电力开关及其内部控制器件备用控制电源系统技术方案

本公开提供一种电力开关及其内部控制器件备用控制电源。备用控制电源包括：电压输入端，提供输入电压；电压输出端，向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压以及直流电压；监测电路，在判断输入电压正常时以及异常时分别输出信号；以及，充放电控制电路，用于转换输入电压为储能电路充电及通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，利用储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压；本公开能够在电力开关控制电源故障时，自动切换到备用控制电源供电，并具有抗干扰、限时供电和放电等，提高了电力开关的可靠性；并特别适用于煤矿井下和地面电力开关的改进，且不需改造或更换元器件和线路。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电力开关
，尤其涉及一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统以及应用该备用控制电源系统的电力开关。
技术介绍
随着煤矿事业的高速发展，现代化矿井建设已成为未来煤矿建设的必然趋势，尤其是煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸的危险场所，煤矿井下供电的安全在矿井生产中有着重要意义。在煤矿井下供电系统中，基于其工作环境的特殊安全需求，对于电力开关本身以及电力开关的控制和保护有着较高的要求。现有技术中的电力开关可以由进线端子、隔离开关、主线路、断路器、失压脱扣器、继电保护装置、测控仪表、电压互感器、整流电路、电流互感器、零序互感器等内部控制器件构成。目前电力开关内部控制器件的供电主要有两种方式，第一种主要是由电力开关外部接入外部电源为电力开关内部控制器件提供控制电源，第二种主要是通过电压互感器将主线路上的电压变压为适合的电压为电力开关内部控制器件提供控制电源。上述第一种控制电源方案中，当电力开关外接的外部电源出现故障时，将无法为电力开关内部控制器件供电，进而造成电力开关不能可靠控制和保护；而且，如果该外部电源同时为多台电力开关的内部控制器件供电，甚至可能会造成变电所整个母线段的电力开关失去控制和保护。上述第二种控制电源方案中，当电力开关主线路出现短路、失压、断相、接地等故障时，相当于电压互感器一次侧发生短路、断相、失压、干扰、接地等故障，进而造成为电力开关内部控制器件提供的电压降低、失压、缺相、失真、失衡等，即无法提供可靠的电源，进而可能使电力开关的控制和保护功能失效或误动，造成越级跳闸等事故，难以保证故障时电力开关控制和保护的可靠性。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统以及应用该备用控制电源系统的电力开关，从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。根据本公开实施例的第一方面，提供一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统，包括：一电压输入端，用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压；一电压输出端，与一电力开关耦接，用于向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压；一储能电路，用于存储电能；一监测电路，用于在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在判断所述输入电压异常时输出一第二信号；以及，一充放电控制电路，与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及储能电路耦接；所述充放电控制电路用于：在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，在接收到所述第二信号时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：一放电电路，与所述充放电控制电路耦接；所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电路对所述储能电路进行放电。本公开的一种示例性实施例中，所述电压输出端还包括：一逆变电路，与所述充放电控制电路耦接，用于将所述充放电控制电路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关内部控制器件；以及，一稳压电路，与所述充放电控制电路耦接，用于稳定所述充放电控制电路提供至电力开关内部控制器件的直流电压。本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：一采样电路，与电压输入端及所述监测电路耦接，用于对所述电压输入端输入电压的参数进行采样并将采样结果提供至所述监测电路；所述监测电路根据所述采样结果判断所述输入电压是正常或异常。本公开的一种示例性实施例中，所述电压输入端还包括：一滤波电路，用于对所述输入电压进行滤波处理。本公开的一种示例性实施例中，所述电压输出端具有一或多个交流电压输出端口以及一或多个直流电压输出端口。本公开的一种示例性实施例中，所述多个交流电压输出端口以及多个直流电压输出端口采用分时方式进行输出。本公开的一种示例性实施例中，所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。本公开的一种示例性实施例中，所述电压输入端与所述电压输出端耦接；所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述电压输出端直接提供至电力开关内部控制器件。本公开的一种示例性实施例中，所述备用控制电源系统还包括：一切换开关，设于所述电压输入端和电压输出端之间并与所述监测电路耦接；所述切换开关在接收到所述第一信号时导通以及在接收到所述第二信号时断开；所述充放电控制电路在接收到所述第一信号时通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供直流电压；以及，所述电压输入端的交流输入电压通过所述切换开关及电压输出端提供至电力开关内部控制器件。根据本公开实施例的第二方面，提供一种电力开关，具有内部控制器件，包括上述任意一种备用控制电源系统，以为所述内部控制器件提供直流电压以及交流电压。本公开的一种示例性实施例中，所述内部控制器件包括与所述备用控制电源系统耦接的断路器、失压脱扣器以及控制和保护装置。本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关还包括：一电压互感器，设于所述电力开关的主线路并与所述电压输入端耦接，用于将所述主线路上的电压变压为适合的电压作为所述输入电压。本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关还包括：一外部电源，与所述电压输入端耦接，用于向所述电压输入端提供所述输入电压。本公开的一种示例性实施例中，所述电力开关为井下电力开关或者为地面电力开关。本公开示例性实施例通过上述电力开关内部控制器件备用控制电源系统及电力开关，能够在电力开关控制电源故障，如发生短路、失压、接地、断相等主线路故障导致控制电源供电异常或者外部电源供电异常时，自动切换到备用控制电源系统供电，为电力开关提供可靠的控制电源，避免了电力开关在外部电源或主线路故障时，失去可靠的控制电源，导致电力开关控制保护失效和误动发生电力事故，提高了电力开关的可靠性。同时，本公开示例性实施例中能够滤除和吸收备用控制电源系统中的谐波，提高了电力开关的抗干扰性。此外，本公开示例性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统，其特征在于，包括：一电压输入端，用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压；一电压输出端，与一电力开关耦接，用于向电力开关中部分内部控制器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压；一储能电路，用于存储电能；一监测电路，用于在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在判断所述输入电压异常时输出一第二信号；以及，一充放电控制电路，与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及储能电路耦接；所述充放电控制电路用于：在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，在接收到所述第二信号时利用所述储能电路中存储的电能通过电压输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。

【技术特征摘要】
1.一种电力开关内部控制器件备用控制电源系统，其特征在于，包括：
一电压输入端，用于向所述备用控制电源系统提供一输入电压；
一电压输出端，与一电力开关耦接，用于向电力开关中部分内部控制
器件提供交流电压，以及，向电力开关中部分内部控制器件提供直流电压；
一储能电路，用于存储电能；
一监测电路，用于在判断所述输入电压正常时输出一第一信号以及在
判断所述输入电压异常时输出一第二信号；以及，
一充放电控制电路，与所述电压输入端、电压输出端、监测电路以及
储能电路耦接；所述充放电控制电路用于：
在接收到所述第一信号时转换所述输入电压为所述储能电路充电及
通过所述电压输出端向电力开关内部控制器件提供电压；以及，
在接收到所述第二信号时利用所述储能电路中存储的电能通过电压
输出端向电力开关内部控制器件提供交流电压及直流电压。
2.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述备用
控制电源系统还包括：
一放电电路，与所述充放电控制电路耦接；
所述充放电控制电路还用于在接收到一第三信号时控制所述放电电
路对所述储能电路进行放电。
3.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压
输出端还包括：
一逆变电路，与所述充放电控制电路耦接，用于将所述充放电控制电
路输出的电压逆变为交流电压后提供至电力开关内部控制器件；以及，
一稳压电路，与所述充放电控制电路耦接，用于稳定所述充放电控制
电路提供至电力开关内部控制器件的直流电压。
4.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述备用
控制电源系统还包括：
一采样电路，与电压输入端及所述监测电路耦接，用于对所述电压输
入端输入电压的参数进行采样并将采样结果提供至所述监测电路；
所述监测电路根据所述采样结果判断所述输入电压是正常或异常。
5.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压
输入端还包括：
一滤波电路，用于对所述输入电压进行滤波处理。
6.根据权利要求1所述的备用控制电源系统，其特征在于，所述电压
输出端具有一或多个交流电压输出端口以及一或多个直流电压输出端口。
7.根据权利要求6所述的备用控制电源系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴登庆，
申请(专利权)人：北京广大泰祥自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11