双重保护的重合闸强制联锁机构及其操作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种变电站控制设备，具体涉及一种双重保护的重合闸强制联锁机构及其操作方法。
【背景技术】
[0002]1kV电网普遍使用的XGN开关柜，即箱式固定式户内交流金属封闭开关设备，其线路侧带电，无带电显示器及机械闭锁强制装置。线路侧带电不确定性，线路及开关柜设备检修事故处理时，线路侧带电接地刀闸仍能合上，操作及检修过程中，对人身及设备存在安全隐患，必须进行XGN开关柜带电显示器强制联锁改造，从技术上消除事故隐患。另外，电力设施的运行安全要求:1、断路器的遮断容量小于母线短路容量时，重合闸退出运行；2、断路器故障跳闸次数超过规定，应将重合闸退出运行；3、线路有带电作业，应将重合闸退出运行。《山东地县电力系统调度控制管理规程》要求:当开关允许遮断故障次数少于两次时，值班监控员、厂站值班员应向管辖调度提出要求，停用该开关的重合闸。这就意味着:是否执行重合闸，第一要看线路侧故障是否排除，第二还要看断路器故障跳闸次数是否在安全次数之内。但现有的电力开关控制柜均未设置断路器跳闸次数和寿命监测装置，只能采用人工记录的方法统计跳闸次数，做出是否符合合闸条件的指令。工作量大，容易产生人为失误。本人的另一中国专利《开关柜带电显示器强制联锁机构》，专利号:2015201869211。其通过安装在接地刀闸操作把手上的电磁锁实现了电磁锁闭锁线路侧地刀功能，消除安全隐患，保证人身隔离，从技术上消除事故因素。但由于缺少断路器跳闸次数和寿命监测装置，仍然无法摆脱人工监测断路器跳闸次数的困境。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种带有断路器寿命监测和保证人身隔离功能的双重保护的重合闸强制联锁机构及其操作方法。
[0004]为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案如下:
本发明所述双重保护的重合闸强制联锁机构包括控制柜体、设置在控制柜体前面的操作面板、安装在控制柜体内的隔离开关和断路器，操作面板上设置有接地刀闸操作把手，在控制柜线路侧安装有电压传感器，所述电压传感器的输出端并联电压显示器和电磁锁，所述电压显示器和电磁锁固定安装在操作面板上、位于接地刀闸操作把手的一侧，所述电磁锁包括壳体、固定安装在壳体内的电磁线圈、插装在电磁线圈内芯中的驱动轴，所述驱动轴的两端分别固定安装有动衔铁和弹簧座，所述弹簧座与壳体的内壁之间设置有回位弹簧，所述驱动轴的前端与设置在接地刀闸操作把手侧壁上的锁孔相匹配，所述接地刀闸操作把手上设置有监测其位置状态的位置传感器，所述电磁锁中的电磁线圈6通过第一继电器的受控端连接到工作电源，第一继电器的控制端连接在电压传感器的输出端，所述第一继电器的受控端并联有第二继电器的受控端，所述第二继电器的控制端连接到跳闸计数电路的输出端，位置传感器的输出端连接到跳闸计数电路的输入端；；所述跳闸计数电路包括用于计量刀闸操作把手处于合闸成功位置的次数的计数模块、用于存储合闸次数上限值并将该上限值与输入端的数值比对的设置与存储模块、用于人工输入数据和数据清零的人机交互模块，所述位置传感器的输出端连接到计数模块的输入端，计数模块的输出端连接设置与存储模块的输入端，设置与存储模块的输出端连接到第一继电器的控制端，所述人机交互模块带有连接到计数模块的清零信号端、连接到设置与存储模块的合闸次数上限值输入端。
[0005]上述双重保护的重合闸强制联锁机构的操作方法，包括如下步骤:
A)设备改造，在控制柜线路侧安装电压传感器；在控制断路器的接地刀闸操作把手上安装检测其位置状态的位置传感器和用于锁闭接地刀闸操作把手的电磁锁；利用人机交互模块将计数模块清零同时向设置与存储模块输入合闸次数上限值，然后依次执行如下步骤；
B)读取位置传感器输出的信号，如该信号表示接地刀闸操作把手从分闸状态转变为合闸状态，则计数模块的数值增大一位；如该信号表示接地刀闸操作把手为持续合闸状态，计数模块保持不变；如该信号表示接地刀闸操作把手为持续分闸状态，则转入如下步骤；
D)通过电压传感器判断线路侧是否带电，同时读取计数模块的数值并将之与设置与存储模块中存储的合闸次数上限值比对，只有当线路侧不带电、计数模块中的数值小于合闸次数上限值这两个条件同时具备时，电磁锁释放接地刀闸操作把手，使其可以操作合闸；否则电磁锁将接地刀闸操作把手锁闭，使其不能合闸，直到更换新的断路器以后通过人机交互模块将计数模块的数值清理或者向设置与存储模块输入新的合闸次数上限值，然后回到步骤B。
[0006]采用上述技术方案后，该强制联锁机构实现线路侧带电信息提示，并同时监测断路器的合闸次数，在线路侧带电以及断路器的安全合闸次数用完的时候采用电磁锁强制闭锁线路侧地刀功能，彻底消除安全隐患，保证人身隔离，满足断路器安全工作要求。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一个实施例的电路原理图。
[0008]图2是电磁锁的结构原理图。
[0009]图3是跳闸计数电路的原理框图。
【具体实施方式】
[0010]如图1、图2所示，本发明所述双重保护的重合闸强制联锁机构，包括控制柜体、设置在控制柜体前面的操作面板1、安装在控制柜体内的隔离开关和断路器，操作面板I上设置有接地刀闸操作把手2，在控制柜线路侧a、b、c安装有电压传感器3，所述电压传感器3可以采用电压互感器，也可以采用其他形式的降压变压器。所述电压传感器3的输出端并联电压显示器4和电磁锁，电压传感器3的一次线圈接至线路侧，二次线圈接至电压显示器4和电磁锁，电压显示器4采用指示灯或者LED显示屏指示线路侧带电状态，线路侧带电的时候，电压显示器4指示灯点亮，同时为电磁锁提供驱动电源。所述电压显示器4和电磁锁固定安装在操作面板I上、位于接地刀闸操作把手2的一侧，所述电磁锁包括壳体5、固定安装在壳体5内的电磁线圈6、插装在电磁线圈6内芯中的驱动轴7，所述驱动轴7的两端分别固定安装有动衔铁71和弹簧座72，所述弹簧座72与壳体5的内壁之间设置有回位弹簧，所述驱动轴7的前端与设置在接地刀闸操作把手2侧壁上的锁孔相匹配。电磁线圈6得电的时候产生磁场，推动动衔铁71和驱动轴7移动，将驱动轴7插入接地刀闸操作把手2侧壁的锁孔22中，将接地刀闸操作把手2锁闭，使其不能合闸。反之，当电磁线圈6失电的时候，在回位弹簧的作用下，驱动轴7退出锁孔22，接地刀闸操作把手2可以自由实现合闸操作。
[0011]所述接地刀闸操作把手2上设置有监测其位置状态的位置传感器21，该位置传感器21可以采用微动开关、行程开关、滑动变阻器等装置表达不同的位置关系。所述电磁锁中的电磁线圈6通过第一继电器9的受控端连接到工作电源，第一继电器9的控制端连接在电压传感器3的输出端，电压传感器3的输出端带电的情况下，第一继电器9闭合，接通电磁线圈6的电源，使电磁锁动作。所述第一继电器9的受控端并联有第二继电器