一种改进型模拟断路器设计及应用分析

孙朋

摘要：模拟断路器主要用于电力系统断电保护装置或成套继电保护屏的整組试验，可真实地模拟断路器的跳合闸时间。在整组试验时模拟高压断路器的跳闸及合闸，以避免由于重复的整组试验造成断路器反复分合带来的不良影响。尤其适用于新建变电站，真实地模拟断路器的开关动作特性。本文分析了一种改进型模拟断路器设计及应用，以供同仁参考。

关键词：电力系统;继电保护;模拟断路器;设计

1概述

断路器相当于一个两位开关。其合闸延时和跳闸延时可由微处理器控制，跳闸线圈和合闸线圈也可通过大容量电阻模拟。模拟断路器板应满足以下要求：一是模拟断路器板与测试仪主控CPU板通信，实现数据交换。二是模拟断路器应同时满足220V和110V操作回路的整机试验要求。

2设计方案

其模拟断路器主要由四部分组成：控制系统、电源模块、多级断路系统、信号电路模块和设备箱。各模块分别设计，已设计出最佳方案。

2.1控制系统

控制系统20，控制系统20开设于断路器本体10的内部，其控制系统20包括有警示模块13、供电模块17、集成芯片21、PCB控制板22、中央处理器23、多级断路系统24、继电器25，通过控制系统20同一调配断路器本体10内部的各项结构的功能。

其中，集成芯片21为IC类控制芯片，警示模块13包括有显示灯与蜂鸣器，显示灯提供对断路开关的显示，蜂鸣器则提供报警结构，集成芯片21与中央处理器23均通过在引脚处镀锡的方式与PCB控制板22电性连接，其具体结构如下图1所示。

2.2电源模块

为了更稳定的输出电压，对电力设备进行评估和分析，设计采取三种电源形式，稳定输出电压。鉴于此，主电源、副电源、应急电源均通过开设的充电接口进行充电，供电模块还包括有与断路器本体通过供电线直接连接的供电接口。其具体结构如下图2所示。

2.3多级断路系统

使用时，通过多级断路系统24的一级断路模块242、二级断路模块243与三级断路模块244以及其相匹配的分闸信号输入口11、合闸信号输入口12、分位输出口14与合位输出口15进行模拟开关的闭合和连接，反复多次的模拟，测试电力系统对于断路保护的实际效果，并且过程中可通过独立设置的电源进行供电，主电源171与副电源172提供主要的供电结构，当负载过重导致电源出现损坏或者短时间内无法进行使用时，可通过应急电源173进行使用，应急电源173仅可进行多级断路系统24中某一单级断路模块的使用，无法进行多个断路模块同时使用，容易出现负载过高的情况发生。

3应用效果

通过开设的供电模块，能够在进行使用时，提供独立的供电电源，并且内部设置三重电源，主电源使用时如遇上负载过大或者电源消耗过快时，可对主电源与副电源进行同时使用，以满足使用需求，并且在主电源与副电源无法使用或者损坏时，可通过应急电源进行辅助使用，此外还保留了传统的供电接口，能够通过供电接口直接接入外部电源进行通电，能够满足较多情况下的使用，具备较强的使用效果。

通过开设的多级断路系统，能够在进行使用时，提供多个层级的断路模拟模块，不仅能够进行多个断路模块同时应用，而且可将外部设备连接，针对各类结构进行同时使用，能够更加方便地测出电力系统的断路保护效果，使用范围较广，具备较强的实用效果。

4结语

综上可知，改进后的模拟断路器，集成多功能接口，装置简易，可以确保信号的准确性和灵敏度;同时，他不仅有效地缩短了FTU相关工作的总体时间，而且减少了人员数量，提高工作效率，对保护装置和试验自动化主站的验证起到了积极的作用，为电力自动化设备的运行维护建设奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]王治国，笃峻，王翔，等.继电保护装置整机柔性智能测试系统设计[J].自动化与仪表，2018，33（9）：104—108.

[2]王治国，于哲，笃峻，等.继电保护装置整机智能测试及其关键技术研究[J].计算技术与自动化，2018，37（04）：21—26.