专利名称：高压线路无功补偿自动投切装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及高压线路无功补偿投切装置，具体是一种高压线路无功补偿自动投切装置。
现在，电力系统--特别是高压线路的无功补偿投切多采用手动操作，效率低、安全性差，难以及时保障高压线路的安全运行，后虽在使用中有所改进，但若要实现自动投切，须借助变电站的操作电源，在干线式架空配电线路上加装自动无功补偿装置，既无操作电源、且因工作环境差、无人值守，难以实现安全、正常运行，中国专利公开的2L88202441一种无功补偿电容自动投切装置，是使用两个晶体管继电器进行功率因数的检测，其检测电路与延时电路合为一体，形成一个检测、延时系统，控制步进继电器组的动作，实现电容器组的自动投切，但其依然没有能够实现直接使用于户外的架空线路上，存在了适用范围窄、功能少，不具有自保护、动作可靠性差，安全系数小的缺陷。
本实用新型的目的在于提供一种实现直接在户外线路进行无功补偿自动投切，减少线路损耗和改善静荷点，具有自保护功能，动作可靠、维修率低，结构简单，有断相、短路保护、能够记录投切次数、体积小、重量轻的高压线路无功补偿自动投切装置。
本实用新型是通过以下技术方案实现的一种高压线路无功补偿自动投切装置，由分断器，变压器、继电器、电流互感器及投切控制模块组成，变压器输入端、分断器输入端及电流互感器输入端分别直接与高压线路连接，变压器输出端、电流互感器输出端及电磁操作机构经固态继电器S分别与投切控制模块连接。
上述投切控制模块由分闸模块、合闸模块、断相、短路保护模块、显示模块及掉电保护模块组成，分闸模块与合闸模块经驱动电路与固态继电器S连接，同时还分别与断相、短路保护模块及显示模块连接，并分别连接掉电保护模块。
上述的分闸模块为由比较器A1及过压比较电压Vref1组成的比较电路与脉冲发生电路A3连接后再与由分频器A13、A14及反相器A12构成的数字延时电路连接，经延时选择开关K1，与由电阻R3、R4及电容C3组成的上电闭锁合闸电路连接，同时再经过或门A18、或非门A22接由与非门A25、A28组成的R-S触发器，然后经反相器A27、电阻R12、R13及三极管G3组成的驱动电路与固态继电器S连接。
上述的合闸模块为由比较器A2与比较电压Vref2组成的欠压比较电路，与脉冲发生电路A4同时经与门A11与由分频器A16、A17组成的数字延时电路连接，再经延时选择开关K4、或门A21及与非门A24与R-S触发器的与非门A26的输入端连接。
上述的断相、短路保护模块是由电流互感器与整流、滤波、降压处理电路W1、W2、W3连接后，再分别接由比较器A28～A33构成的比较电路输入端，比较电路输出端共同经或门A34、与非门A35与由三极管G1、G2、电阻R18～R19、二极管D1～D4及电容C1、C2、比较器A37、A38构成的双路RC延时电路连接，RC延时电路的输出端通过与门A38与故障信号锁存电路连接，故障信号锁存电路上设有故障显示电路，故障显示电路的缓冲器A41再与分闸模块的或非门A22输入端连接，同时还与合闸闭锁电路的反相器A23输入端连接，RC延时电路的输入端与分闸、合闸模块的R-S触发器A28输出端连接，故障信号锁存电路、RC延时电路分别连接掉电保护模块。
上述的显示模块为由计数器与合闸模块的或门A21输出端连接，计数器输出端依次经三态缓冲电路、译码、驱动电路、限流电阻与数码管连接，在三态缓冲电路的控制端与电阻R27、R28、反相器A42构成的掉电控制电路连接，反相器A42、三态缓冲电路、计数器均连接掉电保护模块。
上述的投切控制模块上加设有手动分、合闸电路，并分别与分闸模块的反相器A19、合闸模块的反相器A20及其与门A8、A9连接。
上述的掉电保护模块为电阻R32、二极管D7、电容C4及可充电电池E构成。
以下结合附图进一步详细描述
图1、本实用新型线路框图。
图2、本实用新型安装示意图。
图3、分闸、合闸模块电路图。
图4、断相、短路保护模块电路图。
图5、显示模块电路图。
图6、掉电保护模块电路图。
图中1过压比较电路、2欠压比较电路、3基准电路、4脉冲发生电路、5脉冲发生电路、6分闸延时电路、7合闸延时电路、8分闸闭锁电路、9合闸闭锁电路、10分闸电路、11合闸电路、12手动分、合闸电路、13、驱动电路、14信号处理电路、15比较电路、16延时电路、17故障信号锁存、显示电路、18掉电保护电路、19计数器、20三态缓冲电路、21译码、驱动电路、22限流电阻、23数码管将本实用新型用于户外10KV高压线路上，进入自动状态时，线路电压经变压器T1、降压分为U2、U2两路，U1输出供真空分断器分、合闸，U2电压输出再经变压器T2变压至适合于电子电路的电压，变压器T2有三个输出绕组，其中一组经整流、滤波电路W4处理后输出直流电压信号V6；第二组经整流、滤波、稳压电路B1处理输出直流电源VDD；第三组经整流、滤波和稳压电路B2处理输出直流电源VCC，当架空线路电压高于10KV时，整流、滤波电路W4处理输出的直流电源V6经取样电阻R5、R6的分压，获得取样电压U13，取样电压U13电压信号送入过压比较电路中比较器A1的正输入端，这时取样电压U13大于比较器A1负输入端的参考电压Vref1，使比较器A1输出为高电平，从而与其连接的与门A5输出也为高电平，启动了脉冲发生电路A3，脉冲发生电路A3的脉冲输出送入与门A7的输入端，同时比较器A1输出还使与门A7打开，允许脉冲信号通过A7输出，送入延时电路的分频器A13、分频器A14输入端，并且与比较器A1输出端相连的反相器A12输出低电平，使分频器A13、分频器A14进入延时计数状态，因分频器A13、分频器A14串接，使其构成延时能达8～12分钟，经延时后，延时脉冲信号经分频器A14的输出端以高电平送入延时选择开关K1的输入端，正常情况延时选择开关K1只能有一个触点闭合，选择不同触点，分闸延时时间也将不同，高电平经延时选择开关K1输出端送入或门A18的输入端，或门A18输出变为高电平再送入或非门A22的输入端，或非门A22输出为低电平，该低电平加到由与非门A25、与非门A26成的R-S触发器中与非门A25的输入端，使与非门A25输出高电平，则与非门A26输出为低电平，由电阻R12和R13组成的分压电路使三极管G3基极为低电平，三极管G3截止，三极管G3的集电极无电流，输出U3为零电压，使固态继电器S输出断开，而电磁操作机构失去电源，真空分断器DL在压缩弹簧N的作用下，动触头向下运动，真空分断器DL断开。
在架空线路电压低于10KV时，经变压器T2二次降压得到的直流电压信号V6经取样电阻R5、R6的分压，获得取样电压U13，取样电压U13的电压信号送入比较电路中比较器A2的负输入端，比较器A2的正输入端接参考电压Vref2，此时取样电压U13小于参考电压Vref2，使比较器A2输出为高电平，又因比较器A2输出端接与门A6，故与门A6输出为高电平，输出的高电平启动脉冲发生电路A4，脉冲发生电路A4的脉冲输出送入与门A11的输入端，同时比较器A2输出的高电平使与门A11打开，脉冲信号送入数字延时电路中分频器A16的输入端，分频器A16串接分频器A17，同时反相器A10输出低电平，并经或门A15将低电平加到数字延时电路分频器A16、分频器A17的复位端，使数字延时电路进入延时计数状态，脉冲信号经分频器A16、分频器A17延时后，由分频器A17的输出端送入延时选择开关K4一个高电平脉冲，延时选择开关K4只能接通一个触点，延时选择开关K4输出高电平脉冲信号送入或门A21的输入端，并再送入与非门A24的输入端，使与非门A24输出为低电平，从而使R-S触发器的与非门A26输出为高电平，则与非门A25输出为低电平，与非门A25的低电平使反相器A27输出的高电平，经电阻R12、R13分压，使三板管G3饱合，三极管输出U3使固态继电器S触点闭合，接通电磁操作电路，在拐臂M的带动下，拉杆上升，真空分断器DL闭合，电容器组C被投入线路实现无功补偿，同时与非门A25的合闸低电平送入与门A9的输入端，与门A9低电平输出则同时闭锁与门A6及与门A11，使与门A6输出的低电平关闭脉冲发生电路A4，与门A11的低电平输出关闭数字延时电路分频器A16的输入端。
在电容器组C发生断相或短路故障时，经各相的电流互感器CT测得的信号I1、I2、I3送入整流、滤波、限幅保护电路W1、W2、W3，输出经采样电位器P1、P2、P3产生较大电压，当发生断相时，测得信号I1或I2或I3很小以至为零，故整流、滤波、限幅保护电路W1、W2、W3的输出采样电位器P1、P2、P3上产生零电压，由于电容器组C正常工作时在采样电位器P1、P2、P3上产生的采样电压比短路时值小得多，而比断相时的值大得多，从而可按电位器P1、P2、P3上的电压信号大小，来判断电容器组C回路的短路、断相或是正常进行状态；当短路时电压信号从采样电位器P1、P2、P3的电位端取电压U7、U8、U9，并分别接到比较电路的比较器A28、A30和A32的正输入端，在发生任两相或三相短路时，电压U7、U8和U9中电压会大于负输入端的高参考电压Vref4，而导致比较器A28、A30和A32输出变高电平；断相时零电压信号从采样电位器P1、P2和P3的中间端头引出，取样电压较低，然后分另接到比较电路的比较器A29、A31和A33的负输入端；电容器组C回路发生断相故障时，电压U10或U11或U12中相应电压为零，远低于比较电路比较器A29、A31及A33负输入端接的低参考电压Vref3，从而使相应的比较器也输出为高电平。参考电压Vref4和Vref3取得较高和较低，目的是区分于电容器组C正常运行时电位器P1、P2、P3上的电压值，因此不管发生了短路故障还是断相故障，总可以使相应比较电容器组C的比较器输出为高电平，高电平分别接入或门A34的输入端，通过与非门A35的反相作用，使二极管D1导通，二极管D2输入端为低电平，使三极管G2截止，这时电容器C2通过电阻R18开通并使之充电，三极管G2、电容C2和电阻R18构成RC充电延时电路，当电容器C2充电压大于比较器A38负输入端接的参考电压Vref5，比较器A38反转输出高电平，比较器A38的输出高电平经RC延时电路加到与门A38输入端，使与门A38产生一个正脉冲沿接D触发器A40，与门A39的脉冲上沿使D触发器A40输出Q端变高电平，从而使与之相连的二极管D5截止，反相器A23的输入端和或非门A22输入端变高电平，反相器A23反相输出的低电平送到与非门A24的输入端，闭锁合闸回路，或非门A22输出的低电平使其发出分闸信号，从而经R-S触发器的与非门A25、反相器A27、电阻R12使三极管G3截止，集电极无电流，U3为零电压，固态继电器S输出断开，使真空分断器DL跳闸，同时D触发器A40的Q输出高电平接缓冲器A41，再经限流电阻R23使三极管G4饱和，从而发光管L4在电阻R24限流下接通电源而发出光报警，由于D触发器A40D端直接高电平，而复位端R和置位端S接低电平，从而时钟端3一经上升脉冲沿触发后，输出端保持Q值不再变化，此外由于D触发器A40和缓冲器A41是由掉电保护模块的电源VE、VCC、VDD供电，所以尽管失去电源，D触发器A40仍能保持故障信号Q端正电平而不丢失。当真空分断器DL分闸后，由于电容器组C三相电流也为零，导致电位器P1、P2、P3输出一个零电压，使比较电路的比较器A29、A31、A33输出为高电平，即发出错误的故障信号，为避免这种错误信号，从分、合闸模块R-S触发器的与非门A26输出端引入一闭锁信号接入与非门A35的输入端，所以虽然或门A34输出为高电平，因分闸模块的R-S触发电路的与非门A26输出为低电平，从而使与非门A35输出为高电平，而不会启动后面的RC延时电路。
当真空分断器DL合闸时，由于合闸瞬间电容器组C的充电作用，瞬间会出现一过电流，有可能使比较电路的比较器A28、A30或A32输出为高电平，另外由于真空分断器DL因有合闸时间，在上电瞬间也使还未合上，而R-S触发电路的与非门A26输出变离，打开了与非门A35输出，使其变低而错送故障信号，所以在电路中加设了由三极管G2、电容器C2和比较器A38及电阻构成的RC延时电路，延时电路应尽量躲过电容器组C的充电时间和真空分断器DL的合闸时间，为了提高电容器故障时的投切速度，又在电路中加设了由三极管G1、电容器C1和比较器A37及电阻构成的较长延时的RC延时电路，从而构成了双路RC延时电路，这样在真空分断器DL合闸时，反相器A36输入端变高，其输出变低而启动三极管G1、电容器C1和比较器A37及电阻构成的RC延时电路，其刚上电时延时时间大于三极管G2、电容C2及比较器A38构成的RC延时电路的延时时间，从而在上电时比较器A37输出的低电平将与门A38输出拉低，防止了上电时的误发故障信号，这样可将三极管G2、电容器C2、比较器A38及电阻组成的RC延时电路的延时时间较短；当电容器投入运行后再发生故障，因正常运行时比较器A37输出为高电平，从而故障信号经或门A34输出经三极管G2、电容器C2及比较器A38很短延时即可迅速使真空分断器DL跳闸。
因合闸电路的或门A21的输出端与计数器的个位输入时钟端连接，故每合一次闸就送过一个脉冲上升沿使计数器向上加“1”，计数器输出经三态缓冲器送入译码、驱动电路，使译码输出值转换成与数码管适相应的形式后，再经限流电阻送入数码管中显示数字，因译码、驱动电路的消隐控制端一是经电阻R25接地，二是经串联的按钮S4和电阻R26按正电源VDD，平时处于消隐状态，当需检查动作次数时，按下S4键，即可从数码管显示动作的次数值，数码管最多可记录9999次，当需记数清零时，按下计数器清除键S5，则在电阻R29、R30的作用下使计数器复位端接高电平而成“零”记录。
在需要手动分、合闸时，按下自动合闸退出键S1，第一触点闭合后，将手动分闸按钮FB和手动分闸回路接通，因触点一端接反相器A19，当按钮FB按下后则在反相器A19输入端加一个负脉冲，反相器A19作用使或门A18得到一个分闸脉冲信号，从而实现分闸；第二触点一端连接与门A8、A9输入端，故闭合后使与门A8、A9输入端加一低电平信号，同时闭锁自动分、合闸电路的脉冲发生电路及延时电路，这样自动分，合闸电路就不会干扰手动分、合闸电路的操作；第三个触点闭合使手动合闸按钮HB经反相器A20与或门A21使手动合闸电路接通，在按钮HB按下时，一个负脉冲信号加到反相器A20输入端，反相器A21输出端获得一个正脉冲信号，经或门A21加到了与非门A24的输入端，从而实现手动合闸；第四个触点闭合后，经电阻R10与检验锁定按钮S2连接，接通自动退出指示灯L1，指示灯L1亮，表明已退出自动分、合闸状态，在锁定按钮S2按下时，若真空分断器DL在分闸状态，则附助触点DL1闭合，电源VCC经过电阻R11加到指示灯L2上，使指示灯L2亮，若真空分断器DL在合闸状态，则附助触点DL1断开，DL2闭合，电源VCC通过电阻R14加在指示灯L3上，使指示灯L3亮，从而在维护时可随时能够知道投切控制模块是在自动还是手动分闸控制状态。
直流电源VDD经二极管D6输出VE电源，正常情况下，直流电源VDD通过二极管D6直接经投切控制模块控制系统电源，并经电阻R32使可充电电池E处于充电状态，在掉电后电源VDD为“零”，这时可充电电池输出电源经二极管D7送出电源，由于掉电保护模块自耗电量很小，从而可保证各显示数据保持很长时间而不失去。
此外，在本投切装置上还可设置避雷装置。
本实用新型具有以下优点1、设计新颖，线路简单，能实现自动投切。
2、具有自保护功能，动作安全可靠、维修率低。
3、具有断相、短路保护并能够记录投切次数。
4、体积小、重量轻。
5、适用范围广。
权利要求1.一种高压线路无功补偿自动投切装置，由分断器，变压器、继电器、电流互感器及投切控制模块组成，其特征在于变压器输入端、分断器输入端及电流互感器输入端分别直接与高压线路连接，变压器输出端、电流互感器输出端及电磁操作机构经固态继电器S分别与投切控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于投切控制模块由分闸模块、合闸模块、断相、短路保护模块及显示模块、掉电保护模块组成，分闸模块及合闸模块经驱动电路与固态继电器S连接，同时还分别与断相、短路保护模块及显示模块连接，并分别连接掉电保护模块。
3.根据权利要求2所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于分闸模块为由比较器A1及比较电压Vref1组成的过压比较电路与脉冲发生电路A3连接后再与由分频器A13、A14及反相器A12构成的数字延时电路连接，经延时选择开关K1，与由电阻R3、R4及电容C3组成的上电闭锁合闸电路连接，同时再经或门A16、或非门A22接由与非门A25、A26组成的R-S触发器，然后经反相器A27、电阻R12、R13及三极管G3组成的驱动电路与固态继电器S连接。
4.根据权利要求2所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于合闸模块为由比较器A2与比较电压Vref2组成的欠压比较电路与脉冲发生电路A1同时经与门A11与分频器A16、A17组成的数字延时电路连接，再经延时选择开关K4、或门A21及与非门A24与R-S触发器的与非门A26的输入端连接。
5.根据权利要求2所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于断相、短路保护模块是由电流互感器与整流、虑波、降压处理电路W1、W2、W3连接后，再接由比较器A28～A33组成的比较电路输入端，比较电路输出端共同经或门A34、与非门A35与由三极管G1、G2、电阻R16～R18、二极管D1～D4及电容C1、C2、比较器A37、A38组成的双路RC延时电路连接，RC延时电路的输出端通过与门A39与故障信号锁存电路连接，故障信号锁存电路上设有故障显示电路，故障显示电路的缓冲器A41再与分闸模块的或非门A22输入端连接，同时还与合闸闭锁电路的反相器A23输入端连接，RC延时电路的输入端与分闸、合闸模块的R-S触发器A26输出端连接，故障信号锁存电路、RC延时电路分别连接掉电保护模块。
6.根据权利要求2所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于显示模块为计数器与合闸模块的或门A21输出端连接，计数器输出端依次经三态缓冲电路、译码、驱动电路、限流电阻与数码管连接，在三态缓冲电路的控制端与电阻R27、R28、反相器A42构成的掉电控制电路连接，反相器A42、三态缓冲电路、计数器均连接掉电保护模块。
7.根据权利要求1所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于在投切控制模块上加设有手动分、合闸电路，并分别与分闸模块的反相器A18、合闸模块的反相器A20及其与门A6、A8连接。
8.根据权利要求1、2所述的高压线路无功补偿自动投切装置，其特征在于掉电保护模块为由电阻R32、二极管D7、电容C4及充电电池E构成。
专利摘要本实用新型涉及一种高压线路无功补偿自动投切装置,由分断器,变压器、继电器、电流互感器及投切控制模块组成,变压器输入端、分断器输入端及电流互感器输入端分别直接与高压线路连接,变压器输出端、电流互感器输出端及电磁操作机构经固态继电器S分别与投切控制模块连接,具有线路简单,可户外自动投切;有自保护功能,动作安全可靠、容易维修、保养;具有断相、短路保护,体积小、重量轻且适用范围广的优点。
文档编号H02J3/18GK2272626SQ9622735
公开日1998年1月14日 申请日期1996年3月1日 优先权日1996年3月1日
发明者房德君, 秦萌青, 姜志海 申请人:山东工程学院