慈超超 程志秋
(1.深圳供電局有限公司,廣東 深圳 518000;2.佛山供電局,廣東 佛山 528100)
本文以南瑞公司RCS-941A 的斷路器控制回路為例,說明斷路器控制回路的基本原理和使用該回路對斷路器進(jìn)行各種操作的方式,RCS-941A 斷路器的控制回路如圖1。
圖1 高壓斷路器控制回路展開圖
斷路器的合閘操作分為手動(dòng)合閘和自動(dòng)合閘兩種,以手動(dòng)合閘為例,分析斷路器的合閘操作過程。合閘操作前斷路器處于分閘狀態(tài),此時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF1 在閉合狀態(tài)。就地手動(dòng)合閘操作時(shí),按下斷路器操作箱上的“合閘”按鈕,這時(shí)端子“1D40”與正電源導(dǎo)通,電路(+)-1D40-D3-HYJ1-TBJV-HBJ-QF1-HC-(-)接通。此時(shí)HBJ 線圈勵(lì)磁,HBJ 的接點(diǎn)接通,HBJ 繼電器自保持,回路(+)-HBJ 接點(diǎn)-TBJV-HBJ 線圈-QF1-HC-(-)接通,該回路在斷路器完成合閘前自保持。斷路器合閘后斷路器的輔助觸點(diǎn)QF1 斷開,QF2 閉合。QF1 斷開切斷了合閘回路的電源,避免合閘線圈HC 長期通電和燒毀。QF2 閉合,使電路(+)-HWJ1-HWJ2-R11、12-QF2-TQ-(-) 接通,合位繼電器HWJ1、HWJ2 勵(lì)磁,發(fā)合閘信號(hào)。
如果線路重合閘投入,線路發(fā)生故障斷路器跳開后,保護(hù)裝置控制重合閘動(dòng)作,重合閘繼電器HJ 接點(diǎn)閉合,電路(+)-HJ 接點(diǎn)-1LP2-TBJV-HBJ-QF1-HC-(-)接通,使合閘保持繼電器線圈勵(lì)磁,之后的動(dòng)作跟手動(dòng)合閘一樣。
斷路器的跳閘操作分為手動(dòng)跳閘和自動(dòng)跳閘兩種,就地“手動(dòng)分閘”操作,按下斷路器操作箱上的“分閘”按鈕,端子1D35 與正電源導(dǎo)通,此時(shí)電路(+)-1D35-D1-TYJ1(TYJ2)-TBJ-QF2-TQ-(-)接通,跳閘保持繼電器TBJ 勵(lì)磁,TBJ 接點(diǎn)接通,電路(+)-TBJ 接點(diǎn)-TBJ 線圈-QF2-TQ-(-)接通。TBJ 自保持,使斷路器的跳閘線圈勵(lì)磁,斷路器跳閘后,TQ 斷開,切斷跳閘回路,同時(shí)HC 勵(lì)磁,使電路(+)-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9,R10-QF1-HC-(-)接通,TWJ 線圈勵(lì)磁,發(fā)斷路器分閘信號(hào)。若線路在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障,保護(hù)裝置使保護(hù)跳閘繼電器的接點(diǎn)TJ 閉合,電路(+)-TJ 接點(diǎn)-1LP1-TYJ1(TYJ2)-TBJ-QF2-TQ-(-)接通,TBJ 線圈自保持,之后的動(dòng)作跟手動(dòng)分閘一樣,將斷路器跳閘。
當(dāng)斷路器在分閘位置需要合閘時(shí),按下“合閘”按鈕,此時(shí)斷路器合閘,但由于線路有故障,繼電保護(hù)使TJ 接點(diǎn)閉合,跳閘回路接通,此時(shí)TBJ 線圈勵(lì)磁,TBJ 與TBJV 節(jié)點(diǎn)并聯(lián)的接點(diǎn)閉合,由于合閘信號(hào)沒有接觸,回路(+)-1D40-TBJV-TBJ-R7,R8-(-)接通,TBJV 線圈勵(lì)磁,使TBJV 常開觸點(diǎn)閉合,TBJV 常閉觸點(diǎn)斷開,常開觸點(diǎn)閉合的作用是使線圈TBJV 自保持,斷路器跳開后,QF2 斷開,TBJ 回路斷開,TBJ 觸點(diǎn)斷開,由于TBJV 通過其常開觸點(diǎn)閉合,斷路器跳開后,若合閘信號(hào)任為解除,回路(+)-1D40-TBJV 線圈-TBJV 觸點(diǎn)-R7,R8-(-)回路仍然保持接通。TBJV 常閉觸點(diǎn)斷開斷開了合閘回路,使斷路器不能合閘,實(shí)現(xiàn)了防“跳躍”閉鎖功能。
控制回路的監(jiān)視是由跳閘位置繼電器TWJ 和合閘位置繼電器HWJ 實(shí)現(xiàn)的。HWJ 接于跳閘回路,該回路在開關(guān)跳閘線圈之前串有斷路器常開輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)在合位時(shí),其常開輔助觸點(diǎn)閉合,HWJ 線圈帶電,HWJ=1 表明開關(guān)合位。TWJ 在合閘回路中,該回路在開關(guān)合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)在分位時(shí),其常閉輔助觸點(diǎn)閉合,TWJ 線圈帶電,TWJ=1 表明開關(guān)分位。合位繼電器是用來監(jiān)視跳閘回路完好性的,而跳位繼電器是用來監(jiān)視合閘回路完好性的。正常狀態(tài)下,TWJ 和HWJ 中僅有一組勵(lì)磁,若TWJ 和HWJ 都不勵(lì)磁,則說明控制回路電源出現(xiàn)了故障。
TWJ/HWJ 位置繼電器的不僅能用來提供開關(guān)位置指示,還可以用來監(jiān)視控制回路是否斷線和控制電源是否完好。
開關(guān)在分位時(shí),電路(+)-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9,R10-QF1-HC-(-)接通,TWJ 線圈勵(lì)磁,發(fā)斷路器分閘信號(hào)。此時(shí)雖然合閘線圈HC帶電,但由于TWJ 為電壓線圈,線圈本身電阻大,再加上回路中串入的電阻,整體電阻為20~40kΩ,而合閘線圈為電流線圈,阻值很小,雖然整個(gè)合閘回路是導(dǎo)通的,但因?yàn)榭刂苹芈冯妷捍蟛糠旨釉赥WJ 上,TWJ 部分電阻很大,電流很小,不足以使合閘線圈動(dòng)作。TWJ 線圈上串聯(lián)的電阻,也是為了防止TWJ 線圈擊穿短路,導(dǎo)致合閘線圈誤動(dòng)。當(dāng)手動(dòng)或遙控合閘時(shí),合閘回路接通相當(dāng)于直接將TWJ 短接,電壓直接加在合閘線圈上,使線圈動(dòng)作,HWJ 回路同此基本一致。
KKJ 繼電器是一個(gè)雙圈保持的雙位置繼電器。該繼電器有一個(gè)動(dòng)作線圈和一個(gè)復(fù)歸線圈。動(dòng)作線圈勵(lì)磁時(shí),接點(diǎn)閉合,失電后接點(diǎn)也會(huì)維持在閉合狀態(tài),直至復(fù)歸線圈上加上一個(gè)動(dòng)作電壓,接點(diǎn)才返回,返回后線圈失電,接點(diǎn)也會(huì)維持在打開狀態(tài)。手動(dòng)/遙控合閘的同時(shí)控制回路啟動(dòng)KKJ 的動(dòng)作線圈,手動(dòng)/遙控分閘時(shí)啟動(dòng)KKJ 的復(fù)歸線圈,而保護(hù)跳閘時(shí)是不啟動(dòng)復(fù)歸線圈的。將TWJ 的常開接點(diǎn)與KKJ 的常開接點(diǎn)串聯(lián),利用KKJ 保護(hù)跳閘時(shí)不啟動(dòng)復(fù)歸線圈,KKJ 狀態(tài)與斷路器狀態(tài)不對應(yīng)來實(shí)現(xiàn)原合后位置接點(diǎn)的功能。
要保證斷路器合閘成功,必須保證使合閘回路中的電流持續(xù)一定的時(shí)間以啟動(dòng)合閘線圈。遙控合閘時(shí),合閘脈沖持續(xù)時(shí)間比較短,若合閘脈沖在合閘線圈啟動(dòng)之前消失,則合閘操作就會(huì)失敗,所以就在合閘回路中加入了合閘保持繼電器HBJ,依靠HBJ 的自保持回路,保證在斷路器合閘操作完成之前,斷路器的合閘回路一直保持導(dǎo)通狀態(tài),確保斷路器能夠完成合閘操作。跳閘保持繼電器TBJ 在跳閘時(shí)自保持作用與HBJ 在合閘時(shí)所起的作用一樣,同時(shí)TBJ 在合閘于預(yù)伏性故障時(shí)還能啟動(dòng)TBJV 線圈,從而啟動(dòng)防跳功能。
當(dāng)壓力低時(shí),斷路器不能切斷電弧,如果此時(shí)對斷路器進(jìn)行操作就會(huì)引起事故。壓力繼電器的作用是在壓力低時(shí),斷開跳 合閘回路,禁止對斷路器的操作,防止事故的發(fā)生。
TJ 是當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí),由繼電保護(hù)裝置控制的保護(hù)跳閘接點(diǎn),HJ 是當(dāng)線路跳閘后,若線路重合閘功能投入,進(jìn)行重合閘的接點(diǎn)。當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí),TJ 接點(diǎn)導(dǎo)通,跳閘回路接通,重合閘時(shí),HJ 所在回路接通,斷路器合閘。
本文以RCS-941A 操作回路為例介紹了斷路器的合閘回路、跳閘回路、“防跳”回路以及斷路器位置監(jiān)視回路的實(shí)現(xiàn)原理以及回路中主要繼電器的功能。該回路利用TWJ、HWJ 指示斷路器的跳合閘狀態(tài)并能監(jiān)視控制回路和跳合閘回路的完好性;TBJ 和TBJV 配合完成斷路器的防跳功能,在合閘于預(yù)伏性故障的線路上時(shí)能自動(dòng)斷開合閘回路,防止斷路器“跳躍”,同時(shí)該回路中的TYJ 和HYJ 在壓力低時(shí),對操作回路進(jìn)行閉鎖。
[1]陳慈萱,向鐵元,劉滌塵,等.電氣工程基礎(chǔ)(下冊)[M].北京:中國電力出版社,2004,2.
[2]鄒仉平.實(shí)用電器二次回路200 例[M].北京:中國電力出版社,2008,2.