一种基于无线通信的多功能模拟断路器及其控制方法与流程

本发明涉及继电保护，具体涉及一种基于无线通信的多功能模拟断路器。

背景技术：

1、目前，国家电网各继电保护实训室使用的模拟断路器都采用电缆点对点与保护装置相连，已达到控制模拟断路器的目的。这种方式只能实现一对一的单台保护装置与模拟断路器的控制，不仅断路器利用率低，而且对于实训室扩建建设带来不便，不利于实训室长远规划。此外，传统的控制方法，需要将每个保护装置的正负直流电源和跳合闸指令用电缆引至模拟断路器屏柜，这样不仅耗费大量电缆，同时还经常出现电缆绝缘降低导致短路的现象，从而影响设备运行的可靠性和安全性。同时，传统的模拟断路器只能简单的实现分合闸功能，没有真正的模拟现场实际断路器的功能，譬如防跳功能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于无线通信的多功能模拟断路器，该模拟断路器功能丰富，兼容性和可靠性高。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于无线通信的多功能模拟断路器，包括无线模拟断路器和无线从机，所述无线模拟断路器上设有dl分位发从机节点、dl合位发从机节点、hq收从机合闸节点和tq收从机跳闸节点；所述无线从机上设有dl分位收断路器节点、dl合位收断路器节点、hq发断路器合闸节点、tq发断路器跳闸节点、合闸继电器hq和分闸继电器tq，所述dl分位收断路器节点、合闸继电器hq连接于保护装置的合闸回路，所述dl合位收断路器节点、分闸继电器tq连接于保护装置的跳闸回路；所述无线模拟断路器与无线从机之间进行无线通信，以使dl分位发从机节点与dl分位收断路器节点、dl合位发从机节点与dl合位收断路器节点、hq收从机合闸节点与hq发断路器合闸节点、tq收从机跳闸节点与tq发断路器跳闸节点之间的开闭状态同步。

3、进一步地，所述无线模拟断路器包括防跳继电器k0、分合闸保持继电器ka、位置继电器dl和分、合位指示灯，+110v直流电正极分别经就地合闸按钮和hq收从机合闸节点连接合闸回路，合闸回路分两路，一路经防跳继电器k0的常闭节点、位置继电器dl的第一常闭节点连接分合闸保持继电器ka线圈，另一路连接防跳继电器k0的常开节点与位置继电器dl的第一常开节点的并联电路后连接防跳继电器k0线圈；+110v直流电正极分别经就地分闸按钮和tq收从机跳闸节点连接分闸回路，分闸回路经位置继电器dl的第二常开节点连接分合闸保持继电器ka线圈；分合闸保持继电器ka线圈、防跳继电器k0线圈均连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经分合闸保持继电器ka的常开节点、位置继电器dl线圈连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经位置继电器dl的第三常开节点、合位指示灯连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经位置继电器dl的第二常闭节点、分位指示灯连接-110v直流电负极。

4、进一步地，所述分合闸保持继电器ka的状态有动作和复位两种，动作时表示断路器合闸，复位时表示断路器分闸。

5、本发明还提供了上述基于无线通信的多功能模拟断路器的控制方法，当模拟断路器处在分位状态时，无线模拟断路器的dl分位发从机节点闭合、dl合位发从机节点断开，同时将相应的开闭信号发送给无线从机，无线从机的dl分位收断路器节点闭合、dl合位收断路器节点断开；当保护装置发出合闸命令时，合闸继电器hq得电动作，其对应的hq发断路器合闸节点闭合，同时将相应的开闭信号发送给无线模拟断路器，无线模拟断路器的hq收从机合闸节点闭合，完成保护装置合闸命令；

6、当模拟断路器处在合位状态时，无线模拟断路器的dl合位发从机节点闭合、dl分位发从机节点断开，同时将相应的开闭信号发送给无线从机，无线从机的dl合位收断路器节点闭合、dl分位收断路器节点断开；当保护装置发出跳闸命令时，分闸继电器tq得电动作，其对应的tq发断路器跳闸节点闭合，同时将相应的开闭信号发送给无线模拟断路器，无线模拟断路器的tq收从机跳闸节点闭合，完成保护装置跳闸命令。

7、进一步地，当模拟断路器处在分位状态时，分合闸保持继电器ka处于复位状态，位置继电器dl不得电，其常闭节点导通，常开节点断开，分位指示灯点亮，合位指示灯熄灭；此时，模拟断路器具备合闸条件；当保护装置发出合闸命令或者就地合闸按钮被按下时，合闸回路被通上+110v直流电，此时合闸回路中的分合闸保持继电器ka得电动作，并保持在动作状态，其常开节点闭合，常闭节点断开；随后，位置继电器dl动作，其常开节点闭合，常闭节点断开，合位指示灯点亮，分位指示灯熄灭；此时，合闸回路也随位置继电器dl的常闭节点断开而断开，最终完成模拟断路器的合闸过程；

8、当模拟断路器处在合位状态时，分合闸保持继电器ka处于动作状态，位置继电器dl得电，其常开节点导通，常闭节点断开，合位指示灯点亮，分位指示灯熄灭；此时，模拟断路器具备分闸条件；当保护装置发出跳闸命令或者就地分闸按钮被按下时，分闸回路被通上+110v直流电，此时分闸回路中的分合闸保持继电器ka得电复归，并保持在复归状态，其常闭节点闭合，常开节点断开；随后，位置继电器dl复归，其常闭节点闭合，常开节点断开，分位指示灯点亮，合位指示灯熄灭；此时，分闸回路也随位置继电器dl的常开节点断开而断开，最终完成模拟断路器的分闸过程。

9、进一步地，当模拟断路器处在合位状态，且保护装置合闸节点或者就地合闸按钮因异常黏连时，合闸回路将一直有+110v直流电，此时防跳回路通电，防跳继电器k0动作，其常闭节点断开，常开节点导通；防跳回路因自身的常开节点导通而自保持，合闸回路也因k0常闭节点断开而断开；当保护装置或者就地分闸按钮此时发出分闸命令，分合闸保持继电器ka得电复归，位置继电器dl也随之复归，模拟断路器处于分位状态；虽然合闸回路一直有+110v直流电，但是由于防跳回路一直处在保持得电状态，因此合闸回路中的k0常闭节点处于断开状态；

10、当模拟断路器处在分位状态，且保护装置分闸节点或者就地分闸按钮因异常黏连时，分闸回路将一直有+110v直流电；此时当合闸回路收到合闸命令得电，模拟断路器立即合闸，但由于分闸回路一直有+110v直流电，因此模拟断路器立即由合位变成分位；如果此时的合闸回路也因异常一直收到合闸命令得电，则防跳回路将在模拟断路器合闸时得电导通起到防跳的作用，让模拟断路器最终处在分位状态。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种基于无线通信的多功能模拟断路器，该模拟断路器通过无线通信技术实现了保护装置与模拟断路器之间的无线控制，解决了传统模拟断路器电缆消耗量大和因电缆绝缘降低导致短路的问题。通过采用可拆卸无线从机，可以实现不同保护装置对同一模拟断路器的跳合闸控制，解决了传统模拟断路器只能一对一控制的问题，大大减少实训室模拟断路器的投资数量，同时也提高了对于后期扩建保护装置兼容性，有利于实训室的长远规划。该发明能够完全实现现场断路器功能，包括正常分合闸和防跳功能，有效地保证了断路器运行的可靠性和安全性。

技术特征：

1.一种基于无线通信的多功能模拟断路器，其特征在于，包括无线模拟断路器和无线从机，所述无线模拟断路器上设有dl分位发从机节点、dl合位发从机节点、hq收从机合闸节点和tq收从机跳闸节点；所述无线从机上设有dl分位收断路器节点、dl合位收断路器节点、hq发断路器合闸节点、tq发断路器跳闸节点、合闸继电器hq和分闸继电器tq，所述dl分位收断路器节点、合闸继电器hq连接于保护装置的合闸回路，所述dl合位收断路器节点、分闸继电器tq连接于保护装置的跳闸回路；所述无线模拟断路器与无线从机之间进行无线通信，以使dl分位发从机节点与dl分位收断路器节点、dl合位发从机节点与dl合位收断路器节点、hq收从机合闸节点与hq发断路器合闸节点、tq收从机跳闸节点与tq发断路器跳闸节点之间的开闭状态同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多功能模拟断路器，其特征在于，所述无线模拟断路器包括防跳继电器k0、分合闸保持继电器ka、位置继电器dl和分、合位指示灯，+110v直流电正极分别经就地合闸按钮和hq收从机合闸节点连接合闸回路，合闸回路分两路，一路经防跳继电器k0的常闭节点、位置继电器dl的第一常闭节点连接分合闸保持继电器ka线圈，另一路连接防跳继电器k0的常开节点与位置继电器dl的第一常开节点的并联电路后连接防跳继电器k0线圈；+110v直流电正极分别经就地分闸按钮和tq收从机跳闸节点连接分闸回路，分闸回路经位置继电器dl的第二常开节点连接分合闸保持继电器ka线圈；分合闸保持继电器ka线圈、防跳继电器k0线圈均连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经分合闸保持继电器ka的常开节点、位置继电器dl线圈连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经位置继电器dl的第三常开节点、合位指示灯连接-110v直流电负极；+110v直流电正极经位置继电器dl的第二常闭节点、分位指示灯连接-110v直流电负极。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的多功能模拟断路器，其特征在于，所述分合闸保持继电器ka的状态有动作和复位两种，动作时表示断路器合闸，复位时表示断路器分闸。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的多功能模拟断路器的控制方法，其特征在于，当模拟断路器处在分位状态时，无线模拟断路器的dl分位发从机节点闭合、dl合位发从机节点断开，同时将相应的开闭信号发送给无线从机，无线从机的dl分位收断路器节点闭合、dl合位收断路器节点断开；当保护装置发出合闸命令时，合闸继电器hq得电动作，其对应的hq发断路器合闸节点闭合，同时将相应的开闭信号发送给无线模拟断路器，无线模拟断路器的hq收从机合闸节点闭合，完成保护装置合闸命令；

5.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的多功能模拟断路器的控制方法，其特征在于，当模拟断路器处在分位状态时，分合闸保持继电器ka处于复位状态，位置继电器dl不得电，其常闭节点导通，常开节点断开，分位指示灯点亮，合位指示灯熄灭；此时，模拟断路器具备合闸条件；当保护装置发出合闸命令或者就地合闸按钮被按下时，合闸回路被通上+110v直流电，此时合闸回路中的分合闸保持继电器ka得电动作，并保持在动作状态，其常开节点闭合，常闭节点断开；随后，位置继电器dl动作，其常开节点闭合，常闭节点断开，合位指示灯点亮，分位指示灯熄灭；此时，合闸回路也随位置继电器dl的常闭节点断开而断开，最终完成模拟断路器的合闸过程；

6.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的多功能模拟断路器的控制方法，其特征在于，当模拟断路器处在合位状态，且保护装置合闸节点或者就地合闸按钮因异常黏连时，合闸回路将一直有+110v直流电，此时防跳回路通电，防跳继电器k0动作，其常闭节点断开，常开节点导通；防跳回路因自身的常开节点导通而自保持，合闸回路也因k0常闭节点断开而断开；当保护装置或者就地分闸按钮此时发出分闸命令，分合闸保持继电器ka得电复归，位置继电器dl也随之复归，模拟断路器处于分位状态；虽然合闸回路一直有+110v直流电，但是由于防跳回路一直处在保持得电状态，因此合闸回路中的k0常闭节点处于断开状态；

技术总结本发明涉及一种基于无线通信的多功能模拟断路器，该模拟断路器通过无线通信技术实现了保护装置与模拟断路器之间的无线控制，解决了传统模拟断路器电缆消耗量大和因电缆绝缘降低导致短路的问题。通过采用可拆卸无线从机，可以实现不同保护装置对同一模拟断路器的跳合闸控制，解决了传统模拟断路器只能一对一控制的问题，大大减少实训室模拟断路器的投资数量，同时也提高了对于后期扩建保护装置兼容性，有利于实训室的长远规划。该发明还能完全实现现场断路器功能，包括正常分合闸和防跳功能，有效地保证了断路器运行的可靠性和安全性。技术研发人员：胡龙,王新梅,林力辉,朱贺,陈达壮,王晓洋,马朋波,曾勇,周晓康,钟宇,陈领受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2