断路器控制回路
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1、控制回路的基本要求
开始学习控制回路之前,我们先了解一下控制回路需要具备哪些基本的功能:
(1)能进行手动跳合闸和由保护和自动装置的跳合闸;
(2)具有防止断路器多次重复动作的防跳回路;
(3)能反映断路器位置状态;
(4)能监视下次操作时对应跳合闸回路的完好性;
(5)有完善的跳、合闸闭锁回路;
2、典型的控制回路
根据控制回路的几点基本要求,我们以10kV的PSL641保护装置为例,分为五个步骤,一步步搭建基本的控制回路,并了解每个部分的作用。
(1)跳闸与合闸回路
首先,能够完成保护装置的跳合闸是控制回路最基本的功能。这个功能的实现很简单,回路如下图所示。
假定断路器在合闸状态,断路器辅助接点DL常开接点闭合。当保护装置发跳闸命令,TJ闭合时,正电源-> TJ-> LP1-> DL-> TQ-> 负电源构成回路。跳闸线圈TQ得电,断路器跳闸。合闸过程同理。
分闸到位后,DL常开接点断开跳闸回路。DL常闭接点闭合,为下一次操作对应的合闸回路做好准备。
利用DL常开接点断开跳闸电流,一是为了防止TJ粘连造成TQ烧坏(因为TQ的热容量是按短时通电来设计的);二是因为如果由TJ来断开合闸电流,由于TJ接点的断弧容量不够,容易造成TJ接点烧坏(HJ也是一样的道理),这就为下一次保护跳闸(或合闸)埋下了隐患且不易被发现。
(2)跳闸/合闸保持回路
为了防止TJ先于DL辅助接点断开(如开关拒动等情况),我们增加了“跳闸自保持回路”。该回路可以起到保护出口接点TJ以及可靠跳闸的作用。增加的部分用红色标记,R在Ω左右。当分闸电流流过TBJ时,TBJ动作,TBJ1闭合自保持,直到DL断开分闸电流。这时无论TJ是否先于DL断开,都不会影响断路器分闸,也不会烧坏TJ。
(3)防跳回路
TBJ我们有时也叫它“防跳继电器”。这是因为它有另一个非常重要的功能:防跳。
— 1 — 断路器及隔离开关控制回路
一、控制方式及控制设备
1.断路器控制方式
按照控制断路器数量不同,可分为一对一控制和一对N控制。前者指利用一个控制开关控制一台断路器;后者指利用一个控制开关选择控制多台断路器。
按照操作电源不同,可分为强电控制和弱点控制。前者指操作电压为220V或llOV;后者指操作电压为48V及以下。
按照控制地点不同,可分为就地控制和远方控制。前者指控制开关或按钮安装在断路器的开关柜,操作人员就地手动操作;后者指控制开关或按钮安装在距离断路器几十米至几百米的主控室的控制屏(台)上,操作命令通过电缆送至断路器的操作机构,或者控制开关或按钮安装在远方调度室,操作命令通过远动通信设备送至断路器的操作机构。
2.隔离开关控制方式
隔离开关控制方式分为就地控制和远方控制两种。通常llOkV及以下的隔离开关采用就地控制;220kV及以上的隔离开关采用就地控制或者远方控制。
3.控制设备
断路器和隔离开关的控制设备包括控制开关、控制按钮和微机测控装置。
控制开关和控制按钮由操作人员直接手动操作,发出合闸、分闸脉冲,使断路器或隔离开关合闸、分闸。
微机测控装置接收远方合闸、分闸命令,自动启动出口继电器,对断路器发出合闸、分闸脉冲,使其合闸、分闸。
二、断路器控制回路
断路器分为油断路器、真空断路器、SF6断路器、压缩空气断路器等。
1.断路器操动机构
断路器操动机构指,断路器自身附带的跳、合闸传动装置,用于使断路器跳闸、合闸或维持合闸状态,因此包括跳闸机构、合闸机构、维持机构。主要类型包括电磁操动机构(CD)、弹簧储能操动机构(CT)、液压操动机构(CY)、空气操动— 2 — 机构(CQ)等。不同操动机构的动力来源不同,其中电磁操动机构的合闸线圈需要电流很大,不能通过控制开关和继电器触点直接接通合闸线圈回路,需要中间合闸接触器;弹簧储能操动机构、液压操动机构和空气操动机构的合闸线圈需要电流不大,可以通过控制开关和继电器触点直接接通合闸线圈回路。
断路器控制回路
在发电厂和变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操动机构来实现的。控制回路是连接一次设备和二次设备的桥梁,通过控制回路,可以实现二次设备对一次设备的操控。通过控制回路,实现了低压设备对高压设备的控制。
一、控制信号传送过程
(一)常规变电站控制信号传输过程
某线路高压开关控制信号传递过程
由上图可以看出,断路器的控制操作,有下列几种情况:
1 主控制室远方操作:通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件,再由保护屏操作插件传递到开关机构箱,驱动跳、合闸线圈。
2 就地操作:通过机构箱上的操作按钮进行就地操作。
3 遥控操作:调度端发遥控命令,通过通信设备、远动设备将操作信号传递至变电站远动屏,远动屏将空接点信号传递到保护屏,实现断路器的操作。
4 开关本身保护设备、重合闸设备动作,发跳、合闸命令至操作插件,引起开关进行跳、合闸操作。
保护屏操作插件
断路器跳合闸线圈
远动屏 母差、低周减载、备自投、主变等
控制屏 就地操作
通信设备 通道 5 母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作,引起断路器跳闸。
可以看出,前三项为人为操作,后两项为自动操作,因此断路器的操作据此可分为人为操作和自动操作。
根据操作时相对断路器距离的远近,可分为就地操作、远方操作、遥控操作。就地通过开关机构箱本身操作按钮进行的操作为就地操作,有些开关的保护设备装在开关柜上,相应的操作回路也在就地,这样通过保护设备上操作回路进行的操作也是就地操作,保护设备在主控室,在主控室进行的操作为远方操作,通过调度端进行的操作为遥控操作。
(二)综自站控制信号传输过程
某线路高压开关控制信号传递过程
操作方式与常规变电站相比,仅在远方操作和遥控操作时不同。
在主控室内进行远方操作,一般是通过后台机进行,操作命令传达到测控装置,启动测控装置跳、合闸继电器,跳、合闸信号传递到保护装置操作插件,启动操作插件手跳、手合继电器,手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路,启动断路器跳、合闸。当后台机死机或其它原因不能操作时,可以在测控屏进行操作。
2006年第12期 《贵州电力技术》 (总第90期)
断路器控制回路的改造
龙里供电局蒋中治[551200]
为了不断适应龙里县经济发展和社会建设以 及人民生活水平提高对电力供应提出的更高要求,
我局今年对所辖的I10 kV龙山变进行了综合自动
化改造,同时也为下一步变电站无人值守彻底铺平 了道路。综合自动化改造使原有电磁继电器存在的
问题得以彻底解决,同时给运行、检修、设备管理带 来了极大的便利。综合自动化保护装置可靠性高, 功能齐全,在原来电磁式保护的基础上增加了许多
的功能。在综自改造过程中,我们发现断路器控制
回路中的行程开关容易烧毁。带着这个问题,我们 仔细查找回路,分析原因,终于提出了可靠的解决
办法。 我局I10 kV龙山变所用35 kV断路器为ZN一
4o.5型手车式真空断路器,所配置的行程开关为 LX12—2型行程开关,其控制回路情况如图l所示。
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图1 断路器原控制回路接线图 在综合自动化改造过程中,为了更好的控制断
路器和监视断路器的状况,保证跳合闸的可靠性,新
增加了弹簧未储能闭锁合闸的功能,根据设计的要
求和我局断路器的实际情况,我们对断路器的二次
回路进行了改造。由于要将弹簧未储能闭锁合闸功
能接入断路器的控制回路中,使变电值班人员可以 在监控机上监视,需要抽取行程开关的一对常开触
点,而我局所用的断路器所配置的行程开关(CK)有
常开和常闭触点各两对,常闭触点已用,正好剩下两
对常开触点,考虑到综合自动化改造后,没有专门的
信号电源,信号电源和控制电源共用,针对这一具体
情况,我们对断路器的控制回路进行了如下的改造:
断路器改造后控制回路接线图见图2。
通过改造后,我们在调试过程中发现,断路器的 行程开关(CK)经常烧坏,导致很多时候断路器不能