自適應(yīng)配合和大容量分?jǐn)嚯p重功能的防跳回路

1、自適應(yīng)配合和大容量分?jǐn)嚯p重功能的防跳回路( 本文出處：電力設(shè)備雜志 2009年第4期 )原電力部頒發(fā)的“繼電保護(hù)及安全自動裝置反事故措施要點”中對防跳繼電器動作電流與斷路器開關(guān)跳閘電流的配合有明確規(guī)定：防跳繼電器應(yīng)為快速動作的繼電器，其動作電流小于跳閘電流的一半，線卷壓降小于10%額定值。在電力設(shè)計、訂貨、施工、調(diào)試、運行中都應(yīng)參照反措規(guī)定執(zhí)行，實際工作時各廠家配合的保持系數(shù)可能不盡相同，現(xiàn)場也會出現(xiàn)臨時更改的情況，不合適的配合可能會造成防跳繼電器拒動或防跳繼電器電流線圈過載燒毀。所以對此繁鎖的配合問題不少人想簡化它。有人給防跳繼電器電流線圈設(shè)置多個分流電阻，以適應(yīng)不同的跳閘電流；有人將防跳繼

2、電器電流線圈設(shè)計為寬電流范圍，可適應(yīng)相應(yīng)寬度的跳閘電流；近年來有人參考上世紀(jì)九十年代利用二極管組合分流的信號繼電器設(shè)計原理推出了自適應(yīng)配合防跳回路技術(shù)方案，不用再考慮保持系數(shù)使配合不再成為問題。反措規(guī)定中還要求： 跳 (合) 閘出口繼電器的接點不斷弧。為此大部分廠家都用防跳繼電器的一付常開觸點與保護(hù)出口接點并聯(lián)，可有效防止保護(hù)出口接點先動時斷弧燒毀問題。但若斷路器操動機(jī)構(gòu)失靈輔助觸點不能正確動作也會燒毀防跳繼電器的常開觸點。為此有人采用小型大容量繼電器，由于大容量觸點可直接跳閘徹底解決了燒觸點問題。1. 自適應(yīng)配合和大容量分?jǐn)喾桨附榻B該防跳回路設(shè)計方案綜合運用了自適應(yīng)配合和大容量分?jǐn)喽椉夹g(shù)(

3、見圖一)，由一只寬電流防跳繼電器、一只大容量繼電器、和一組二極管組合完成。不再考慮線圈電流配合問題，在0.25A5A很寬的電流范圍內(nèi)自適應(yīng)實現(xiàn)防跳功能；并有防止保護(hù)出口觸點燒毀的功能。KTRK2JTJK124V 586767I5867USASAFU1WCZJTBJ1TBJTBJ2DL1KTRHCTQTBJDL2DFU2圖中保護(hù)信號啟動大容量繼電器KTR，大容量繼電器KTR的橋接觸點替換原保護(hù)出口觸點JTJ、K1、K2并取消原并聯(lián)的TBJ保護(hù)觸點。橋接觸點在此不僅可傳遞各種保護(hù)出口分閘信號，且當(dāng)斷路器操動機(jī)構(gòu)失靈時其大容量觸點可直接跳閘(2QH串聯(lián)使用時實際最大分?jǐn)嗄芰_(dá)1200W以上)獲得很好

4、的保護(hù)效果。同時該方案自適應(yīng)組合壓降也符合反措規(guī)定小于10%額定值要求，可確保跳閘回路正常工作。圖：自適應(yīng)配合、大容量分?jǐn)嗟姆捞芈吩O(shè)計方案圖SA控制開關(guān)； ZJ自動裝置出口； JTJ、K1、K2保護(hù)出口；TBJDZ-619寬電流防跳繼電器； KTRDZ-637大容量繼電器； D二極管組合；DL1、DL2斷路器輔助接點； HC合閘線圈； TQ跳閘線圈2.自適應(yīng)配合原理分析該方案的防跳繼電器采用寬電流啟動線圈，并在其上并聯(lián)二極管組合，利用二極管正向非線性伏安特性實現(xiàn)自適應(yīng)功能。圖二為單只二極管正向伏安特性曲線，X軸為二極管的壓降，Y軸為二極管通過的電流。曲線由死區(qū)0-A、緩沖區(qū)A-B和正向?qū)▍^(qū)

5、B-C三段組成。選用的繼電器電流線圈動作值應(yīng)落在死區(qū)0-A之內(nèi) (即應(yīng)小于二極管組合的正向門限電壓，單只二極管的門限電壓小于0.5V；兩只二極管串聯(lián)組合的正向門限電壓小于1.0V；余類推)， 否則防跳繼電器不能正確動作或拒動。當(dāng)線圈壓降超過門限電壓進(jìn)入緩沖區(qū)A-B后二極管開始自動分流，線路電流愈大分流也愈多。進(jìn)入正向?qū)▍^(qū)后電流線圈的壓降沿二極管正向?qū)▍^(qū)B-C段變化(單只二極管的導(dǎo)通壓降在0.6V0.8V間；兩只二極管串聯(lián)組合的導(dǎo)通壓降在1.2V1.6V間)，通過繼電器線圈的電流只與線圈壓降和線圈電阻有關(guān)，超出部分由二極管分流。該方案可確保在寬電流線圈下限動作值與二極管正向額定電流值之間電流

6、范圍內(nèi)防跳繼電器都能可靠工作。圖二：單只二極管正向伏安特性曲線3. 幾種繼電器的自適應(yīng)性能對比幾種繼電器在自適應(yīng)防跳電路中電流線圈的性能參數(shù)對比情況見表格一。表格一： 自適應(yīng)防跳電路中電流線圈主要性能參數(shù)對比繼電器型號 規(guī)格線圈電阻動作值不大于6A二極管數(shù)量、壓降自適應(yīng)電流范圍當(dāng)二極管斷路時， 強(qiáng)行通過5A的繼電器線圈壓降ST2 2HDC 1.5V 9.4歐1.05V(0.11A)二只串聯(lián)壓降1.6V0.25A/5A47V 左右DSP 2HDC 1.5V 7.5歐1.20V(0.16A)三只串聯(lián)壓降2.4V37.5V左右 JHX-2F-2H2D025(10S)-11012.8歐0.15A(1.

7、92V)四只串聯(lián)壓降3.2V64V左右 DZ-619-2H2D 0250/0500(10S)-2203.6歐(專用)0.175A(0.63V)二只串聯(lián)壓降1.6V18V 小于反措的10% 額定值，對跳閘回路無影響自適應(yīng)防跳電路推薦采用寬電流啟動、電壓保持的雙線圈防跳繼電器，其理由：<1>.寬電流線圈電阻值是按寬電流上限設(shè)計，實際阻值較小線圈壓降較低，可用較少的二極管數(shù)量實現(xiàn)自適應(yīng)防跳保護(hù)功能。<2>.寬電流線圈窗口較大，可采用較粗的線徑，所以線圈的過負(fù)載能力特強(qiáng)。既使分流二極管出現(xiàn)斷路故障，線圈也可短時強(qiáng)行通過5A電流，其壓降也在反措規(guī)定范圍內(nèi)，確保斷路器分閘線圈能可靠

8、動作。<3>.并聯(lián)二極管后自適應(yīng)防跳電路存在無法檢測電流線圈通斷的風(fēng)險，寬電流線圈用線粗，斷線可能性極小，使無法檢測帶來的風(fēng)險也最小。<4>.一只寬電流雙線圈繼電器組成的防跳回路與用二只繼電器組合的防跳回路相比成本較低、接線筒便、可靠性好。4.自適應(yīng)配合防跳電路的測試結(jié)果對該方案在不同電流情況下的表現(xiàn)和適應(yīng)能力進(jìn)行了測試，并依據(jù)試驗數(shù)據(jù)描出特性曲線進(jìn)行了分析。圖三是自適應(yīng)防跳繼電器的伏安特性曲線，X軸表示試驗電路通過的電流，Y軸表示繼電器電流線圈的壓降。圖中伏安特性的斜線上升部分僅與繼電器電流線圈電阻有關(guān)，繼電器在此上升過程中某一點完成吸合動作；伏安特性的曲線上升部分與

9、二極管進(jìn)入分流狀態(tài)有關(guān)；伏安特性通過曲線過渡進(jìn)入平直部分，之后的壓降只與二串聯(lián)的二極管正向?qū)▔航涤嘘P(guān)(圖中略低于1.6V)。由于二極管為負(fù)溫度系數(shù)，隨著電流增大或通電時間延長發(fā)熱溫升，二極管壓降會有所降低，這不會影響自適應(yīng)防跳功能。測試證明自適應(yīng)范圍的電流上限完全取決于二極管的正向額定電流值，長時間通5A只是考核二極管的承受能力和散熱效果，繼電器在斜線上升部分完成動作后的狀態(tài)與電流變化無關(guān)，溫升也幾乎無變化。圖三： DZ-619 0250/0500(10S)-220-2H2D 繼電器 + 6A整流橋自適應(yīng)防跳伏安特性曲線 圖四是自適應(yīng)防跳繼電器的動作時間特性曲線，X軸表示試驗電路通過的電流，

10、Y軸表示繼電器的動作時間。圖中A曲線說明隨著線路電流加大自適應(yīng)防跳繼電器動作時間逐漸加快，之后趨于一穩(wěn)定值。由于二極管分流的結(jié)果加在繼電器電流線圈上的電壓僅與二只串聯(lián)的二極管正向壓降有關(guān)，所以進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)后繼電器的動作時間不會有明顯變化(圖中在7mS左右)。圖中B曲線是該繼電器不并聯(lián)分流二極管或二極管斷路時的動作時間特性曲線，由于線路電流全部通過繼電器電流線圈，可獲得比額定值還大的動作安匝數(shù)，所以能得到較快的動作時間。圖四：DZ-619 0250/0500(10S)-220-2H2D 繼電器動作時間特性曲線 (A：自適應(yīng)狀態(tài)；B：正常狀態(tài))5.結(jié)束語超寬的電流自適應(yīng)范圍能滿足市場常見斷路器防跳配合要求，超強(qiáng)的大容量觸點分?jǐn)嗄芰κ褂|點燒毀不再發(fā)生，較少