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轻松看懂控制回路的软件(控制回路是什么意思)

导语:轻松看懂控制回路

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0.1Ω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。

防跳的概念:所谓的防跳,并不是“防止跳闸”,而是“防止跳跃”。当合闸于故障线路时,保护会发跳令将线路跳开。如果此时HJ接点发生粘连,断路器就会在短时间内反复跳、合、跳、合。。。这就是“跳跃现象”。(断路器跳闸时间需要30-60ms,合闸时间需要60-90ms,一个跳合周期只需要150ms,很容易在短时间内完成几个周期的跳合跳的循环)跳跃现象轻则对系统造成多次冲击,严重时可能使断路器爆炸。所以“防跳”回路是必不可少的。下图中我们增加了防跳回路的部分,用绿色标记。

TBJ是一个双线圈继电器,由串接与跳闸回路的电流启动线圈TBJ,和接于防跳回路的电压自保持线圈TBJV组成。在跳闸过程中,当有分闸电流流过TBJ时,防跳回路中的TBJ2闭合,电压自保持线圈启动,TBJV2闭合,TBJV1断开。

如果在保护跳闸期间,HJ发生粘连,HJ->LP2->TBJV2->TBJV这条回路接通,TBJV电压自保持,使得TBJV1始终断开,合闸回路始终处于断开状态。这也就是防跳的目的:将断路器保持在跳闸状态。

如果跳闸期间没有跳令存在,则在断路器完成分闸后,跳闸回路被DL常开接点断开,TBJ电流线圈失电,此时由于HJ是断开的,不能形成TBJV电压自保持,复归。TBJV1重新闭合,合闸回路完好,不影响下次的跳合闸。

需要注意,接于跳闸回路的TBJ电流线圈,要求其在分闸时造成的压降要小。规程规定不能大于控制电源额定电压的5%。TBJ电流线圈的额定动作电流不能大于分闸电流的50%,保证TBJ在跳闸过程中可靠动作。

在有些断路器中也设置了防跳回路,它一般是由电压型继电器完成防跳功能的。但操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时使用,以免产生寄生回路。通常断路器自身有防跳回路的用其自身的防跳回路,没有的用操作箱的防跳回路。

(4)断路器位置监视回路

前面提到,控制回路应该能够反映断路器的位置状态以及跳合闸回路的完整性。所以我们在回路中增加了TWJ、HWJ来监视跳闸回路、合闸回路的完整性。图中用蓝色表示。

TWJ和HWJ的常闭接点串联来发出“控制回路断线”的信号。回路完好时,TWJ和HWJ必然有一个启动。当控制回路异常时,TWJ和HWJ均失电,报“控制回路断线”。

同时用TWJ的常开接点起动绿灯,HWJ的常开接点起动红灯。绿灯亮,表示断路器在分闸状态,合闸回路完好;红灯亮,表示断路器在合闸状态,跳闸回路完好。

(5)手分/手合回路

除了保护装置跳合闸外,控制回路还需要具备遥分遥合,就地分合的功能。其基本的原理是类似的,就不赘述了。增加的部分图中用橙色表示。

图中的KKJ是一只双位置继电器。它一个线圈得电后即使该动作电压小时,继电器还是保持在原来状态,知道另外一个线圈得电才能使继电器转换到另外一种状态。比如手分/遥分,使KKJ=0,只有手合/遥合后才能使KKJ=1。

KKJ的作用是用来判断是正常的分合闸操作,还是故障时保护装置的跳合闸动作。当正常的分合闸操作时,KKJ应变位,当保护动作跳合闸时,KKJ应不变位。KKJ的常开接点提供给“事故总”信号以及重合闸装置使用。

(6)控制回路的闭锁

为保证断路器工作的安全,控制回路往往采取多种闭锁措施,当条件不满足时,禁止断路器的操作。常见的闭锁回路一般有三种:

A、断路器的操作系统异常时对分、合闸回路进行闭锁。当液压/气压操作机构压力过高或过低,弹簧操作机构弹簧未储能,SF6断路器的SF6压力低等,这些都将串接在跳、合闸回路中的常闭接点断开,不允许断路器分合。

B、存在不通电源需要并列的场合,断路器控制回路要增加同期闭锁回路。

C、为了防止误操作的防误闭锁回路,在不具备操作条件时将控制回路断开。

以上所讨论的是三相操作的断路器控制回路。在220kV及以上系统中,通常采用分相操作的控制回路。分相操作控制回路看似复杂,其实原理是相同的,就不再赘述了。但分相操作控制回路有双组跳圈,第一组与合圈公用一组电源,第二组跳圈单独使用一组电源。两组直流电压相互独立。另外,每组跳闸回路都有一套三相不一致保护。

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