[发明专利]断路器分合闸线圈状态检测及保护方法

说明书

技术领域

发明涉及一种断路器分合闸线圈状态检测及保护系统，属于电力系统保护和控制技术领域。 

背景技术

电力系统运行中经常发生跳合闸线圈烧毁事故。众所周知，跳合闸线圈都是按照短时通电设计的。跳合闸线圈的烧毁、主要是由于跳、合闸线圈回路的电流不能正常切断，导致跳合闸线圈长时间通电而造成的。作为电力系统中重要的电气元件，在电力系统发生故障时，断路器接受继电保护及自动装置的跳闸命令，并且要求其以毫秒级的速度去执行跳闸动作，以避免事故的蔓延和扩大。因此，要求断路器在投运中能随时处于待命状态，且可以做到令行禁止。尤其不允许出现有跳闸命令时，断路器拒绝跳闸的现象。在电力系统的中低压变电站中，还有大量的电磁操作机构断路器在运行。实践证明，这类断路器的操作机构稳定性较差。操作过程中,时有拒分拒合或辅助触点断不开的故障发生。在常规的有人值班变店站中，人工操作断路器，当出现上述故障时，可由控制开关KK或者及时断开该路控制电源，人工切断操作电流。因此，烧毁分合闸线圈的故障较少。即使目前已大量采用的弹簧储能操作机构的断路器，特别在调试、检修中，也多次发生在机械闭锁状态下错误进行电动操作而烧线圈的事。 

发明内容

本发明研制一种跳合闸线圈监测及保护装置避免跳合闸线圈烧毁的问题。该装置要求能监测及记录每次断路器分合的状态（通过线圈的电流、分合的时间、分合次数等），并且要求能在跳合闸过程中由于种种原因导致跳合闸线圈拒动时能有效保护跳合闸线圈（此功能要能够投退，并且不影响原操作回路特性）。该装置还要求能记录跳合闸电流波形，为跳合闸线圈拒动原因分析提供数据支持。同时为以后能进行推广应用，要求该装置性能可靠、安全、经济。 

为此本发明采用的技术方案是：一种断路器分合闸线圈状态检测及保护方法，其特征在于， 

其反时限动作公式为：

式中：T为分闸线圈定时限段时间定值；Ip为分闸线圈反时限启动电流，设定为线圈额定电流的50%；I为分闸线圈电流实测值，反时限动作出口逻辑同定时限；

定时限动作出口逻辑为：装置实时计算分闸线圈电流值，当分闸线圈电流大于整定定值80%时分闸线圈定时限段启动，达到设定的时间定值，装置出口断开跳圈回路保护跳圈，出口动作逻辑为先合上IGBT，在断开继电器，最后再断开IGBT。

上述适用于线圈分闸、合闸。 

当定时限动作时先判断反时限是否已经动作，如果反时限已动作，定时限将只发动作报文，不在操作出口；当反时限动作时先判断定时限是否已经动作，如果定时限已动作，反时限将只发动作报文，不在操作出口。 

本发明的优点是：本发明提出一种断路器分合闸线圈状态检测及保护系统，通过理论计算及线圈分合闸材料分析，推导出线圈等效发热公式；通过对发热量的计算，在线圈达到发热熔点前切断通电回路达到保护线圈的目的。IGBT电力电子元器件长时间运行容易损毁，通过与继电器组合延长IGBT管的使用寿命，达到可靠运行及可靠切断回路的目的；为断路器检修提供理论依据；提高了断路器分合闸线圈的安全可靠性；能有效提高变电站安全运行能力，有效减少现场维护工作量，经济效益显著；保障了变电站系统安全经济运行，提高了变电站的供电可靠性。 

以下介绍本发明的成效： 

（1）经济效益

断路器分合闸线圈状态检测及保护装置实现了断路器分合闸线圈的电流测量、线圈保护、分合闸次数记录等功能。为分合闸线圈拒动提供了数据支持。为断路器检修提供理论依据。

1）通过对分合闸线圈直流电流的测量与录波，为研究断路器分合闸线圈拒动的原因提供理论依据。 

2）可有效保护跳合闸线圈，大量减少现场调试人员的工作量。 

3）通过对分合闸线圈动作次数的记录，为分合闸线圈的检修提供依据。 

（2）经济效益 

断路器分合闸线圈状态检测及保护装置的应用，能有效提高变电站安全运行能力，有效减少现场维护工作量，经济效益显著。

（3）社会效益 

断路器分合闸线圈状态智能检测及保护装置的建设应用，保障了变电站系统安全经济运行，提高了变电站的供电可靠性，提升了供电优质服务水平和企业形象，创造了显著的社会效益。

附图说明

图1：本发明方法硬件体系结构。 

图2：本发明软件体系结构采用的分闸线圈动作逻辑图。 

图3：本发明软件体系结构采用的分闸线圈有流告警动作逻辑图。 

图4：本发明软件体系结构采用的合闸线圈定时限动作逻辑图。