[其他]简单可靠的电子式重合闸装置

说明书

自动重合闸装置，是在输电线路发生故障，由保护装置把线路切除后，经預定时间把输电线路自动重合闸一次的自动装置，如合闸后线路故障仍然存在，保护装置再次把线路切除后就不重合闸，如重合后线路良好未掉闸，则约经10～25秒自动恢复重合闸的能力。以往的重合闸装置有采用机电型时间继电器、电阻电容延时储能元件及电码继电器作执行出口元件组成，也有仅仅用机电型时间继电器组成的自动重合闸装置。上述装置的结构较复杂，制造成本高，需精密的机械制造技术，因而价格较高，前一种重合闸装置对48伏等低电压等级实现较困难，至今国内未有48伏的该类产品问世，后一种能造出各种电压的产品，但它经不起振动，如装在开关柜上，油开关重合闸时的振动有可能使其延时常闭接点短时断开，使时间继电器解除自保持而返回，在永久性故障时会造成多次重合闸，有可能造成开关爆炸的严重后果。发明人在1971年曾设计制作了由一个三极管及少量其他电子元件组成的晶体管重合闸装置，如图1所示，其特点是非常简单，体积小，重量轻，容易制作，成本低，不怕振动，可以制成从24伏到220伏的任何电压等级，已在发明人所在单位的35千伏变电所大量采用，十多年来在线路故障时均能正确重合闸，从未发生拒合、误合的不正确动作。使用中该装置也发现了一些不足之处：一是当重合闸整定时间长时会拒绝动作，原因是这时充电电阻大，三极管基极电流小，集电极电流也小，集电极回路的继电器动作不可靠或动作时间太短，使出口可控硅不能可靠导通；其次是动作时储能电容上电荷不能放尽，当故障间隔时间较短时储能充电时间会逐次缩短，使用弹簧操作机构的开关时，有可能因此而在永久故障时造成多次重合闸，这两缺点限制了它的应用范围，因此我们只在重合闸整定时间为1秒、电动操作机构处使用。本发明是为了克服上述缺点而对该装置的改进，其接线如图2，具体改进内容是：用可控硅1SCR代替三极管作放大元件，此可控硅也可用图3所示的PNP、NPN三极管组成的可控硅模拟器代替，为了提高装置的可靠性，还可以增设起动回路监视回路及储能电压监视回路，此二监视回路也可以不要，图2中1R、1C阻容积分电路和稳压管1WY、可控硅1SCR组成的检测放大器组成延时元件，2R、2C作保证一次重合闸的延时储能回路，小型干簧继电器J作执行元件，由J的接点去接通作为合闸出口元件的可控硅2SCR的控制极电路，由2SCR去发合闸脉冲，也可以由J的接点直接去发合闸脉冲如图4所示，这时合闸回路应串有J的电流自保持线圈，J两端的二极管3D是为了防止J的反电势损坏可控硅。现按图2作进一步说明，接在2、3端子外的是油开关常开辅助接点DL，开关合闸时由其经1D将1C短接，开关跳闸后DL断开，1C经1R充电，经整定时间后1C上电压高于1WY击穿电压使1SCR触发导通，2C上电压经J、1SCR放电，J动后去触发2SCR发出合闸脉冲，不管合闸成功与否1SCR一直导通到2C上电荷接近放尽才截止，因此储能时间很稳定，不因开关合闸时间长短而变，2R、2C时间常数较大约10～25秒，而2C与J电阻的时间常数很小，只有零点几秒，並且要求2R电阻足够大，当1SCR导通时，由2R供给的电流要小于1SCR的维持电流，並小于J的返回电流，如合到永久故障线路，保护又把开关跳闸，经整定时间1SCR导通，但2C上电压未充足不足以使J动作，2C上电荷又被放尽不再充电，这保证了仅自动重合一次，如重合闸成功，约经10～25秒后2C又经2R充电到足以使J动作的电压，准备下次动作，端子4、2外接控制开关KK接点，该接点在予备分闸和分后位置通，在手动分闸时把2C上电荷放尽，3R电阻是限制瞬间放电电流，阻值约数百欧，当稳压电源电压较低时，3R可以取消；8R、2LED、ID是起动回路接点监视回路，DL通时2LED亮，不亮即DL接点不通，ID是隔离二极管，使8R不影响1R、1C的时间整定；三极管BG射极跟随器、3WY、9R、3LED、3D组成储能电压监视回路，为了减少对储能回路影响，三极管可由复合三极管或场效应管代替，3D是隔离二极管，防止BG漏电使2C充电，如BG很可靠，3D可以取消，当2C上电压充到足以使J动作时，3WY导通使3LED亮，以监视储能回路是否良好，3WY的稳压电压应比电源电压低，可取电源电压的0.8倍左右，该稳压管也可用双向触发管代替。

图2、图4、图5是实施例，图2是用2SCR可控硅作合闸出口元件，图4是用J直接去发合闸脉冲，图5是二次重合闸，如不要无电压检定，则虚线框内设备取消。重合闸装置的正电源需经KK开关的接点来，该接点在合闸和合后通，增加了重合闸可靠性。

本发明的积极效果是：装置简单易造、节省金属材料、成本低，调试维护简单，体积小可以做如中间、时间继电一样大小，不怕振动，无机械式时间元件卡煞仃走的毛病，可以做成24伏～220伏任何电压等级的自动重合闸，可以代替现有重合闸，由于用可控硅作放大元件组成时间元件，时间整定长达22秒也能可靠动作，可以方便的做成二次重合闸装置，由于可控硅把储能电容电荷放尽，所以不管开关合闸时间长短，储能充电时间均很稳定，弹簧合闸机构也能正确工作，起动回路采用DL常开接点正常接通，平时有监视，比传统的常闭接点起动可靠，本装置也可与晶体管保护组装在一个箱子内，做成小巧的成套装置。