高压断路器电机驱动操动机构的供电系统以及高压断路器的制作方法

本发明涉及高压断路器电机驱动操动机构的供电系统以及高压断路器。

背景技术：

由于传统的高压断路器操动机构故障率高、稳定性差、机械结构复杂，为电力系统的安全运行带来很大的安全隐患。近年来提出了利用电动机驱动高压断路器的新型操动机构，可以解决上述问题。

申请号为201210348752.8的中国发明专利公开了一种高压断路器机器操动机构；申请号为201310297673.3的中国发明公开了一种断路器及其操动机构；申请号为201410662196.0的中国发明专利公开了一种高压开关操动机构及使用该机构的高压开关。这些相关专利只从结构上描述了该种高压开关，即高压断路器的形式，未进行供电系统方面的阐述。

如图1所示，为我们目前研制的高压断路器的电机驱动操动机构的结构示意图，包括控制器107、驱动器108和驱动电机109，控制器107通过设定算法和高压断路器的实际位置检测，为驱动器108提供必要的控制和位置信号。驱动电机109利用驱动电机的电能和控制信号，以旋转直驱的方式输送给高压断路器110，从而完成高压断路器110的分合闸操作。电机直接驱动的高压开关及其操动机构是目前一种满足智能化要求，减少传统操动机构故障的新型产品。但是，目前并没有适用于该操动机构的供电系统。由于这种高压开关采用电机直驱的方式进行分合闸操作，所以，稳定可靠的供电系统是保证这种高压开关正常运行的关键。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压断路器电机驱动操动机构的供电系统以及高压断路器。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种高压断路器电机驱动操动机构的供电系统，包括变压装置、第一整流装置、第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置，所述变压装置的输入端用于连接三相交流电，所述变压装置用于对所述三相交流电进行电压变换，生成处理后的三相交流电以及处理后的单相交流电，所述第一整流装置的交流侧连接变压装置的三相交流输出，第一整流装置的直流端输出连接一个储能装置，所述储能装置用于为驱动电机提供驱动电能；所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置的交流侧均连接所述变压装置的单相交流输出，所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置用于输出不同电压的直流电，所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置用于为控制器提供工作电能，所述第四整流装置同时用于为驱动器提供工作电能。

所述第二整流装置输出±9V直流电，第三整流装置输出±24V直流电，所述第四整流装置输出±220V直流电。

一种高压断路器，包括电机驱动操动机构，以及电机驱动操动机构的供电系统，所述供电系统包括变压装置、第一整流装置、第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置，所述变压装置的输入端用于连接三相交流电，所述变压装置用于对所述三相交流电进行电压变换，生成处理后的三相交流电以及处理后的单相交流电，所述第一整流装置的交流侧连接变压装置的三相交流输出，第一整流装置的直流端输出连接一个储能装置，所述储能装置用于为驱动电机提供驱动电能；所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置的交流侧均连接所述变压装置的单相交流输出，所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置用于输出不同电压的直流电，所述第二整流装置、第三整流装置和第四整流装置用于为控制器提供工作电能，所述第四整流装置同时用于为驱动器提供工作电能。

所述第二整流装置输出±9V直流电，第三整流装置输出±24V直流电，所述第四整流装置输出±220V直流电。

由于高压开关是利用电机驱动操动机构来执行分合闸动作的，因此本发明提出了一种适合于该种高压开关稳定可靠运行的供电系统。本发明提供的供电系统中，通过变压装置将三相交流电进行电压变换，然后输出两路，一路为三相电，另一路为单相电，其中，三相电经过整流之后生成驱动电机工作的动力电能，单相电经过不同电压的整流装置整流之后生成控制器和驱动器的工作电能，所以该供电系统将驱动电机的动力能量与控制器和驱动器的工作电能进行了隔离，避免了两种能量的混合和干扰。

该供电系统不但能够为驱动电机提供必需的驱动电能，保证驱动电机的可靠运行，并且，该供电系统能够为控制器和驱动器提供所需电能，尤其是控制器，为控制器提供不同电压的工作电能，保证控制器的可靠工作，在控制器可靠工作的情况下，才能够输出相应的控制信号来控制驱动电机的准确动作。所以，该供电系统专用于电机直接驱动的高压开关，保证了这种高压开关稳定运行。另外，高压开关在执行分合闸指令动作时，需要几千焦耳以上的能量，该供电系统能够提供这些能量，所以该供电系统是保障高压开关及时有效动作的根本，同时也是保障电网安全的核心所在。

附图说明

图1是电机驱动操动机构的原理示意图；

图2是供电系统与电机驱动操动机构之间的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供的高压断路器为电机驱动操动的断路器，该断路器中设置有电机驱动操动机构，如图1所示，以及为电机驱动操动机构供电的供电系统。为了便于说明，本实施方式中，高压断路器以126kV六氟化硫断路器为例。

如图2所示，该供电系统包括变压装置101、整流装置102、储能装置103、整流装置104、整流装置105和整流装置106，变压装置101的输入端连接三相380V交流电，变压装置101对三相380V交流电进行变压处理，将三相380V交流电进行变压处理，生成需要的三相交流电U、V、W，称之为处理后的三相交流电，以及单相220V交流电X、Y，称之为处理后的单相交流电。其中，三相交流电U、V、W的电压等级是可以根据实际需要进行具体设置的。相应地，该变压装置101具有两个输出，第一输出为三相交流输出，用于输出上述处理后的三相交流电U、V、W，第二输出为单相交流输出，用于输出上述220V交流电X、Y。在本实施例中，给出一种变换方式，三相380V交流电通过常规的变压器即可实现输出需要的三相交流电U、V、W，并且，从三相交流电U、V、W中的任意一相引出一条交流线路，再加上一条零线即可构成单相交流电。

变压装置101的三相交流输出连接整流装置102的交流侧，整流装置102的直流端输出连接储能装置103，整流装置102用于将三相交流电U、V、W进行整流成相应的直流电，该直流电存储到储能装置103中，储能装置103供电连接驱动器108，储能装置103中存储的电能用于为驱动电机109提供驱动电能。也就是说，U、V、W三路电压源进入整流装置102，通过整流后接入储能装置103，储能装置103进行能量储存后，为驱动器108提供系统所需的电能，驱动器108将该能量经过控制算法变化后提供给执行单元，执行单元的驱动电机109利用这部分能量提供给高压断路器110，实现驱动电机109的动力能量供给。

变压装置101的单相交流输出分别连接整流装置104、整流装置105和整流装置106的交流侧，其中，整流装置104用于对单相交流电X、Y进行整流，输出±9V直流电；整流装置105用于对单相交流电X、Y进行整流，输出±24V直流电；和整流装置106用于对单相交流电X、Y进行整流，输出±220V直流电。

由于在高压断路器中，控制器107较为复杂，所以，其工作电压由于内部器件的不同而不同，在本实施例中，如图2所示，整流装置104、整流装置105和整流装置106输出的电能用于同时为控制器107提供工作电能，供电连接控制器107中的对应的部分，为内部器件提供需要的工作电压；另外，整流装置106同时为驱动器108提供工作电能。即两路电压源X、Y经过三种不同整流装置104、105、106进入控制器107，为控制器107提供工作电能。控制器107通过设定算法和高压断路器的实际位置检测，为驱动器108提供必要的控制和位置信号。驱动电机109利用供电系统提供的能量和控制信号，以旋转直驱的方式输送给高压断路器110，从而完成高压断路器110的分合闸操作。

驱动电机109根据动力电能和控制信号，以旋转直驱的方式输送给高压断路器110，从而完成高压断路器110的分合闸操作。

上述实施例中，整流装置104、整流装置105和整流装置106分别输出具体电压值的直流电，这只是一种具体的实施方式，作为其他的实施方式，这三个整流装置具体输出的电压值是根据控制器和驱动器的具体需要决定的，在控制器和驱动器的工作电压是其他电压值的情况下，这三个整流装置对应输出相应的电压，以满足控制器和驱动器的需要。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。