時，儲能單元就會出現(xiàn)控制或者傳動故障，直接導(dǎo)致 儲能電機M長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，直至燒毀。
[0007] 這是配網(wǎng)變電檢修人員經(jīng)常會遇到的斷路器缺陷/故障。電機損毀的原因是由于 儲能輔助開關(guān)的常閉接點S2-l多次拉弧后損傷，無法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接點始終常閉，雖然斷路器 儲能完成，但是儲能單元長期通電，儲能電機M被迫連續(xù)運轉(zhuǎn)，直至燒毀。
[0008] 儲能輔助開關(guān)S2-l的故障只是引起電機損毀的誘因，造成電機的損毀的直接原因 是電機連續(xù)運轉(zhuǎn)后的熱擊穿。
[0009] 真空斷路器采用的儲能電機大都是短時工作制或斷續(xù)工作制電機。根據(jù)《GB755-2 0 0 8旋轉(zhuǎn)電機定額和性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》中所定義的短時工作制電機和斷續(xù)周期制電機，其運 行周期中都需要有一個停機和斷能（即停電）的時間，以滿足電機有一個足夠的時間冷卻， 以恢復(fù)電機自身的熱穩(wěn)定，如圖2、圖3中所示。
[0010] 可見，斷路器中所采用的儲能電機都不滿足連續(xù)運轉(zhuǎn)的條件。而作為斷路器的動 力控制和傳送機構(gòu)的儲能單元，其缺乏故障后對自身采取的停止運作的保護(hù)保護(hù)裝置，一 旦當(dāng)儲能單元出現(xiàn)控制或者傳動故障后，無法打破這個死循環(huán)的命令，儲能電機長期連續(xù) 運轉(zhuǎn)，最后熱穩(wěn)定擊穿而損毀。
[0011] 申請人單位的變電修試一組管轄維護(hù)的10千伏配網(wǎng)中，真空斷路器的型號有VB5， ZN-28E 等。
[0012] 通過對4年內(nèi)的修試記錄進(jìn)行統(tǒng)計，匯總了最為常見的5種型號斷路器的故障次數(shù) 和彈簧操動機構(gòu)故障次數(shù)，如表1所示。
[0013] 表1、斷路器及操動機構(gòu)故障次數(shù)、故障率統(tǒng)計：
[0014]
[0015] 從表1中可以清楚的發(fā)現(xiàn)，因彈簧操動機構(gòu)原因?qū)е抡婵諗嗦菲鞴收虾腿毕莸恼?到斷路器故障和缺陷的80%以上。
[0016] 為了避免對儲能電機造成傷害，增加斷路器安全運行的可靠性，針對具體的斷路 器儲能單元，找到一種通用的儲能電源閉鎖保護(hù)/防止斷路器儲能電機失靈的方法，是實際 運行和維護(hù)工作中十分迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種斷路器儲能電機失靈保護(hù)裝置及防止儲 能電機失靈的方法，當(dāng)斷路器儲能單元出現(xiàn)故障后，強制閉鎖/切斷儲能電源，從而達(dá)到保 護(hù)儲能電機的發(fā)明目的。
[0018] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種斷路器儲能電機失靈保護(hù)裝置，所述的斷路器儲 能電機設(shè)置在斷路器儲能單元中，儲能電機線圈M和儲能輔助開關(guān)S2的常閉接點S2-1依次 串接后，經(jīng)過儲能電源控制開關(guān)2DK與控制電源的兩端分別對應(yīng)連接;其特征是：
[0019] 在所述斷路器儲能電機的電氣回路中，設(shè)置一個儲能保護(hù)模塊；
[0020] 所述的儲能保護(hù)模塊至少包括一個電壓繼電器U、一個帶延時的電壓繼電器SU和 一個電流時間繼電器I;
[0021] 所述帶延時的電壓繼電器SU控制線圈的兩端，經(jīng)過電流時間繼電器I的常開接點 1-1，分別與控制電源的兩端對應(yīng)連接；
[0022] 所述電壓繼電器U控制線圈的兩端，經(jīng)過帶延時的電壓繼電器SU的延時打開觸點 SU-1，分別與控制電源的兩端對應(yīng)連接；
[0023] 所述電壓繼電器U的常開接點U-2,并接在延時打開觸點SU-1上，構(gòu)成電壓繼電器U 的"自保持"功能電路；
[0024]所述電壓繼電器U的常閉接點U-1、電流時間繼電器I的控制線圈、儲能輔助開關(guān)S2 的常閉接點S2-1和儲能電機線圈M依次串接后與控制電源的兩端分別對應(yīng)連接；
[0025]當(dāng)斷路器儲能單元工作正常時，合上儲能電源控制開關(guān)2DK，儲能電機M得電并開 始轉(zhuǎn)動，帶動儲能彈簧進(jìn)行儲能，同時電流時間繼電器I線圈得電，常開接點I -1閉合，帶延 時的電壓繼電器SU的線圈得電，開始計時；當(dāng)計時時間達(dá)到斷路器所規(guī)定的儲能完成時間 后，斷路器儲能完成，儲能輔助開關(guān)&的常閉接點&斷開，切斷儲能電機電源；同時電流時間 繼電器I線圈失電，常閉接點1-1斷開，帶延時的電壓繼電器SU的線圈失電，停止計數(shù)，接點 SU-1不動作，電壓繼電器U不啟動，儲能保護(hù)模塊不啟動閉鎖儲能電源的功能；
[0026]當(dāng)斷路器儲能單元出現(xiàn)故障時，合上儲能電源控制開關(guān)2DK，儲能電機M得電開始 轉(zhuǎn)動，帶動儲能彈簧進(jìn)行儲能，同時電流時間繼電器I線圈得電，常開接點I -1閉合，帶延時 的電壓繼電器s U的線圈得電開始計時；當(dāng)計時超過對儲能電機的電氣回路中流過電流的采 樣設(shè)定時間后，儲能電機仍然得電繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則常開接點SU-1閉合，電壓繼電器U的線圈得 電，常開接點U-2閉合，電壓繼電器U的線圈實現(xiàn)電壓"自保持"，常開接點U-1斷開，切斷儲能 電機的電源，強制閉鎖儲能單兀的控制電源，儲能保護(hù)t吳塊啟動閉鎖儲能電源的功能。
[0027] 具體的，所述斷路器所規(guī)定的儲能完成時間為15秒，所述對儲能電機的電氣回路 中流過電流的采樣設(shè)定時間為20秒。
[0028] 進(jìn)一步的，在所述電壓繼電器U線圈的兩端，并接有指示燈D，用于對外發(fā)出報警信 號。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種防止斷路器儲能電機失靈的方法，所述的斷路器儲能電機設(shè) 置在斷路器儲能單元中，所述的斷路器儲能單元中還包括有彈簧操動機構(gòu);其特征是：
[0030] 在所述斷路器儲能電機的電氣回路中，設(shè)置一個儲能保護(hù)模塊；
[0031] 所述的儲能保護(hù)模塊由采樣單元、延時單元和儲能電機電氣回路通/斷控制單元 構(gòu)成；
[0032] 所述的采樣單元用于對流過儲能電機的電氣回路中的電流進(jìn)行時間采樣；
[0033] 所述的延時單元用于將儲能電機電氣回路中流過電流的時間與斷路器所規(guī)定的 儲能完成時間進(jìn)行比較；
[0034] 所述的儲能電機電氣回路用于接通/切斷所述儲能電機的電氣回路；
[0035] 當(dāng)所述電氣回路中流過電流的時間大于斷路器所規(guī)定的儲能完成時間后，儲能保 護(hù)模塊就判定斷路器儲能單元的彈簧操動機構(gòu)出現(xiàn)故障；
[0036] 則所述的儲能保護(hù)模塊對斷路器儲能電機的電氣回路采取保護(hù)措施，切斷儲能電 機的電源，停止儲能電機的運轉(zhuǎn)；
[0037] 所述的防止斷路器儲能電機失靈的方法，通過監(jiān)控所述儲能電機電氣回路中流過 電流的時間，來判定斷路器儲能單元的彈簧操動機構(gòu)是否出現(xiàn)故障，避免儲能電機的長期 連續(xù)運轉(zhuǎn)，防止和避免所述儲能電機的燒毀和損壞，進(jìn)而保障斷路器的運行可靠性，提高城 市電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運行。
[0038] 其所述儲能電機的電氣回路至少包括儲能電機線圈M和串接在控制電源與儲能電 機線圈M之間的儲能輔助開關(guān)S2的常閉接點S 2_ 1;
[0039] 所述的儲能保護(hù)模塊包括一個電壓繼電器U、一個帶延時的電壓繼電器SU和一個 電流時間繼電器I;
[0040] 所述的電壓繼電器U構(gòu)成所述的儲能電機電氣回路通/斷控制單元，用于接通或斷 開儲能電機的電氣回路和實現(xiàn)"自保持"功能；
[0041] 所述的帶延時的電壓繼電器SU構(gòu)成所述的延時單元，用于計量儲能電機的運轉(zhuǎn)動 作時間，控制電壓繼電器U的啟動；
[0042] 所述的電流時間繼電器I構(gòu)成所述的采樣單元，用于檢測儲能電機的電氣回路中 流過電流的時間，啟動帶延時的電壓繼電器S U。