一种柱上断路器成套操作电源系统技术方案

本发明专利技术公开一种柱上断路器成套操作电源系统，包括取电单元、控制单元和开关机构，控制单元包括一处理器模块，取电单元通过储能继电器J1与储能电机M1相连，合闸电源电容C2通过合闸继电器J2与合闸线圈YC相连，分闸电源电容C3通过分闸继电器J3与分闸线圈YT相连。建立操作电源并确保储能操作电源为储能状态；合闸时先接收到合闸信号，再检测合闸电源电容C2和分闸电源电容C3是否为储能状态，是则执行合闸动作，否则合闸失败；分闸时先接收到分闸信号，再检测分闸电源电容C3是否为储能状态，是否执行分闸动作，否则分闸失败。本发明专利技术具有结构简单、可靠性高和可实现全自动化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电馈线监控和继电保护成套设备
，具体涉及一种柱上断路器成套操作电源系统。
技术介绍
在10kV配电自动化建设中，应用最为广泛的是柱上断路器成套。柱上断路器成套包括取电单元、开关本体和控制单元。柱上断路器成套自动化实现的必要条件是具备电动合闸、电动分闸和电动自动储能功能，而完成该三种功能的电源一般由控制单元提供，称为控制单元操作电源。根据柱上断路器弹簧操作结构特点，分闸和合闸操作仅需脉冲功率电源即可完成，而机构储能操作则需大功率电源才能完成，电力行业标准要求功率不小于240W/15s。在产品具体设计和工程应用时，一般有两种配置：第一种是控制单元仅配电容蓄能式分闸操作电源，不配电动合闸和储能电源；第二种是控制单元配大功率储能电源，合闸和分闸电源与储能电源共用。前者所构成的柱上断路器成套操作电源系统简单、成本低、可靠性高，但仅具备保护或控制跳闸功能，仅能实现半自动化，不具备配电自动化三遥应用条件；后者具备三遥条件，可实现全自动化，但开关成套电源系统复杂、成本高、功耗高、电源系统故障率高，后期运维成本高。因此，业界亟需提出了一种简单、可靠、并可实现全自动化的柱上断路器成套操作电源系统。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种柱上断路器成套操作电源系统，具有结构简单、可靠性高和可实现全自动化等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种柱上断路器成套操作电源系统，包括取电单元、控制单元和开关机构，所述取电单元包括一电压互感器，所述电压互感器的输入端连接线路的高压侧，所述控制单元包括一处理器模块，所述电压互感器依次通过AC/DC模块和稳压/降压电路与处理器模块相连，所述控制单元还包括分别与处理器模块相连的合闸电源电容C2、分闸电源电容C3、储能继电器J1、合闸继电器J2和分闸继电器J3，所述开关机构包括储能电机M1、合闸线圈YC和分闸线圈YT，所述电压互感器直接通过储能继电器J1与储能电机M1相连，所述合闸电源电容C2通过合闸继电器J2与合闸线圈YC相连，所述分闸电源电容C3通过分闸继电器J3与分闸线圈YT相连。进一步，所述合闸电源电容C2的前级串联设置有第一电子开关K1，所述分闸电源电容C3的前级串联设置有第二电子开关K2，所述第一电子开关K1和第二电子开关K2分别与处理器模块相连。进一步，所述合闸电源电容C2的前级串联设置有第一限流电阻R1和第二二极管D2，所述分闸电源电容C3的前级串联设置有第二限流电阻R2和第三二极管D3。进一步，所述AC/DC模块依次通过第一二极管D1和电容C1与稳压/降压电路相连。进一步，所述储能电机M1采用AC220V电机。进一步，所述合闸线圈YC和分闸线圈YT采用5A脱扣器。进一步，控制单元控制仅当合闸电源电容C2和分闸电源电容C3均为储能状态时才执行合闸动作。进一步，控制单元控制当分闸电源电容C3为储能状态时执行分闸动作。本专利技术的有益效果是：一种柱上断路器成套操作电源系统，充分利用了柱上断路器开关机构和配电线路馈线保护动作特点，分类实现储能操作电源、合闸操作电源和分闸操作电源，且三个操作电源彼此独立，相互无影响，具有结构简单、可靠性高和可实现全自动化等优点。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术操作电源系统的结构示意图。具体实施方式参见图1，图1为本专利技术操作电源系统的结构示意图。本专利技术提出一种柱上断路器成套操作电源系统，包括取电单元1、控制单元2和开关机构3，所述取电单元1包括一电压互感器11，所述电压互感器11的输入端连接线路的高压侧，所述控制单元2包括一处理器模块21，所述电压互感器11依次通过AC/DC模块22和稳压/降压电路23与处理器模块21相连，所述控制单元2还包括分别与处理器模块21相连的合闸电源电容C2、分闸电源电容C3、储能继电器J1、合闸继电器J2和分闸继电器J3，所述开关机构3包括储能电机M1、合闸线圈YC和分闸线圈YT，所述电压互感器11直接通过储能继电器J1与储能电机M1相连，所述合闸电源电容C2通过合闸继电器J2与合闸线圈YC相连，所述分闸电源电容C3通过分闸继电器J3与分闸线圈YT相连。AC/DC模块22采用低功率的AC/DC模块，可使控制单元2的能耗大幅下降，从而降低系统的能耗。储能操作电源直接来自电压互感器11，开关机构3的储能电机M1选用额定AC220V电机，开关储能出口的储能继电器J1接处理器模块21并由处理器模块21控制通断。合闸操作电源采用大容量的合闸电源电容C2蓄能后提供，开关机构3的合闸线圈YC采用额定5A脱扣器，合闸电源电容C2前级的第一电子开关K1接处理器模块21，合闸电源电容C2接处理器模块21并由处理器模块21监控储能状态，合闸继电器J2接处理器模块21，合闸电源电容C2的前级串联第一限流电阻R1和第二二极管D2。分闸操作电源采用大容量的分闸电源电容C3蓄能后提供，开关机构3的分闸线圈YT采用额定5A脱扣器，分闸电源电容C3前级的第二电子开关K2接处理器模块21，分闸电源电容C3接处理器模块21并由处理器模块21监控储能状态，分闸继电器J3接处理器模块21，分闸电源电容C3的前级串联第二限流电阻R2和第三二极管D3。储能操作电源、合闸操作电源和分闸操作电源三者彼此独立，互不影响。所述合闸电源电容C2的前级串联设置有第一电子开关K1，所述分闸电源电容C3的前级串联设置有第二电子开关K2，所述第一电子开关K1和第二电子开关K2分别与处理器模块21相连，合闸电源电容C2和分闸电源电容C3由处理器模块21通过控制第一电子开关K1和第二电子开关K2的开闭，采用脉冲式进行充电。所述合闸电源电容C2的前级串联设置有第一限流电阻R1和第二二极管D2，所述分闸电源电容C3的前级串联设置有第二限流电阻R2和第三二极管D3。第一限流电阻R1和第二限流电阻R2的设置避免了大容量电容拉死小功率AC/DC模块22，而第二二极管D2和第三二极管D3的设置使得合闸操作电源和分闸操作电源彼此独立。所述AC/DC模块22依次通过第一二极管D1和电容C1与稳压/降压电路23相连。电容C1作为处理器模块21工作电源前级滤波、蓄能电容，二级管D1串联于C1前可避免C2和C3充电脉冲功耗引起处理器模块21电源波动或异常问题。柱上断路器成套的保护动作具有以下特点：柱上断路器成套由分闸状态电动操作合闸时，断路器电源侧带电，即电压互感器11有电；柱上断路器成套作为线路保护装置时，其电动分闸优先级最高，即电动合闸操作前，分闸操作电源需建立就绪。储能操作电源由电压互感器11提供AC220V电源，由处理器模块21控制储能继电器J1完成开关机构3储能，解决开关储能大功率电源需求问题。处理器模块21采用主动脉冲式对合闸电源电容C2和分闸电源电容C3进行充电。处理器模块21采集合闸电源电容C2和分闸电源电容C3的蓄能状态；合闸电源电容C2和分闸电源电容C3的前级串联有第二二极管D2和第三二极管D3，使得合闸操作电源和分闸操作电源彼此独立，并且防止开关机构3合闸或分闸操作期间因脱扣器线圈反电动高压击穿第一电子开关K1和第二电子开头K2。建立操作电源时，储能操作电源由电压互感器11直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱上断路器成套操作电源系统，其特征在于，包括取电单元（1）、控制单元（2）和开关机构（3），所述取电单元（1）包括一电压互感器（11），所述电压互感器（11）的输入端连接线路的高压侧，所述控制单元（2）包括一处理器模块（21），所述电压互感器（11）依次通过AC/DC模块（22）和稳压/降压电路（23）与处理器模块（21）相连，所述控制单元（2）还包括分别与处理器模块（21）相连的合闸电源电容C2、分闸电源电容C3、储能继电器J1、合闸继电器J2和分闸继电器J3，所述开关机构（3）包括储能电机M1、合闸线圈YC和分闸线圈YT，所述电压互感器（11）直接通过储能继电器J1与储能电机M1相连，所述合闸电源电容C2通过合闸继电器J2与合闸线圈YC相连，所述分闸电源电容C3通过分闸继电器J3与分闸线圈YT相连。

【技术特征摘要】
1.一种柱上断路器成套操作电源系统，其特征在于，包括取电单元（1）、控制单元（2）和开关机构（3），所述取电单元（1）包括一电压互感器（11），所述电压互感器（11）的输入端连接线路的高压侧，所述控制单元（2）包括一处理器模块（21），所述电压互感器（11）依次通过AC/DC模块（22）和稳压/降压电路（23）与处理器模块（21）相连，所述控制单元（2）还包括分别与处理器模块（21）相连的合闸电源电容C2、分闸电源电容C3、储能继电器J1、合闸继电器J2和分闸继电器J3，所述开关机构（3）包括储能电机M1、合闸线圈YC和分闸线圈YT，所述电压互感器（11）直接通过储能继电器J1与储能电机M1相连，所述合闸电源电容C2通过合闸继电器J2与合闸线圈YC相连，所述分闸电源电容C3通过分闸继电器J3与分闸线圈YT相连。2.根据权利要求1所述的一种柱上断路器成套操作电源系统，其特征在于，所述合闸电源电容C2的前级串联设置有第一电子开关K1，所述分闸电源电容C3的前级串联设置有第二电子开关K2，所述第一电子开关K1...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏浩铭，李斐刚，田巍巍，
申请(专利权)人：珠海许继电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44