[发明专利]采用两路直流控制和保护电源的隔爆型开关柜的电路

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下隔爆型开关柜控制和保护电源的供电技术领域，更具体地说，特别涉及煤矿井下隔爆型开关柜采用两路可自动切换直流电源作为控制和保护电源的电路。

背景技术

高低压开关柜广泛应用于电力配电线路中，是电力配电的关键设备。它的作用是控制电能的分配及电力传输的通断，并具有各类保护功能。其广泛应用于各类地面变电站和煤矿井下变电硐室。

迄今为止，所有煤矿井下的隔爆型开关柜的控制和保护电源全部采用的是与系统电源同源的交流电源。请参阅图1，其具体电路主要包括：电压互感器PT、控制和保护元器件ZKB，其中，所述控制和保护元器件ZKB的电源是通过隔爆型开关柜内电压互感器PT二次线圈输出的交流AC100V进行供电。当电力线路正常停电时，控制和保护元器件ZKB失电，将无法显示、记录设备信息和状态；当电力线路故障停电时，由于隔爆型开关柜没有独立的控保电源，控制和保护元器件ZKB失电，无法及时查找故障信息，延长了井下停电时间，存在一定的安全隐患。

目前，煤矿井下隔爆型开关柜控制和保护电源采用电压互感器输出的交流电源供电最为严重的缺陷是；当电力供电线路出现短路故障时，连接在线路上的电压互感器(PT)二次线圈输出的交流电源电压瞬时急速下降，导致控制和保护元器件ZKB工作电源失电而无法发出保护命令，造成故障线路隔爆型开关柜的断路器无法及时分闸，从而引起上一级开关或井上变电所出现越级跳闸，引发大面积停电事故，而煤矿井下大面积停电对于煤矿的安全运行的危害尤为严重。

2016年国家安全监管总局规划科技司发布《淘汰落后安全技术装备目录》(2016年第一批公示)，其中煤矿领域第九条就明确指出了煤矿井下隔爆型开关柜的供电安全性问题，明确交流电源作为控制和保护电源的技术属于落后淘汰技术，需要在五年内进行改造升级。为此，有必要设计一种能解决上述技术问题的、采用两路可切换直流电源作为隔爆型开关柜控制和保护电源的电路。

考虑到运行的安全性，防止煤矿井下安全事故的发生，在采用两路直流电源作为控制和保护电源的电路中，加入了防误操作闭锁元件FW，能够切断和闭锁隔爆型直流电源箱向隔爆型开关柜的输出，满足煤矿井下多瓦斯环境中防爆设备开门断电的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用两路直流控制和保护电源的隔爆型开关柜的电路，以解决现有技术中所存在的技术缺陷。

为了方便述说，我们对于由电压互感器输出的交流电源经过调压整流后输出的直流电源简称：内供直流电源；对于隔爆型开关柜外部由隔爆型直流电源箱输入的直流电源称为：外供直流电源。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种采用两路直流控制和保护电源的隔爆型开关柜的电路，包括设于隔爆型开关柜内部的电压互感器、调压整流切换模块、以及设于隔爆型开关柜外部的隔爆型直流电源箱，所述电压互感器的输出端和隔爆型直流电源箱的输入端均与调压整流切换模块连接；

所述调压整流切换模块包括交流输入端子、直流输入端子、直流输出端子、调压元件、整流元件、滤波元件、放电电阻、切换元件、保护元件、防误操作闭锁元件和防倒灌二极管。

所述电压互感器二次线圈的输出端通过调压整流切换模块的交流输入端子与调压元件的输入端连接，所述调压元件的输出端与整流元件的交流输入端连接，所述滤波元件及放电电阻并联在整流元件的输出端，所述整流元件的输出端还与切换元件连接，所述切换元件的输出端通过直流输出端子与隔爆型开关柜中的控制和保护电路连接；

所述隔爆型直流电源箱经过隔爆型开关柜的电缆引入装置、接线腔穿墙端子，与调压整流切换模块的直流输入端子连接，外供直流电源的正极经过防倒灌二极管与切换元件连接。

进一步地，所述切换元件为常开常闭转换型继电器，以下简称继电器；所述整流元件的输出端的正负极分别与继电器的正、负极常闭接点连接；所述外供直流电源的正极通过防倒灌二极管与继电器的正极常开接点连接，所述外供直流电源的负极直接与继电器负极常开接点的一端连接，继电器的公共端作为输出端。

进一步地，两路直流控制和保护电源不采用继电器进行切换，所述调压整流切换模块中整流元件的输出内供直流电源的正极与第二防倒灌二极管的正极连接；所述外供直流电源与第一防倒灌二极管的正极连接，两个防倒灌二极管的负极并接在一起后与直流输出端子的正极连接，两路直流电源的负极直接并接在一起后与直流输出端子负极的连接。

进一步地，所述调压元件为变压器、单相交流固态调压器或可控硅调压器。