断路器控制电路基础知识?
1.可进行手动跳闸和合闸,通过继电保护和自动装置实现自动跳闸和合闸,并在跳闸和合闸动作完成后自动切断跳闸和合闸脉冲电流(因为跳闸和合闸线圈设计为短时间通电)。
2.它能反映断路器的分、合闸位置。
3.可以在下一次操作期间监控闭合电路的完整性。
4.具有防跳电路,防止断路器多次重复动作。
5.有完善的跳闸和合闸闭锁电路。
第二,典型的控制回路
01,基本跳闸和闭合电路
上图为跳闸和合闸的简化示意图,其中+KM和-KM代表正负电源,DL为断路器的辅助触点,HQ和TQ分别为合闸和跳闸线圈。
注:手动合闸/遥控合闸/重合闸动作触点不是同一个合闸出口触点,手动分闸/遥控分闸/保护分闸触点不是同一个跳闸出口触点,为便于理解,此处简化。
假设断路器处于闭合状态,断路器的辅助触点D1闭合。当保护装置发出跳闸命令时,跳闸出口触点闭合,正电源→跳闸出口触点→DL→TQ→负电源形成回路,使跳闸线圈TQ通电,断路器跳闸。断路器完成跳闸动作后,DL常开触点断开跳闸回路,DL常闭触点闭合,为下一次闭合做准备。断路器的合闸过程是一样的,这里就不赘述了。
用DL常开触点断开跳闸电流,一是为了防止跳闸线圈TQ因跳闸出口触点粘连而烧坏(因为TQ热容量是按短时带电设计的);二是如果跳闸出口触头断开跳闸电流,由于触头分断电弧能力不足,容易烧坏触头,为下一次保护跳闸(或合闸)埋下隐患,不易被发现。
02、监控回路
以上电路不能满足实际需要。上述控制回路的基本要求应能反映断路器的位置和状态以及跳闸和合闸回路的完整性。因此,我们在电路中增加了TWJ和HWJ,以监控跳闸电路和闭合电路的完整性。在图中以绿色显示。HWJ和TWJ分别监控继电器的闭合和断开。
当开关在断开位置时,DL的常闭触点闭合,TWJ继电器所在的电路接通,TWJ动作,本图下方的TWJ的常开触点闭合,断开指示灯亮,反应断路器在断开位置,合闸回路良好。同样,当合闸指示灯亮时,表示断路器在合闸位置,跳闸回路状态良好。
这个时候有一个问题要思考?当分闸监控回路接通时,有电流流过合闸线圈HQ,会不会导致断路器误合闸?
答案是否定的,因为限流电阻R串联在分闸监控电路中,电路中流过的电流会很小,低于合闸线圈HQ的启动电流值,所以不会合闸。
03、跳合闸保持循环
在打开和关闭操作期间,远程关闭/打开命令一般是几百毫秒的高电平脉冲。为了防止开关操作结束前脉冲失效,保证开关操作完成,需要加入保持回路。直观来说就是为了防止跳闸合闸出口接点先于DL辅助接点断开,导致分合闸动作不完全,所以增加了跳闸合闸自保持回路。详见图中蓝色部分。其中HBJ和TBJ分别代表闭合和跳闸的闭锁继电器,S1代表储能弹簧的行程节点。
合闸操作时,HBJ继电器接通,HBJ常开触点闭合。此时,无论合闸出口触点是否断开,合闸回路都将通过HBJ触点接通,完成合闸操作。此时,无论合闸出口接点是否先于DL辅助接点断开,都不会影响断路器的合闸。同理。
然而,增加HBJ继电器有一个缺点。在给出合闸命令HBJ动作后,合闸回路的通断完全由辅助触点DL决定。如果弹簧储能失败,DL的常闭触点会一直闭合,闭合电流会一直存在,容易烧HQ,所以需要串联储能弹簧的跳闸节点S1。
04.关闭继电器(KKJ)
一般来说,断路器的分合闸有三种方式:就地手动操作、遥控和保护装置的自动控制。控制回路应具有区分保护装置动作和断路器手动操作的功能,因此应增加一个合闸继电器(KKJ)。详见图中紫色部分。
前面介绍过手合/遥控合/重合闸不是触点。结合图中紫色部分,我们可以看出:
CHJ是重合闸触点,TJ是保护跳闸触点,YHJ是遥控合闸触点。
YTJ是远程打开触点,HHJ是闭合继电器,QK是开关操作手柄。
简要介绍QK开关手柄。
当手柄位置较远时,③ ④和⑤ ⑤触点接通,可以进行遥控操作。
当手柄位置为就地合闸时,① ②触点接通,完成就地合闸操作。
当手柄位置在就地分闸时,⑦ ⑧触点接通,完成就地分闸操作。
图中的KKJ继电器是一个双位继电器。当手动(远程)打开时,KKJ继电器将动作,设置为“1”,并保持到关闭。当切换/远程关闭触点闭合时,KKJ继电器返回,设置“0”,并保持到闭合。
由于二极管(单向导通),CHJ和TJ不会触发KKJ继电器,KKJ用来判断是正常的分合闸操作还是保护装置故障时的跳闸合闸动作。当正常分合闸操作时,KKJ应变,当保护动作跳闸时,KKJ应不变。KKJ的常开触点用于“紧急主”信号和重合闸装置。
05.防跳跃电路
所谓防跳,不是防“跳”,而是防“跳”。跳是指断路器由于某种原因反复跳-合-跳-合-跳的过程。跳跃的原因如下:
跳跃会导致故障电流的多次冲击,损坏断路器,甚至爆炸。防跳电路见图中红色部分,其中TBJV为防跳继电器。
保护装置动作时,电流在跳闸回路中流动,防跳闸回路中TBJ的常开触点闭合。此时,如果合闸触头卡死,一直发出合闸命令,则合闸触头→TBJV→TBJ的电路接通,防跳电压继电器TBJV的电压将自维持,自维持中的TBJV触头闭合,HBJ旁边的TBJV常闭触头断开,切断合闸回路,防止断路器“跳开”。
如果跳闸时没有分闸命令,断路器分闸完毕后,跳闸回路由DL常开触点断开,TBJ电流线圈失电。此时,由于闭合触点已经断开,TBJV电压不能自我维持和复位。TBJV重合闸,合闸回路良好,不影响下次跳闸。
从以上动作过程可以看出,防跳闸的本质是“防合闸”,使断路器保持在“跳闸”状态,防跳闸由跳闸回路防跳闸电流继电器TBJ启动,合闸回路防跳闸电压继电器TBJV维持。
我们来思考两个问题?
1.防跳回路的存在会影响正常合闸吗?
不会影响正常合闸,因为在正常分合闸过程中,TBJ在发出分闸指令后会启动防跳闸回路,同时会保持跳闸回路。跳闸完成后,辅助触点DL将切断跳闸回路,TBJ将断电并退出防跳闸回路。此时不会影响正常关闭。
2.在TBJ启动防跳闸电路之前,辅助触点D1是否会断开跳闸电路?
如果TBJ动作不迅速,就不能闭合,防跳回路就不能启动,所以TBJ防跳继电器的灵敏度必须很高。连接在跳闸回路上的TBJ电流线圈要求在断开时有较小的电压降,规程规定不能大于控制电源额定电压的5%。TBJ电流线圈的额定工作电流不应大于跳闸电流的50%,以确保TBJ在跳闸时可靠运行。
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