高压断路器断电跳脱装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压断路器断电跳脱装置，其整合电力回路的电源输入电能、电压侦测装置、电流侦测装置、以及外接支持单元的电能输入，借由微控制器顺序控制单元及内部电路的信号处理，除了可确保断路器跳脱回路的动作，使断路器断电跳脱，改善以往的缺点。同时微控制器顺序控制单元，可依侦测的信号进行处理，将电力回路的状态、故障警示及跳脱回路的工作状态，以可视化显示接口显示，便于检视及维护，提升用电系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
高压断路器断电跳脱装置
本专利技术涉及断电跳脱装置，尤其涉及一种高压断路器断电跳脱装置。
技术介绍
在现有配电系统上，断电跳脱回路的装置，都是在各种不同控制电源的状况下，分别去配置。以致一个配电盘的控制回路皆不相同，并且非常繁杂而难以检修，并在断电跳脱回路上，常因为其跳脱回路的供做电能失能，而造成事故的发生，如此现象到目前并没有获得一个有效的改善。输电或配电系统中，高压断路器盘﹙又称配电柜﹚是非常重要的设备并受到重视，按屋内装置规则的认证要求，凡是高压设施，从箱体、高压变压器、断路器、比压器、比流器、避雷器、高压熔丝等，都必须通过验证。按理而言高压系统应非常可靠且安全信赖度高，但实务上高压受电用户出故障的状况时有所闻。探讨其中发现有许多的案例，症结是高压系统中提供跳脱回路的工作电源失能，而造成事故！蓦然发现，高压系统中，提供系统能安全隔离事故的跳脱回路工作电源组件，确已成为安全上的死角。当该组件故障时，系统因缺电能无法作动去隔离高压事故，后果相当严重，甚至造成赔偿问题。高压断路器盘，有三种动作，一为通电闭合（ON）、一为断电启断（OFF）、一为故障时跳脱（Trip）隔离事故，一般驱动断路器跳脱的指令来自于保护继电器，而保护继电器的信息来源，一般来自比流器CT，检视是否有过载或短路的事故，而比压器PT检视是否有过电压或低电压的状况，零相比流器ZCT检视是否有接地状况、或温度过高、频率问题等，该感测装置提供保护继电器作动导通并进而使断路器断开断路器的隔离事故。目前高压配电系统中，许多的事故发生时无法有效隔离事故点令断路器跳脱，其中有许多的原因是因为系统中跳脱回路工作电源失能。目前世界上在高压配电系统上，其使用的跳脱回路工作电源，一般分为直流工作电源与交流工作电源，直流工作电源一般又以电池组为代表、交流工作电源一般以电容跳脱装置为主。而目前高压断路器的跳脱方式一般分为两种，一种为电动式，使用内部动作线圈；一种为机械式跳脱。高压配电系统事故案例列举如下：案例一、中国台湾电力公司在台中新天轮电厂爆炸案；案例二、中国台湾观音工业区某半导体公司，高压盘中的保护继电器专用CTD故障，导致台电变电站跳电；案例三、中国台湾新竹工业区某化工厂，CTD故障造成69KV主变电站跳电，造成损失；案例四、中国台湾芳苑工业区某化纤厂CTD故障造成69KV变电站跳电，半成品全毁；案例五、印度尼西亚某工厂保护继电器用CTD，容量不足造成二次事故；案例六、中国台湾科学园区电子厂扩建UPS故障；案例七、中国台湾花莲某医院，高压盘的CTD被误触而故障；案例八、日本福岛核灾；案例九、苏联车诺比核灾等。以上的案例中，不外乎就是当其供（配）电系统中，其断路器盘中的控制电源的跳脱回路工作电能失能，导致当系统发生故障时，因为没有一个有效的工作电能导致事故发生时，无法使断路器做应有跳脱动做以隔离事故，甚至造成大停电等重大损失，综上所述不外乎有1.天灾、2.人祸、3.惯性习惯的疏失。高压断路器(H.V.CB)或特高压CGIS或GIS，是接受保护继电器(Relay)的指令，作为是否跳脱高压断路器，将事故源隔離。因此该断路器如果不能如期在某一事业单位(受电方)发生短路事故时立即跳脱，将会造成高压断路器(H.V.CB)损坏，而扩及到影响主供电干线供应电源给其他的事业单位(受电方)，造成连锁性的产业损失。高压断路器能否及时跳脱，受控于保护继电器(Relay)是否能实时发出指令。因此，当提供保护继电器的工作电源有问题时，该保护继电器就不会动作；该保护继电器不会动作时，高压CB在事故发生时也就不会动作，无法隔离事业单位的事故点，造成严重的二次事故，甚至影响台电供电馈线跳脱！不可不慎。由于此高危险性的工安事件常因误判而产生意外，于是供电干线的业者(中国台湾电力公司)为防止继电器于短路事故时，因电压骤降无法动作触发断路器跳脱，及因比流器饱和迟缓动作，要求事业单位要按照规定设置保护系统，才会答应供电。主要的规定内容是：采比压器二次侧电源供应时，应辅以电容跳脱装置(CTD)或辅以电容跳脱装置再并接不断电系统(UPS)，且供电子式或数位式继电器使用的电容跳脱装置(CTD)，不得接供断路器或其他设备使用。这是理想，但意外常常來自于理想狀况下，实务上不断电系统(UPS)一年、两年后几乎都会因电池老化而故障。若是使用蓄电池组为主的直流供电系统，其电池一年后可能会失能，但是事业单位却不会察觉到，通常都是有短路事故时，发现高压断路器(H.V.CB)不会跳脱，发现没有跳脱回路的直流工作电源无法供应工作电源给保护继电器(Relay)，但为时已晚。配电盘中，其中保护继电器以及断路器的跳脱回路中，其中保护继电器的工作电源一般为AC与DC皆可使用以提供其所需的工作电源。在一般的情况下，会以直流电源为优先考虑（AC与DC二者只能选定一种），因为一般而言直流电源比较稳定可靠。本专利技术申请人对于高压配电系统中，其高压配电盘中的跳脱回路工作电源改善方式，已经有数个方案提出并申请专利。尤其在电容跳脱装置CTD的改良方面，从在有载的下可测试，有电表显示其电压值，到盘面式可以有效防止因开启高压配电盘而可能引起的工安事故预防，有电压比较电路及警报电路的电容跳脱装置可以解决电容器会因时间而衰减的问题，有时间电路与电压比较电路的组合，可以每日或设定时间以模拟事故发生时，其跳脱回路工作电源是否足以推动其负载设备以隔离事故，进一步有自动电源转换电路的CTD，以防止电容跳脱装置故障时，外部电源有交流及直流电源的支持，以及可以解决电压以及电容量和通讯的问题，以上的解决方案是目前市场的产品。以及具有备用电源的电容跳脱装置CTD、直流储能直流电源电容跳脱装置CTD、高压电磁开关VCS专用电容跳脱装置CTD、支持直流系统的电容跳脱装置CTD等，以上种种的改善方案，都是为了使高压系统中跳脱回路的工作电源更安全而设计制造。由以上可得知，高压断路器盘跳脱回路工作电源基本上分为两大类，一种电池组直流电能供电、另一种为交流电源供电，一般来自高压比压器HVPT二次侧，因为当高压系统中发生短路事故时，比压器PT电压骤降为零，导致没有一有效工作电源使用于该跳脱回路，造成断路器无法跳脱闭合接点以隔离事故，于是在交流电源供电系统中加装电容跳脱装置CTD以作为该系统高压盘跳脱回路的工作电源。一般而言，该跳脱回路工作电源，以直流的电池组盘或者以电容跳脱装置储电直流电能的情况下，可以解决大部分的问题，但是在特殊的状况下，如大地震等天灾，或者人为因素的疏失的下，都可能使得该跳脱回路损坏或失能，导致断路器无法跳脱隔离事故点，例如因为使用器材使用不当例如使用UPS，因UPS内部电池失能造成UPS失能而导致许多的事故案例，实际案例如龙山变电站因事故没有隔离造成科学园区大停电，造成台电跳电造成一大区域停电；台电新天轮电厂断路器没有跳脱隔离事故，造成多人死亡以及爆炸；日本福岛核电厂因地震，把该跳脱回路线路损害，高压断路器没有跳脱，导致冷却循环系统失能，造成核灾等，以上实际案例皆说明跳脱回路工作电源的重要性以及必须改善的迫切性，而有本高压断路器断电跳脱装置高压断路器断电跳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压断路器断电跳脱装置，与一电力回路电性连接，该电力回路具至少有一供断开该电力回路的高压断路器的跳脱线圈，以连动该高压断路器的跳脱机构动作；一设于该电力回路上的电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与一设于该电力回路上的保护继电器，该保护继电器依该电力回路的状态设定保护电气安全设定值，当该电压侦测装置或该电流侦测装置的数值大于该电气安全设定值时，该保护继电器制动导通；/n其特征在于，该电力回路的该高压断路器断电跳脱装置，包括：/n一主要控制基板，该主要控制基板包含一外部电源连接单元、一内部电压比较单元、一微控制器顺序控制单元、一跳脱回路电源电路、一电容储能电路、一感测装置连接单元、一外部设备装置连接单元、一跳脱回路连接单元及一状态显示单元；/n其中，/n该跳脱回路电源电路电性连接该微控制器顺序控制单元，以预设的电能输出作为跳脱回路驱动电能；/n该电容储能电路，电性连接该跳脱回路电源电路，用于储存直流电能；/n该外部电源连接单元，电性连接外接交流电能或直流电能至该主要控制基板；/n该内部电压比较单元，电性连接该外部电源连接单元、该感测装置连接单元及该状态显示单元；/n该微控制器顺序控制单元，电性连接该外部电源连接单元、该感测装置连接单元及该内部电压比较单元，通过内部设定顺序选择一电能电性连接至该跳脱回路电源电路；/n该跳脱回路连接单元，协助该主要控制基板将该外部设备装置连接单元各接点电性串接形成一跳脱回路，并且电性连接至该跳脱回路电源电路；/n该感测装置连接单元至少包含该电流侦测装置；/n该外部设备装置连接单元，至少包含一保护继电器的接点、高压断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；/n该状态显示单元，用于显示该跳脱回路的状态以及各电源状态；/n该高压断路器断电跳脱装置，依电流源电能或电压源电能经整流为直流电能再由电容器储存直流电能、或者外接电能，经微控制器顺序控制单元由跳脱回路电源电路提供跳脱驱动电能，经跳脱回路连接单元，形成一跳脱回路电路，该保护继电器的接点导通时，驱动该高压断路器的跳脱线圈以连动该高压断路器的跳脱机构断开高压断路器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高压断路器断电跳脱装置，与一电力回路电性连接，该电力回路具至少有一供断开该电力回路的高压断路器的跳脱线圈，以连动该高压断路器的跳脱机构动作；一设于该电力回路上的电流侦测装置，该电流侦测装置包含一供降低输出电流的降流单元；与一设于该电力回路上的保护继电器，该保护继电器依该电力回路的状态设定保护电气安全设定值，当该电压侦测装置或该电流侦测装置的数值大于该电气安全设定值时，该保护继电器制动导通；
其特征在于，该电力回路的该高压断路器断电跳脱装置，包括：
一主要控制基板，该主要控制基板包含一外部电源连接单元、一内部电压比较单元、一微控制器顺序控制单元、一跳脱回路电源电路、一电容储能电路、一感测装置连接单元、一外部设备装置连接单元、一跳脱回路连接单元及一状态显示单元；
其中，
该跳脱回路电源电路电性连接该微控制器顺序控制单元，以预设的电能输出作为跳脱回路驱动电能；
该电容储能电路，电性连接该跳脱回路电源电路，用于储存直流电能；
该外部电源连接单元，电性连接外接交流电能或直流电能至该主要控制基板；
该内部电压比较单元，电性连接该外部电源连接单元、该感测装置连接单元及该状态显示单元；
该微控制器顺序控制单元，电性连接该外部电源连接单元、该感测装置连接单元及该内部电压比较单元，通过内部设定顺序选择一电能电性连接至该跳脱回路电源电路；
该跳脱回路连接单元，协助该主要控制基板将该外部设备装置连接单元各接点电性串接形成一跳脱回路，并且电性连接至该跳脱回路电源电路；
该感测装置连接单元至少包含该电流侦测装置；
该外部设备装置连接单元，至少包含一保护继电器的接点、高压断路器的跳脱线圈两端或外部强制指令接点；
该状态显示单元，用于显示该跳脱回路的状态以及各电源状态；
该高压断路器断电跳脱装置，依电流源电能或电压源电能经整流为直流电能再由电容器储存直流电能、或者外接电能，经微控制器顺序控制单元由跳脱回路电源电路提供跳脱驱动电能，经跳脱回路连接单元，形成一跳脱回路电路，该保护继电器的接点导通时，驱动该高压断路器的跳脱线圈以连动该高压断路器的跳脱机构断开高压断路器。


2.如权利要求1所述的高压断路器断电跳脱装置，其特征在于，该外部设备装置连接单元是包含该保护继电器的常开接点。


3.如权利要求1所述的高压断路器断电跳脱装置，其特征在于，该保护继电器是依该电力系统线路、负载状态及保护协调需求，其保护电气安全设定值是根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡瑜，
申请(专利权)人：陈锡瑜，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71