一種改進型模擬斷路器設計及應用分析

孫朋

摘要：模擬斷路器主要用于電力系統斷電保護裝置或成套繼電保護屏的整組試驗，可真實地模擬斷路器的跳合閘時間。在整組試驗時模擬高壓斷路器的跳閘及合閘，以避免由于重復的整組試驗造成斷路器反復分合帶來的不良影響。尤其適用于新建變電站，真實地模擬斷路器的開關動作特性。本文分析了一種改進型模擬斷路器設計及應用，以供同仁參考。

關鍵詞：電力系統;繼電保護;模擬斷路器;設計

1概述

斷路器相當于一個兩位開關。其合閘延時和跳閘延時可由微處理器控制，跳閘線圈和合閘線圈也可通過大容量電阻模擬。模擬斷路器板應滿足以下要求：一是模擬斷路器板與測試儀主控CPU板通信，實現數據交換。二是模擬斷路器應同時滿足220V和110V操作回路的整機試驗要求。

2設計方案

其模擬斷路器主要由四部分組成：控制系統、電源模塊、多級斷路系統、信號電路模塊和設備箱。各模塊分別設計，已設計出最佳方案。

2.1控制系統

控制系統20，控制系統20開設于斷路器本體10的內部，其控制系統20包括有警示模塊13、供電模塊17、集成芯片21、PCB控制板22、中央處理器23、多級斷路系統24、繼電器25，通過控制系統20同一調配斷路器本體10內部的各項結構的功能。

其中，集成芯片21為IC類控制芯片，警示模塊13包括有顯示燈與蜂鳴器，顯示燈提供對斷路開關的顯示，蜂鳴器則提供報警結構，集成芯片21與中央處理器23均通過在引腳處鍍錫的方式與PCB控制板22電性連接，其具體結構如下圖1所示。

2.2電源模塊

為了更穩定的輸出電壓，對電力設備進行評估和分析，設計采取三種電源形式，穩定輸出電壓。鑒于此，主電源、副電源、應急電源均通過開設的充電接口進行充電，供電模塊還包括有與斷路器本體通過供電線直接連接的供電接口。其具體結構如下圖2所示。

2.3多級斷路系統

使用時，通過多級斷路系統24的一級斷路模塊242、二級斷路模塊243與三級斷路模塊244以及其相匹配的分閘信號輸入口11、合閘信號輸入口12、分位輸出口14與合位輸出口15進行模擬開關的閉合和連接，反復多次的模擬，測試電力系統對于斷路保護的實際效果，并且過程中可通過獨立設置的電源進行供電，主電源171與副電源172提供主要的供電結構，當負載過重導致電源出現損壞或者短時間內無法進行使用時，可通過應急電源173進行使用，應急電源173僅可進行多級斷路系統24中某一單級斷路模塊的使用，無法進行多個斷路模塊同時使用，容易出現負載過高的情況發生。

3應用效果

通過開設的供電模塊，能夠在進行使用時，提供獨立的供電電源，并且內部設置三重電源，主電源使用時如遇上負載過大或者電源消耗過快時，可對主電源與副電源進行同時使用，以滿足使用需求，并且在主電源與副電源無法使用或者損壞時，可通過應急電源進行輔助使用，此外還保留了傳統的供電接口，能夠通過供電接口直接接入外部電源進行通電，能夠滿足較多情況下的使用，具備較強的使用效果。

通過開設的多級斷路系統，能夠在進行使用時，提供多個層級的斷路模擬模塊，不僅能夠進行多個斷路模塊同時應用，而且可將外部設備連接，針對各類結構進行同時使用，能夠更加方便地測出電力系統的斷路保護效果，使用范圍較廣，具備較強的實用效果。

4結語

綜上可知，改進后的模擬斷路器，集成多功能接口，裝置簡易，可以確保信號的準確性和靈敏度;同時，他不僅有效地縮短了FTU相關工作的總體時間，而且減少了人員數量，提高工作效率，對保護裝置和試驗自動化主站的驗證起到了積極的作用，為電力自動化設備的運行維護建設奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

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