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全感知智能柜KYN400【技術分享】斷路器控制回路基礎知識

發布日期:2019-11-13 作者: 點擊:

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控制回路的基本要求

1. 能進行手動跳、合閘和由繼電保護與自動裝置實現自動跳、合閘,并在跳、合閘動作完成后,自動切斷跳合閘脈沖電流(因為跳、合閘線圈是按短時間帶電設計的)。

2.  能夠反應斷路器的分、合閘位置狀態。

3.  能監視下次操作時分、合閘回路的完整性。

4.  具有防止斷路器多次重復動作的防跳回路。

5.  有完善的跳、合閘閉鎖回路。




典型的控制回路

01

基本的跳、合閘回路


    上圖為簡化后的跳、合閘原理圖,+KM和-KM代表正、負電源,DL為斷路器輔助觸點,HQ、TQ分別為合、跳閘線圈。

           注意:手合/遙合/重合閘動作接點并不是同一個合閘出口接點,手跳/遙跳/保護跳也不是同一個跳閘出口接點,此處簡化是為了方便理解。

          假定斷路器在合閘狀態,斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當保護裝置發跳閘命令,跳閘出口接點閉合,通過正電源→ 跳閘出口接點→DL→TQ→負電源構成回路,跳閘線圈TQ得電,斷路器跳閘。斷路器完成跳閘動作后,DL常開接點斷開跳閘回路,DL常閉接點閉合,為下次合閘做準備。斷路器合閘過程同理,此處不再贅述。

         利用DL常開接點斷開跳閘電流,一是為了防止跳閘出口接點粘連造成跳閘線圈TQ燒壞(因為TQ的熱容量是按短時通電來設計的);二是因為如果由跳閘出口接點來斷開跳閘電流,由于接點的斷弧容量不夠,容易造成接點燒壞,這就為下一次保護跳閘(或合閘)埋下了隱患且不易被發現。


02

 監視回路



   上的回路是不能滿足實際需要的,前面提到的控制回路的基本要求,控制回路應該能夠反映斷路器的位置狀態以及跳合閘回路的完整性。所以我們在回路中增加了TWJ、HWJ來監視跳閘回路、合閘回路的完整性。圖中用綠色表示。HWJ和TWJ分別為合、分閘監視繼電器。

       當開關在分位時,DL常閉觸點閉合,TWJ繼電器所在回路導通,TWJ動作,在本圖下方的TWJ常開觸點閉合,分位指示燈點亮,反應斷路器在分閘位置,合閘回路完好。同理合位指示燈亮時,指示斷路器在合閘位置,跳閘回路完好。

       此時有一個問題需要思考?在分閘監視回路導通時,有電流流過合閘線圈HQ,會不會引起斷路器合閘誤動作?

       答案是不會的,因為在分閘監視回路中串入了限流電阻R,回路中流經的電流會很小,低于合閘線圈HQ的啟動電流值,因此并不會合閘。


03

 跳、合閘保持回路


       在分、合閘操作時,發出的遙合/分指令一般為幾百毫秒的高電平脈沖,為防止該脈沖在分、合閘操作結束前失效,保證分、合閘動作完全,需要加入保持回路。直觀上講就是為了防止跳、合閘出口接點先于DL輔助接點斷開,導致分、合閘動作未完成,因此增加了跳、合閘自保持回路。詳見圖中藍色部分。其中HBJ和TBJ分別代表合、跳閘保持繼電器,S1代表儲能彈簧的行程節點。

       當合閘操作時,HBJ繼電器導通,HBJ常開觸點閉合,這時無論合閘出口接點是否斷開,合閘回路都會通過HBJ觸點導通,完成合閘操作,此時無論合閘出口接點是否先于DL輔助接點斷開,都不會影響斷路器合閘。分閘同理。

       但是增設HBJ繼電器有一個弊端,發出合閘命令HBJ動作后,此時合閘回路的通斷完全由輔助接點DL決定,如果彈簧未儲能,斷路器無法正常合閘,DL常閉觸點就一直閉合,合閘電流一直存在,易燒毀HQ,所以要串入儲能彈簧的行程節點S1。


04

合后繼電器(KKJ)

         斷路器分、合閘操作一般有就地手動、遠方遙控以及保護裝置自動控制三種方式,控制回路應該具有區分保護裝置動作和人為操作斷路器的功能,所以還應加入合后繼電器(KKJ),詳見圖中紫色部分。

   前面我們介紹過手合/遙合/重合閘并不是一個接點,結合圖中的紫色部分我們可知:

        CHJ為重合閘接點,TJ為保護跳閘接點,YHJ為遙控合閘接點

        YTJ為遙控分閘接點,HHJ為合后繼電器,QK為開關操作把手


        簡單介紹一下QK開關把手

1573631925114587.jpg

   當把手位置在遠方時,③④、⑤⑥接點導通,可進行遙控操作。

        當把手位置在就地合閘時,①②接點導通,完成就地合閘操作。

        當把手位置在就地分閘時,⑦⑧接點導通,完成就地分閘操作。


         圖中的KKJ繼電器為雙位繼電器,當手動(遙控)合閘時,KKJ繼電器動作,置“1”,并且始終保持直到分閘才返回;當手分/遙分觸點閉合時,KKJ繼電器返回,置"0",并且始終保持直到合閘才返回。

 由于存在二 極管(單向導通),CHJ和TJ是不會觸發KKJ繼電器的,KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作,還是故障時保護裝置的跳合閘動作。當正常的分合閘操作時,KKJ應變位,當保護動作跳合閘時,KKJ應不變位。KKJ的常開接點提供給“事故總”信號以及重合閘裝置使用。


05

防跳回路

           所謂防跳并不是防止“跳閘”而是防止“跳躍”。跳躍指的是由于某種原因,造成斷路器不斷重復跳-合-跳-合-跳的過程。導致跳躍的原因如下:


          發生跳躍會導致導致故障電流多次沖擊,損壞斷路器甚至爆炸。防跳回路詳見圖中紅色部分,其中TBJV為防跳繼電器。



       當保護裝置動作時,跳閘回路中有電流流過,防跳回路中的TBJ常開觸點閉合,此時如果發生合閘觸點黏連的情況,合閘命令一直發出,那么合閘觸點→TBJV→TBJ這條回路導通,防跳電壓繼電器TBJV將會電壓自保持,自保持中的TBJV觸點閉合,在HBJ旁的TBJV常閉觸點將斷開,切斷合閘回路,防止斷路器“跳躍”。

       如果跳閘期間沒有分閘命令存在,則在斷路器完成分閘后,跳閘回路被DL常開接點斷開,TBJ電流線圈失電,此時由于合閘接點一直是斷開的,不能形成TBJV電壓自保持,復歸。TBJV重新閉合,合閘回路完好,不影響下次的跳合閘。

       由以上動作過程,我們可以看出防跳的本質就是“防合”,將斷路器保持在“跳閘”狀態,防跳由跳閘回路防跳電流繼電器TBJ啟動,合閘回路防跳電壓繼電器TBJV保持實現。

       下面來思考兩個問題?

       1.防跳回路的存在會不會影響正常的合閘?

       不會影響正常合閘的,因為在正常的分合閘過程中,分閘指令發出后TBJ啟動防跳回路,同時自保持跳閘回路,在跳閘完成后輔助接點DL會切斷跳閘回路,TBJ失電,退出防跳回路。此時并不會影響正常合閘。

        2.會不會出現TBJ還未啟動防跳回路,輔助接點DL就已經斷開跳閘回路的情況?

   如果TBJ動作不迅速,快速完成跳閘后,TBJ不能合上,確實無法啟動防跳回路,所以要求TBJ防跳繼電器的靈敏度需要高,接于跳閘回路的TBJ電流線圈,要求其在分閘時造成的壓降要小,規程規定不能大于控制電源額定電壓的百分之5。TBJ電流線圈的額定動作電流不能大于分閘電流的百分之50,保證TBJ在跳閘過程中可靠動作。


06

控制回路的閉鎖

       為保證斷路器工作不發生危險,控制回路往往采取多種閉鎖措施,當條件不滿足時,禁止斷路器的操作。常見的閉鎖回路一般有三種:

     (1)斷路器的操作系統異常時對分、合閘回路進行閉鎖。當液壓機構的液壓、空氣操動機構的空氣壓力過高或過低,彈簧操動機構彈簧未儲能,SF6斷路器的SF6壓力低等,這些都將串接在跳、合閘回路 中的常閉接點斷開,不允許斷路器分合。

     (2)存在不同電源需要并列的場合,斷路器控制回路要增加同期閉鎖回路。

     (3)為了滿足防誤操作需要,在斷路器的操作回路中應增加防誤閉鎖回路,在不具備操作條件時將控制回路斷開。

本文網址:http://www.100kohms.com/news/508.html

關鍵詞:預制艙式變電站,全感知智能柜,高原型開關柜

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