CN109616388B - 智能空气开关及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能空气开关及系统，涉及变电站辅助装置技术领域，该智能空气开关包括：第一继电器和第二继电器；还包括依次连接的主触头和跳闸脱扣器；第一继电器用于接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头；第二继电器用于接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头；主触头用于将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器；跳闸脱扣器用于在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。本发明能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

Description

智能空气开关及系统

技术领域

本发明涉及变电站辅助装置技术领域，尤其是涉及一种智能空气开关及系统。

背景技术

变电站的设备一般均连接有空气开关，在线路过流时自动断开，保护工作回路以及工作回路上的设备，而现有的空气开关一般只接一路直流母线，当空气开关所在的直流系统发生接地故障时，由于空气开关所在回路上的直流系统中设备较多，因此不能断开空气开关，即不能通过断开空气开关判断故障所在位置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能空气开关及系统，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种智能空气开关，包括：第一继电器和第二继电器；还包括依次连接的主触头和跳闸脱扣器；其中，第一继电器和第二继电器分别通过线路与主触头连接；第一继电器用于接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头；其中，I段直流系统的直流电通过I段直流系统的直流母线进行传输；第二继电器用于接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头；其中，II段直流系统的直流电通过II段直流系统的直流母线进行传输；且I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线分别作为主母线和备用母线；主触头用于将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器；跳闸脱扣器用于在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，第一继电器设置有第一常开触点和第二常开触点；第一常开触点用于接收I段直流系统的直流电中的直流正电；第二常开触点用于接收I段直流系统的直流电中的直流负电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，第二继电器包括第三常开触点和第四常开触点；第三常开触点用于接收II段直流系统的直流电中的直流正电；第四常开触点用于接收II段直流系统的直流电中的直流负电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第一继电器包括第一指示灯；其中，第一指示灯用于在第一继电器闭合时点亮；第二继电器包括第二指示灯；其中，第二指示灯用于在第二继电器闭合时点亮。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第一继电器和第二继电器均为8脚继电器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述智能空气开关还包括开关拉合把手和开关外壳；其中，开关拉合把手设置在开关外壳的外壁上；第一继电器、第二继电器、主触头和跳闸脱扣器均设置在开关外壳的内部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，智能空气开关还包括分别与主触头连接的弹簧和搭钩，以及与搭钩连接的杠杆；其中，杠杆还与跳闸脱扣器连接；弹簧用于在搭钩分开时，拉动主触头使主触头的两个接头分离，以断开主触头所在的通电回路；搭钩用于在开关拉合把手被触发时，维持主触头的两个接头接触，以使主触头所在的回路开通；杠杆用于连接搭钩和跳闸脱扣器。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，跳闸脱扣器包括电磁脱扣器，电磁脱扣器带有衔铁；衔铁用于在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时吸合，以通过杠杆将搭钩分开，使主触头的两个接头分离。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，开关外壳的外壁上还设置有固定件。

第二方面，本发明实施例还提供一种智能空气开关系统，包括如第一方面至第一方面的第八种可能的实施方式中任一项的智能空气开关，还包括与智能空气开关连接的外部设备。

本发明实施例提供了一种智能空气开关及系统，智能空气开关包括第一继电器和第二继电器，还包括依次连接的主触头和跳闸脱扣器，第一继电器接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头，第二继电器接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头，主触头将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器，跳闸脱扣器在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。由于本发明的智能空气开关通过两个继电器，对所带直流负荷支路进行主、备直流母线的切换即对I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线进行切换，保持正常的供电而不会断开线路，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种智能空气开关的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的另一种智能空气开关的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种智能空气开关内部的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种智能空气开关外观的结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种智能空气开关系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的空气开关一般只接一路直流母线，当空气开关所在的直流系统发生接地故障时，由于空气开关所在回路上的直流系统中设备较多，因此不能断开空气开关，即不能通过断开空气开关判断故障所在位置，基于此，本发明实施例提供的一种智能空气开关及系统，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种智能空气开关进行详细介绍。

在一种实施方式中，本发明实施例提供了一种智能空气开关，参见图1所示的一种智能空气开关的结构示意图，该智能空气开关包括第一继电器10和第二继电器20，还包括依次连接的主触头30和跳闸脱扣器40。

其中，第一继电器和第二继电器分别通过线路与主触头连接。

第一继电器用于接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头；其中，I段直流系统的直流电通过I段直流系统的直流母线进行传输。

第二继电器用于接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头；其中，II段直流系统的直流电通过II段直流系统的直流母线进行传输；且I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线分别作为主母线和备用母线。

主触头用于在将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器。

跳闸脱扣器用于在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。

本发明实施例提供的上述智能空气开关，包括第一继电器和第二继电器，还包括依次连接的主触头和跳闸脱扣器，第一继电器接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头，第二继电器接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头，主触头将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器，跳闸脱扣器在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。由于本发明实施例的智能空气开关通过两个继电器，对所带直流负荷支路进行主、备直流母线的切换即对I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线进行切换，保持正常的供电而不会断开线路，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

具体的，智能空气开关与主母线连接，即通过第一继电器与I段直流系统的直流母线连接，当通过I段直流系统的直流母线与该智能空气开关连接的外部设备发生接地故障时，将智能空气开关连接的I段直流系统的直流母线切换到II段直流系统的直流母线，即按照预先设定的程序，使第二继电器带电，与第二继电器连接的II段直流系统的直流母线投入运行，即智能空气开关与备用母线的连接回路开通，延时预设时间后第二继电器断电，即智能空气开关与主母线的连接回路断开，以此判断接地故障是否发生在该智能空气开关所在的工作回路。由于一个设备连接有多个智能空气开关，在设备发生接地故障时，设备所连接的多个智能空气开关逐个根据上述方式在主母线和备用母线之间进行切换，即可确定设备的接地故障发生的位置，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

参见图2所示的另一种智能空气开关的结构示意图，在图1的基础上，还示意出了第一常开触点101、第二常开触点102、第三常开触点201、第四常开触点202、第一指示灯103、第二指示灯203、开关拉合把手50、开关外壳60、弹簧70、搭钩80、衔铁401和固定件90。

第一继电器设置有第一常开触点和第二常开触点，第一常开触点用于接收I段直流系统的直流电中的直流正电，第二常开触点用于接收I段直流系统的直流电中的直流负电。

第二继电器包括第三常开触点和第四常开触点，第三常开触点用于接收II段直流系统的直流电中的直流正电，第四常开触点用于接收II段直流系统的直流电中的直流负电。

第一继电器包括第一指示灯，其中，第一指示灯用于在第一继电器闭合时点亮。第二继电器包括第二指示灯，其中，第二指示灯用于在第二继电器闭合时点亮。第一继电器和第二继电器均为8脚继电器。

智能空气开关还包括开关拉合把手和开关外壳，其中，开关拉合把手设置在开关外壳的外壁上，第一继电器、第二继电器、主触头和跳闸脱扣器均设置在开关外壳的内部。

智能空气开关还包括分别与主触头连接的弹簧和搭钩，以及与搭钩连接的杠杆，其中，杠杆还与跳闸脱扣器连接。

弹簧用于在搭钩分开时，拉动主触头使主触头的两个接头分离，以断开主触头所在的通电回路。

搭钩用于在开关拉合把手被触发时，维持主触头的两个接头接触，以使主触头所在的回路开通。

杠杆用于连接搭钩和跳闸脱扣器，跳闸脱扣器包括电磁脱扣器，电磁脱扣器带有衔铁，衔铁用于在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时吸合，以通过杠杆将搭钩分开，使主触头的两个接头分离。开关外壳的外壁上还设置有固定件。

在一种实施方式中，如图3示出了一种智能空气开关内部的结构示意图，正常运行情况下，I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线均带电，并分别接入继电器1即上述第一继电器和继电器2即上述第二继电器，此时由与智能空气开关连接的控制器控制继电器1带电，继电器1常开触点闭合，线路导通，继电器1上的绿色指示灯亮即上述第一指示灯亮。继电器2不带电，常开触点断开，线路不通，继电器2上的绿色指示灯不亮即上述第二指示灯不亮。合上开关拉合把手，该智能空气开关连接的设备即可带电运行。当I段直流系统的某条支路发生正接地或负接地时，此时控制器按照预先设定的程序，使继电器2带电，继电器2的线路导通，此时I段和II段直流并列运行，两个继电器的绿色指示灯均亮。经短延时后控制继电器1失电，由II段带负荷，此时继电器1绿灯灭，继电器2绿灯亮。若该支路为接地支路，将实现对接地支路的隔离，若该支路未接地，将实现对该支路的保护，防止由于直流接地导致的保护装置不正确动作，甚至可能造成的开关误动。

通过与智能空气开关连接的外部控制器判断该智能空气开关由I段直流或II段直流母线供电，使相应继电器带电，通电的继电器常开触点闭合，电流由进线进入主触头，当主触头合上后，直流出线带电。在电源切换过程中，先将两段直流并列运行，在断开需断开的电源，避免了带电设备断电的风险。该智能空气开关利用电磁脱扣原理，在发生过流情况时，衔铁被吸合，顶开搭钩将主触头分开，实现跳闸功能。

如图4示出了一种智能空气开关外观的结构示意图，智能空气开关设置有开关外壳，开关外壳上设置有开关拉合把手，图4中所示的通断指示灯即上述继电器上的指示灯。

综上所述，本发明实施例提供的上述智能空气开关，由于本发明实施例的智能空气开关通过两个继电器，对所带直流负荷支路进行主、备直流母线的切换即对I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线进行切换，保持正常的供电而不会断开线路，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

基于上述实施例所述的智能空气开关，本发明实施例还提供了一种智能空气开关系统，包括如上述的智能空气开关，还包括与智能空气开关连接的外部设备，参见图5示出了本发明实施例提供的一种智能空气开关系统的结构示意图，包括智能空气开关100，还包括与智能空气开关连接的外部设备200。

应当理解，图5仅仅是智能空气开关系统的一种结构示意图，而不是智能空气开关系统的唯一结构，在实际使用时，除图5所示的结构外，还可以包括其他功能结构，具体以实际使用情况为准，本发明实施例对此不进行限制。

本发明实施例提供的上述智能空气开关系统，通过第一继电器接收来自外部的I段直流系统的直流电，在第一继电器闭合时，将I段直流系统的直流电输送到主触头，通过第二继电器接收来自外部的II段直流系统的直流电，在第二继电器闭合时，将II段直流系统的直流电输送到主触头，由主触头将I段直流系统的直流电和II段直流系统的直流电输送到跳闸脱扣器，跳闸脱扣器在I段直流系统的直流电和/或II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作。由于本发明实施例的智能空气开关通过两个继电器，对所带直流负荷支路进行主、备直流母线的切换即对I段直流系统的直流母线和II段直流系统的直流母线进行切换，保持正常的供电而不会断开线路，能够较方便地查找接地故障，提高电力系统运行的安全性和稳定性。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能空气开关，其特征在于，包括：第一继电器和第二继电器；还包括依次连接的主触头和跳闸脱扣器；其中，所述第一继电器和所述第二继电器分别通过线路与所述主触头连接；

所述第一继电器用于接收来自外部的I段直流系统的直流电，在所述第一继电器闭合时，将所述I段直流系统的直流电输送到所述主触头；其中，所述I段直流系统的直流电通过所述I段直流系统的直流母线进行传输；

所述第二继电器用于接收来自外部的II段直流系统的直流电，在所述第二继电器闭合时，将所述II段直流系统的直流电输送到所述主触头；其中，所述II段直流系统的直流电通过所述II段直流系统的直流母线进行传输；且所述I段直流系统的直流母线和所述II段直流系统的直流母线分别作为主母线和备用母线；

所述主触头用于将所述I段直流系统的直流电和所述II段直流系统的直流电输送到所述跳闸脱扣器；

所述跳闸脱扣器用于在所述I段直流系统的直流电和/或所述II段直流系统的直流电过流时执行跳闸操作；

所述第二继电器还用于，当所述I段直流系统的某条支路发生正接地或负接地时，控制器按照预先设定的程序，使所述第二继电器带电。

2.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述第一继电器设置有第一常开触点和第二常开触点；

所述第一常开触点用于接收所述I段直流系统的直流电中的直流正电；

所述第二常开触点用于接收所述I段直流系统的直流电中的直流负电。

3.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述第二继电器包括第三常开触点和第四常开触点；

所述第三常开触点用于接收所述II段直流系统的直流电中的直流正电；

所述第四常开触点用于接收所述II段直流系统的直流电中的直流负电。

4.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述第一继电器包括第一指示灯；其中，所述第一指示灯用于在所述第一继电器闭合时点亮；

所述第二继电器包括第二指示灯；其中，所述第二指示灯用于在所述第二继电器闭合时点亮。

5.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述第一继电器和所述第二继电器均为8脚继电器。

6.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述智能空气开关还包括开关拉合把手和开关外壳；其中，所述开关拉合把手设置在所述开关外壳的外壁上；所述第一继电器、所述第二继电器、所述主触头和所述跳闸脱扣器均设置在所述开关外壳的内部。

7.根据权利要求1所述的智能空气开关，其特征在于，所述智能空气开关还包括分别与所述主触头连接的弹簧和搭钩，以及与所述搭钩连接的杠杆；其中，所述杠杆还与所述跳闸脱扣器连接；

所述弹簧用于在所述搭钩分开时，拉动所述主触头使所述主触头的两个接头分离，以断开所述主触头所在的通电回路；

所述搭钩用于在所述开关拉合把手被触发时，维持所述主触头的两个接头接触，以使所述主触头所在的回路开通；

所述杠杆用于连接所述搭钩和所述跳闸脱扣器。

8.根据权利要求7所述的智能空气开关，其特征在于，所述跳闸脱扣器包括电磁脱扣器，所述电磁脱扣器带有衔铁；

所述衔铁用于在所述I段直流系统的直流电和/或所述II段直流系统的直流电过流时吸合，以通过所述杠杆将所述搭钩分开，使主触头的两个所述接头分离。

9.根据权利要求6所述的智能空气开关，其特征在于，所述开关外壳的外壁上还设置有固定件。

10.一种智能空气开关系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的智能空气开关，还包括与所述智能空气开关连接的外部设备。

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