一、二次回路基本知识
1、二次回路作用
(1)二次设备:对一次设备进行监测、控制、调节、保护的电气设备。
(2)二次回路:发电厂、变电站二次设备及其相互连接组成的电路。
(3)作用:
A、对一次设备进行监测、控制、调节、保护;
B、二次回路是电力系统安全生产、经济运行、可靠供电的重要保障,是电力系统重要组成部分。
2、二次回路内容
(1)控制回路:对开关设备进行“跳”、“合”闸操作。
(2)信号回路:反映一次设备的工作状态,为运行人员提供操作、调节和故障处理提供依据。
(3)测量回路:指示或记录一次设备的运行参数,以便运行人员掌握一次设备的运行情况。是分析电能质量、计算经济指标、了解运行工况、进行故障处理主要依据。
(4)继电保护与自动装置回路:自动判别一次设备运行状态。系统故障或异常运行时自动进行处理,并发出信号。
(5)调节回路:根据系统运行需要,一次设备参数的变化,实时调节一次设备参数。
(6)操作电源:直流及交流电源系统。
二、断路器控制回路的组成
1、控制类型
(1)按控制地点不同:远方和就地控制。
(2)按操作方式不同:一对一控制和一对N控制。
(3)按操作电源不同:强电控制与弱电控制。
2、控制回路组成
(1)控制元件
A、手动控制元件:控制开关(SA)
B、自动控制元件:继电保护和自动装置相应接点。
C、控制开关(SA)结构:操作手柄和触点盒(LW2型控制开关)。
a、LW型控制开关操作手柄位置示意图
b、触点通断表示方法——触点表
c、触点通断表示方法——图形符号
(2)控制对象:操动机构中合闸线圈(YC)和跳闸线圈(YT)。
电磁操动机构中,合闸线圈(YC)流过电流较大,必须经过中间放大元件进行控制,即用SA控制合闸接触器KM的线圈,再由KM主触头控制电磁操动机构的YC。
(3)控制电路:控制元件和控制对象间的中间环节是指连接控制、信号、保护、自动装置、执行和电源等元件所组成的控制电路。
3、对控制回路基本要求
(1)、操动机构的跳、合闸线圈是按短时通过工作电流设计的,跳、合闸操作完成后应自动解除操作命令,切断跳、合闸回路,以免烧坏线圈。
(2)、既能利用控制开关手动跳、合闸,又能在保护和自动装置作用下,自动跳、合闸。
(3)、应有反映断路器状态的位置信号,同时监视控制电源及跳、合闸回路的完整性。
(4)、应具有防止断路器短时间内多次跳、合闸的电气防跳措施。
(5)、对于气动、液压、弹簧操动机构,应有压力是否正常,弹簧是否储能的监视及闭锁回路。
三、基本控制电路
1、跳、合闸电路
手动合闸:将控制开关SA置于合闸(C)位置,SA触点5-8接通,断路器动断辅助触点QF1接通,合闸线圈YC得电,断路器完成合闸操作;合闸完成后,断路器动断辅助触点QF1断开,切断合闸回路。
2、信号电路
(1)位置信号电路分析:断路器处在合闸位置,SA处在CD位置,控制小母线+极SA16-13→HR→R2→QF2控制小母线-极,红灯(HR)平光;断路器处在分闸位置,绿灯(HG)平光。
(2)自动跳合闸灯光显示:断路器自动合闸或保护动作使断路器跳闸时,为引起运行人员注意,普遍采用指示灯闪光方法。电路采用“不对应”原理设计。如自动合闸时,断路器在合闸位置,SA在TD位置,M100+→SA9-10→HG→R1→QF1→控制小母线-极,绿灯(HG)闪光。
3、断路器防跳电路
(1)断路器产生跳跃现象原因:
A、断路器合闸于永久故障线路;
B、控制开关SA手柄未松开,SA5-8或自动装置触点K1卡死情况下。
(2)防跳:防止断路器在短时间内多次进行跳合闸操作,要求每次合闸操作时,只允许一次合闸,跳闸后只要手柄在“合闸”位置(或自动装置的触点K1在闭合状态),则应对合闸操作回路进行闭锁,保证不再进行第二次合闸。
(3)防跳措施:电气防跳和机械防跳。电气防跳有采用防跳继电器(KCF)和跳闸线圈的辅助接点两种。
(4)采用防跳继电器构成防跳电路
分析:防跳继电器KCF具有二个线圈:电流起动线圈与电压保持线圈。电流线圈串联在跳闸线圈回路中,电压线圈与其自身的动合触点串联再与YC相并联,另一对动断触点与YC串联起闭锁作用。
当手动合闸于永久故障线路上时,继电保护出口中间继电器触点K2闭合,电流经K2→KCF→QF2→YT,YT得电,断路器跳闸,同时KCF起动,其动断触点断开,闭锁合闸回路;动合触点闭合,只要SA5-8接通,KCF电压线圈始终带电吸合,闭锁合闸回路,直至运行人员松开手柄,SA5-8断开为止。自动合闸的防眺过程如同一撤。
4、事故音响启动电路
事故音响启动按断路器和控制开关位置“不对应”启动。断路器由继电保护动作而事故跳闸时,QF处于跳闸位置,SA处于合闸后位置;事故音响小母线M708接通负电源,启动事故音响。
四、电磁操作机构断路器的控制电路
1、手动合闸操作
合闸前,断路器处于跳闸位置,QF1、QF3闭合、QF2断开、SA处于“跳闸后”位置,正电源(+)经FU1→SA⑾⑩→GN→R1→QF1→KM→FU2→负电源(-)形成通路,绿灯GN发平光。此时合闸接触器KM线圈两端虽有一定电压,但由于HG和R1的分压作用,不足以使合闸接触器动作;绿灯亮不仅反映断路器位置,同时监视合闸回路完整性。
将SA操作手柄顺时针方向旋转90°到预备合闸位置,此时HG经SA⑨⑩接至闪光小母线M100(+)上,HG闪光。
核对无误后,将SA手柄顺时针旋转45°到“合闸”位置,SA⑤⑧接通,合闸接触器KM加上全电压励磁动作,其主触头KM1、KM2闭合,使YC励磁动作,操作机构使断路器合闸,同时辅助动断接点QF1断开,HG熄灭、辅助动合接点QF2闭合,电流经(+)→FU1→SA⒃⒀→HR→R2→YT→FU2到(-),红灯RD发平光。
运行人员见RD发平光后,松开SA手柄,SA回到“合闸后”位置,此时电流经(+)→FU1→SA⒃⒀→RD→R2→QF2→YT→FU2到(-),RD发平光。
2、事故跳闸
自动跳闸前,断路器处于合闸位置,控制开关处于“合闸后”状态,HR平光。当一次回路发生故障相应继电保护动作后,K2闭合,短接了HR和R2回路,使YT加上电压励磁动作,断路器跳闸;QF2断开,HR熄灭;QF1闭合,HG闪光;QF3闭合,中央事故信号装置峰鸣器HAU发出了事故音响信号,表明断路器已事故跳闸。
3、自动合闸
自动合闸前,断路器处在跳闸位置,控制开关处于“跳闸后”位置,HG平光;当自动装置动作使K1闭合时,短接了HG和R1,KM加上全电压励磁动作,使断路器合闸。合闸后QF1断开,HG熄灭,QF2闭合,HR闪光,同时自动装置将启动中央信号装置发出警铃声和相应的光字牌信号,表明该断路器自动投入。
五、弹簧操动机构断路器的控制电路
当断路器无自动重合闸后装置时,在其合闸回路中串有操作机构的辅助动合触点Q1。只有在弹簧储能后、Q1闭合后,才允许合闸。
当弹簧未储能时,储能电机启动回路两对辅助动断触点Q1闭合,启动电动机M,使合闸弹簧储能。弹簧储能后,两对动断触点Q1断开,合闸回路中的辅助动合触点Q1闭合,电动机M停止转动。此时,方可进行合闸操作,断路器利用弹簧储存的能量进行合闸,合闸弹簧释放能量后,又自动储能,为下次动作做准备。
当断路器装有自动重合闸装置时,由于合闸弹簧正常运行处于储能状态,所以能可靠地完成一次重合闸的动作。如果重合不成功又跳闸,将不能进行二次重合。为了保证可靠“防跳”,电路中装有防跳设施。
防跳继电器KCF的动合触点经电阻R4与保护出口继电器触点K2并联的作用:断路器由继电保护动作跳闸时,其触点K2可能较辅助常开触点QF先断开,从而烧毁触点K2。常开触点KCF与之并联,在保护跳闸的同时防跳继电器KCF动作并通过另一对常开触点自保持。
六、弹簧操动机构断路器的控制电路
为保证断路器可靠工作,油的正常压力应在允许范围之内。运行中,由于漏油或其他原因造成油压小于一定值时,微动开关触点S3闭合,使接触器KM线圈带电,其主触头闭合,启动油泵电动机M;同时时间继电器(KT)线圈励磁,其动断接点延时断开,接触器KM线圈失电,其主触头断开,油泵电动机M停止运转,维持了液压在要求的范围内。
当油压继续降低时,微动开关触点S1接通,中间继电器K1线圈励磁,其动合接点闭合发合闸闭锁信号;动断接点断开,切断合闸回路。
当油压继续降低时,微动开关触点S2接通,中间继电器K2线圈励磁,其动合接点闭合发分闸闭锁信号;动断接点断开,切断分闸回路。
当压力异常到降低或异常升高时,压力表触点S6或S7闭合,启动中间继电器K3,其动合接点闭合发压力异常信号;动断接点断开,切断跳、合闸回路。