一种基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置及控制方法与流程

本发明涉及电力系统断路器控制，尤其涉及一种基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置及控制方法。

背景技术：

1、断路器是电力系统中承担故障隔离与负荷切换的关键设备，其可靠动作直接关系到电网的安全稳定运行。在断路器二次控制回路中，合闸与分闸操作分别通过合闸回路与跳闸回路执行，回路中任一环节发生断线或接触不良，均可能导致保护装置发出动作命令后断路器拒动，造成故障范围扩大，甚至引发系统性事故。因此，对断路器二次控制回路进行持续、有效的完整性监视，是保障断路器正常动作的重要前提。

2、现有断路器控制回路通常配置有位置继电器监视回路，以实现对二次回路完整性的在线监测。具体而言，跳闸回路与合闸回路中分别设置合闸位置继电器hwj和跳闸位置继电器twj，利用断路器辅助接点dl的位置状态切换相应监视回路。当断路器处于合位状态时，dl常开接点闭合，hwj得电，用于监视跳闸回路的完整性；与此同时，dl常闭接点断开，twj失电，无法对合闸回路进行监视。相反，当断路器处于跳位状态时，dl常闭接点闭合，twj得电，合闸回路处于可监视状态。由此可见，在断路器长期处于合位运行的工况下，合闸回路恰好处于“零”监视状态，该回路内部诸如多个辅助接点串联链路、继电器常闭接点以及合闸线圈等关键环节一旦发生断线、接触不良或线圈烧毁等异常，运行人员无法及时发现。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置及控制方法，解决了现有断路器在合位状态下合闸回路处于监视盲区而无法及时发现回路异常的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置，所述装置与合闸出口回路电气连接，所述装置包括电压测试单元和阻值测试单元；

3、所述电压测试单元与所述合闸出口回路上的第一接点并联，所述电压测试单元用于对所述第一接点进行工况监测，当监测结果为工况异常时，输出报警信号；

4、所述阻值测试单元与所述合闸出口回路上的第二接点及合闸线圈串联单元并联，所述阻值测试单元用于对所述第二接点及合闸线圈串联单元进行工况监测，当监测结果为工况异常时，输出报警信号。

5、可选地，所述电压测试单元包括第一隔离元件、电压运算器、第一正常工况输出模块和第一异常报警输出模块；

6、所述第一隔离元件与所述第一接点并联，用于将所述电压测试单元与所述合闸出口回路进行电气隔离；

7、所述电压运算器包括恒压源、第一运算元件和第二运算元件；

8、所述第一隔离元件与所述第一运算元件连接，所述第一运算元件用于将所述第一接点的通断状态转换为第一测量电压；

9、所述恒压源与所述第二运算元件连接，所述恒压源用于向所述第二运算元件传输第一测量基准电压；

10、所述第一运算元件与所述第二运算元件连接，所述第二运算元件用于将所述第一测量电压与所述第一测量基准电压进行比较，根据比较结果生成第一电平信号；

11、所述第二运算元件分别连接有所述第一正常工况输出模块与所述第一异常报警输出模块，所述第二运算元件用于根据所述第一电平信号驱动所述第一正常工况输出模块或所述第一异常报警输出模块。

12、可选地，所述阻值测试单元包括第二隔离元件、阻值运算器、第二正常工况输出模块和第二异常报警输出模块；

13、所述第二隔离元件与所述第二接点及合闸线圈串联单元并联，用于将所述阻值测试单元与所述合闸出口回路进行电气隔离；

14、所述阻值运算器包括恒流源、第三运算元件和第四运算元件；

15、所述第三运算元件与所述恒流源连接，所述第三运算元件用于根据第二测量基准电压控制所述恒流源产生恒定测试电流；

16、所述恒流源经所述第二隔离元件连接至所述第二接点及合闸线圈串联单元，所述恒流源用于将所述恒定测试电流施加于所述第二接点及合闸线圈串联单元；

17、所述第四运算元件经所述第二隔离元件连接至所述第二接点及合闸线圈串联单元，用于获取所述第二接点及合闸线圈串联单元的总检测阻值，并将所述总检测阻值与预设最大允许阻值进行比较，根据比较结果生成第二电平信号；

18、所述第四运算元件分别连接有所述第二正常工况输出模块与所述第二异常报警输出模块，所述第四运算元件用于根据所述第二电平信号驱动所述第二正常工况输出模块或所述第二异常报警输出模块。

19、可选地，所述装置还包括电源单元；

20、所述电压测试单元与所述阻值测试单元分别连接一个所述电源单元；

21、所述电源单元包括整流降压模块、基准电压生成模块和电源监控模块；

22、所述整流降压模块接入市电源，所述整流降压模块用于生成供电电压；

23、所述基准电压生成模块与所述整流降压模块连接，所述基准电压生成模块用于接收所述供电电压并进行分压，生成监控基准电压和测量基准电压，并将所述测量基准电压分别传输至恒压源和第三运算元件；

24、其中，传输至所述恒压源的测量基准电压作为第一测量基准电压；传输至所述第三运算元件的测量基准电压作为第二测量基准电压；

25、所述电源监控模块与所述基准电压生成模块连接，所述电源监控模块用于接收所述监控基准电压并进行电源自检。

26、可选地，所述基准电压生成模块包括基准芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电位器以及第四电阻；

27、所述第一电阻一端与所述整流降压模块连接，用于接收所述供电电压；

28、所述第一电阻另一端连接所述第二电阻一端；

29、所述第二电阻另一端同时连接基准芯片的阴极与所述第三电阻一端；

30、所述第二电阻与所述第三电阻之间的交汇节点为用于输出所述监控基准电压的监控基准电压输出节点，所述监控基准电压输出节点与所述电源监控模块连接；

31、所述基准芯片的阳极接地；

32、所述第三电阻另一端与所述电位器一端连接；

33、所述电位器另一端与所述第四电阻一端相连；

34、所述第四电阻另一端接地；

35、所述电位器为用于输出所述测量基准电压的测量基准电压输出节点，所述测量基准电压输出节点同时连接所述恒压源与所述第三运算元件。

36、可选地，所述电源监控模块包括第一运算比较器、第二运算比较器、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻；

37、所述第五电阻一端与所述监控基准电压输出节点连接；

38、所述第五电阻另一端连接第六电阻一端；

39、所述第六电阻另一端依次串联所述第七电阻与所述第八电阻；

40、所述第八电阻另一端接地；

41、所述第六电阻与所述第七电阻之间的节点连接所述第一运算比较器的反相输入端；

42、所述第七电阻与第八电阻之间的节点连接所述第二运算比较器的同相输入端；

43、所述整流降压模块接入所述第九电阻一端；

44、所述第九电阻另一端串联所述第十电阻；所述第十电阻另一端接地；

45、所述第九电阻与所述第十电阻之间的分压节点，同时连接所述第一运算比较器的同相输入端与所述第二运算比较器的反相输入端；

46、所述第一运算比较器的输出端串联第一输出二极管，所述第二运算比较器的输出端串联第二输出二极管；

47、所述第一输出二极管的阳极连接所述第一运算比较器的输出端，所述第二输出二极管的阳极连接所述第二运算比较器的输出端；

48、所述第一输出二极管的阴极与所述第二输出二极管的阴极相互连接，并连接至警报器，用于在所述供电电压偏离预设区间时触发所述警报器。

49、可选地，所述第一接点为串联连接于所述合闸出口回路中的多个断路器辅助常闭接点。

50、可选地，第二接点及合闸线圈串联单元包括第二接点和合闸线圈，所述第二接点与所述合闸线圈串联，所述第二接点为串联于所述合闸出口回路中的多个常闭接点。

51、可选地，所述第二接点为断路器辅助常闭接点或继电器常闭接点。

52、本发明第二方面提供的一种应用于所述的基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置的控制方法，包括：

53、对合闸出口回路上的第一接点进行工况监测，当监测结果为工况异常时，输出报警信号；

54、对合闸出口回路上的第二接点及合闸线圈串联单元进行工况监测，当监测结果为工况异常时，输出报警信号。

55、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

56、本发明提供一种基于合位状态断路器的合闸回路补充监视装置及控制方法，其与合闸出口回路电气连接，通过电压测试单元对合闸出口回路上的第一接点进行并联监测，判定其通断状态是否异常，同时通过阻值测试单元对合闸出口回路上的第二接点及合闸线圈串联单元进行并联监测，测定其整体阻值是否偏离预设正常范围，二者协同配合，在断路器处于合位状态时仍然能够对合闸回路实施有效监测，填补了现有合闸回路在合位状态下监视缺失的技术空白，降低了重合闸拒动风险，提高了断路器二次控制回路运行可靠性，为电网安全运行提供了更完善的保障。