電氣系統(tǒng)斷路器控制回路的功能方法改進分析.doc

電氣系統(tǒng)斷路器控制回路的功能方法改進分析 劉兵兵 （河北億鑫冶金建設工程有限公司河北邯鄲056000） 【摘要】從最簡單的控制電路入手，介紹斷路器控制回路加防跳躍、閉鎖和指示功能的基本原理與方式方法。 關鍵詞斷路器；跳躍、閉鎖和指示控制；功能；改進 Electricalsystemcircuitbreakercontrolfunctionimprovedmethodanalysis LiuBing-bing (HebeiYixinMetallurgicalConstructionEngineeringCo.,Ltd.HandanHebei056000) 【Abstract】Fromthemostsimplecontrolcircuittostart,introductioncontrolcircuitbreakerplusanti-jumping,basicprinciplesandwaysandmeansofblockingandindicationfunction. 【Keywords】Circuitbreakers;jumping,blockingandindicationcontrol;function;improving 在電力系統(tǒng)中，一次設備是指直接用于生產、輸送、分配電能的電器設備，包括了發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電力電纜和輸電線路等，也是構成電力系統(tǒng)的主體。而對于二次設備來說，它是指用于對電力系統(tǒng)及一次設備的工況進行監(jiān)測、控制、調節(jié)和保護的低壓電氣設備，其包括測量儀表、通信設備等等。對于二次設備之間的相互連接的回路，我們統(tǒng)稱之為二次回路，它也是確保電力系統(tǒng)安全生產、可靠供電和經濟運行中不可缺少的重要組成部分。所以，了解斷路器控制回路的基本原理，便于進行電路控制系統(tǒng)的維護，也是非常必要的。在此，從最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和閉鎖回路，并對電路做了必要的改進與完善，使之深入了解電路控制系統(tǒng)的基本原理與使用、維護方法，以及必要的改進升級。但是，在實際應用中的過程中，控制電路的回路要復雜得多，掌握其原理與維護難度要大。 1.基本控制回路原理 在圖1中，SB1為合閘開關；SB2為分閘開關；QF為斷路器輔助觸點；LC為合閘線圈；LT為分閘線圈。它的動作原理就非常簡單，在此不再細述。 2.帶有防跳回路的控制 2.1從圖1的電路控制回路中，經仔細分析不難發(fā)現，其回路中存在一個明顯的問題就是：如果SB1按下，而此時電路中存在故障，繼電保護設備會立即動作，使斷路器跳閘。這個過程幾乎發(fā)生在瞬間，而操作人員尚來不及松開SB1，則SB1回路中的QF由于斷路器跳閘而復又閉合，這時也會導致LC再次得電，使得斷路器再次被合閘。如此反復進行，便發(fā)生了“跳躍”現象。 2.2如果合閘成功，但SB1由于某種原因粘連而無法斷開時，那么在操作人員按下SB2進行分閘的時候，因SB1的粘連，同樣也會導致跳躍現象的發(fā)生。 2.3在控制電路中，發(fā)生跳躍現象對設備和操作人員的安全都構成了很大的危害，因此，需要增加防跳回路改善其性能。 2.4圖2中增加了防跳回路，其基本控制性能就得到了有所改善。在圖2中，KCF（I）為電流防跳繼電器。當電流達到限定值時動作，此回路中就防止合閘于故障時的跳躍現象；KCF（V）為電壓防跳繼電器。當電壓達到限定值時也動作，此回路中也就防止了分閘于故障時的跳躍。 2.5防跳躍動作過程如下： （1）合閘。SB1按下綠燈（GL）失電熄滅，LC得電斷路器合閘QF改變狀態(tài)紅燈（RL）亮，KCF（I）得電（由于有RL和R的限流，分閘線圈LT不足以動作）KCF各輔助觸點改變狀態(tài)KCF（V）得電。達到這種狀態(tài)，則合閘動作即完成。SB1尚來不及松開，這個過程就完成（瞬時）。 在這個合閘過程中，如果回路沒有故障，則合閘成功。此時松開SB1，則KCF（V）失電，但由于KCF（I）依然得電，則KCF的各個輔助觸點保持；若有故障，則保護裝置使斷路器跳閘。由于KCF（V）的保持作用，SB1回路經KCF輔助觸點改道KCF（V）回路，不會再使LC得電，也就避免了斷路器的再次合閘，從而有效避免了跳躍的發(fā)生。 （2）分閘。SB2按下RL失電熄滅，LT得電且達到限定電流動作斷路器分閘QF恢復到圖中初始狀態(tài)KCF（I）失電正常狀態(tài)下，KCF（V）已在合閘成功、松開SB1后失電，故此時KCF（I）、KCF（V）均失電各KCF輔助觸點恢復圖中初始狀態(tài)，GL回路導通，綠燈亮（由于有GL和R的限流，LC合閘線圈不足以動作）。達到這個狀態(tài)，則分閘動作就完成。SB2尚來不及松開，該過程就完成了（瞬時）。 2.6在分閘過程中，若由于故障（最典型的如SB1粘連），KCF（V）在合閘成功后，由于SB1的粘連而繼續(xù)得電，各KCF輔助觸點將保持。這時，SB1回路將不會使LC再次得電而導致斷路器合閘，從而避免了跳躍現象的發(fā)生。 3.帶有閉鎖回路的控制 在簡單的（基本）控制電路中，存在合、分閘跳躍問題，當增加了防跳回路的控制回路后，其性能得到了一定的改善，但是仍然存在一些問題。比如斷路器的操動系統(tǒng)存在問題（液壓、氣壓過高或過低，彈簧儲能尚未完成等），這時要進行分、合閘操作，就很容易導致分、合閘的動作失敗。例如一些斷路器的操動機構為彈簧。若彈簧儲能未完成，則分、合閘動作就不能完成，或完成得不到位，也容易對設備造成一定的損害。 所以，仍需要增加閉鎖回路，以防止此類情況的發(fā)生。圖3為彈簧操動機構的斷路器的實例，現簡要分析說明一下增加彈簧儲能閉鎖回路的二次回路控制原理。在圖3中，B1為彈簧儲能未完成時閉合狀態(tài)。若彈簧儲能未完成，則B1閉合，線圈K3、KL得電，最終導致輔助觸點KL、K10跳開。這時無論是合閘，還是分閘，都無法實現，它起到了所期望的閉鎖效果。 4.功能較為完善的控制 前面簡述了斷路器二次控制回路設計基本原理，它從最簡單的控制電路，到加防跳躍、閉鎖功能的完善，盡管做了二三次改進升級，但仍然還存在這樣或那樣的問題。在此，再做進一步改進，簡介加指示燈控制的的回路。在圖4中，指示燈RL和GL直接接在分、合閘線圈所在回路中，如果所用的是功率較大的白熾燈，則會在分、合閘線圈上產生較大壓降，同時切斷分、合閘線圈時可能產生的較大干擾電壓，也容易使白熾燈燒壞。 為避免和克服這些缺點，可以用中間繼電器接在分、合閘回路，再由繼電器接點控制指示燈，這樣就避免了燒指示燈等現象的發(fā)生。其原理見圖4（它的原理很簡單，在此不再贅述）。 5.結語 了解、掌握斷路器控制