GIS高压电气二次控制回路基础培训三

GIS高压电气二次控制回路基础培训三共四课时一、二次回路常用元器件二、基本二次控制电路介绍三、典型二次回路分析四、可编程逻辑控制器在GIS中的应用第三课典型二次回路分析•基本逻辑电路•LW34B-40.5弹簧机构二次回路原理图分析•ZF12-126(L)GIS断路器分/合控制原理分析•ZF12-126(L)GIS隔离开关电机控制原理图分析LW34B-40.5弹簧机构二次回路原理图分析•储能电机超时、过载保护•断路器分合闸操作•防跳功能的实现合闸回路分闸回路防跳回路小电阻作用：分压，使防跳回路线圈在较低电压下（90%Ue）保持吸合状态，减少该线圈的发热。防跳回路分析电机保护原理电机异常，断开合闸回路为什么不用断开分闸回路？因为电机给合闸簧储能，而合闸簧给分闸簧储能，所以电机储能回路故障不会直接影响到机构分闸，并且除重合闸之外，储能动作是在机构合闸之后开始，此时分闸簧已经被储能上面的回路不规范，改进后的电路图如下所示，改进后，器件名称用符号命名，取消防跳回路小电阻，电机热保护采用小型断路器，并增加了回路中接触器主触点的断点，延长接触器的使用寿命。•停止给电机供电的办法：断开图3-2中电机回路中接触器88M的常闭触点，从而断开该回路；•位置保护：(储能到位)微动开关hb1断开-接触器线圈88M失电-电机回路中常开触点88M断开－电机失电•超时保护如果储能实现过长，则断开储能回路，方法如下：开始储能：断路器合闸之后，微动开关hb1闭合-接触器线圈、88M得电-闭合电机回路中的常开触点88M，同时启动时间继电器48T；储能超时：时间继电器48T的延迟闭合常开触点48T闭合-继电器线圈49MX得电-断开储能回路中的常闭触点49MX-接触器线圈88M失电。LW34B-40.5储能电机保护电路•过载保护：如果机构储能系统卡涩，则会导致电机转子电流大，则要断开储能回路，方法如下：过载-被温度继电器49M感知-电机保护回路温度继电器触点49M闭合-线圈49MX得电-断开储能回路常闭触点49MX,同时断开合闸回路中的常闭触点49MX（禁止合闸）-储能回路接触器88M线圈失电-电机回路触点88M断开。需要注意的是：如果发生了过载或储能超时，则保护回路一直得电，直到有人到达现场重新启动控制回路。LW34B-40.5储能电机保护电路LW34B-40.5分合闸操作•分闸操作断路器操动机构在完成合闸操作之后，分闸回路中辅助开关a/1，a/2常开触点闭合，就地按下分闸按钮BT，主分线圈52T1得电，完成分闸操作；如果分闸失败，则从远方接通分回路2，使分闸线圈52T2得电，从而完成远方辅分操作。•合闸操作断路器操动机构在完成分闸操作之后，合闸回路中的辅助开关a/1常闭触点闭合，给出合闸信号，则接通合闸回路，由于防跳回路中的触点a/1处于断开状态，防跳回路没有投入。LW34B-40.5操动机构防跳原理•开关跳跃•跳跃是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因，造成合闸输出端一直带有合闸电压。当开关因故障跳开后，会马上又合上，保护动作开关会再次跳开，因为一直加有合闸电压，开关又会再次合上。所以对此现象，通俗的称为“开关跳跃”。一旦发生开关跳跃，会导致开关损坏，严重的还会造成开关爆炸，所以防跳功能是操作回路里一个必不可少的部分。•防跳测试方法1.断路器处于分闸状态，合闸信号一直持续，这时给出分闸信号，则断路器首先进行合闸动作，之后进行分闸动作，之后保持分闸状态不变；2.断路器处于合闸状态，合闸信号一直持续，这时给出分闸信号，则断路器只进行分闸操作，之后处于保持分闸状态不变。防跳回路工作分析•断路器处于分闸状态（防跳回路a/1断开，防跳回路没有投入）给出合闸信号，则合闸回路接通，合闸线圈52C得电，完成合闸操作；完成之后，防跳回路中的辅助开关触点a/1闭合，防跳继电器52Y得电，并自保持，延时断开触头52Y在N秒后断开，电流从小电阻R1中流过，由于相对于防跳继电器保持线圈的电阻（15K）该电阻很小，使得加载在防跳继电器上的电压大于其返回电压，所以防跳线圈仍然处于保持状态。防跳回路一直投入，合闸回路中的常闭触点52Y断开，直到合闸信号消失。如果操作发生故障，合闸信号一直给出，而线路发生了故障，保护装置发出跳闸命令，则分闸回路动作，完成分闸操作。由与合闸回路被防跳继电器的常闭触点52Y断开，所以虽然有合闸信号，但是不能实现合闸，直到合闸信号消失，防跳回路会推出。在合闸信号消失后如果再次合闸，由于防跳回路只能在合闸操作后且合闸信号继续保持的情况下被启动，所以可以进行合闸操作防跳回路工作分析•当断路器处于合闸状态如果此时发生了故障，使得合闸信号和分闸信号一直给出，则由于一开始防跳回路没有投入，则会完成分闸操作，之后在合闸信号的作用下，完成合闸操作，之后防跳回路投入，合闸回路被断开，再进行一次分闸操作之后，不能再次进行合闸操作，于是实现了防跳。下面介绍一下经过机构公司简化过的LW34B-40.5操动机构二次控制原理图简化过的地方：1、用接触式继电器代替防跳继电器，由于弹簧机构的特点：合闸之后，需要再次储能才能第二次合闸，储能时间为15s远远大于继电器的动作时间，所以一般的继电器即可满足要求。2、取消所谓的“防跳继电器”49MX。3、新图中，如果储能超时，则中断电机回路的接触器线圈KM，但是储能回路仍然带电，不允许合闸，而原图中储能回路不带电，而电机保护回路带电，不允许合闸，作用相同3、用小型断路器代替过载保护ZF12-126(L)GIS断路器分/合控制原理分析•防跳回路•近远控切换•合闸操作•主分辅分操作•低气压闭锁•合闸簧储能控制近控时，防跳投入虚线部分位于机构内部近远控切换•由钥匙开关SK1实现近远控切换•近控时，防跳继电器K11投入，合闸操作只能通过本地操作进行；分闸操作的主分操作只能通过本地操作实现，副分操作可以通过远控操作实现；•远控时，防跳继电器退出，合闸操作只能通过遥控实现，分闸操作的主分、副分也只能通过远控实现；分合闸操作•合闸近控时切换开关SM0到ON位置，远控时接通“合闸遥控”回路；在正常情况下接通合闸线圈Y1(虚线部分的内容在机构中)，实现合闸操作。•分闸远控时，通过分闸遥控回路或副分回路都可以实现分闸，近控时，可以通过切换开关SM0到OFF位置，实现本地分闸，如果分闸失败，则可以通过副分回路在远方合闸。防跳回路•在近控情况下投入。•如果合闸信号持续，且当前断路器处于合闸状态，则防跳继电器K11得电，使合闸回路中的常闭触点K11断开，从而断开合闸回路。•如果合闸信号持续，且当前断路器处于分闸状态，则由于防跳回路中的自锁触点K11断开，不能实现防跳，只有进行了一次合闸操作之后，转到上面所述的合闸状态，防跳继电器线圈K11才能得电，从而实现防跳。需要注意的是，防跳继电器K11和分闸线圈的动作时间是相配合的假设发生故障，合闸信号和分闸信号同时给出，如果防跳继电器采用一般的继电器则其动作时间在55ms以上，这个时间大于ZF126的分闸时间与和合闸线圈的反应时间之和，则不能达到首次防跳的作用。低气压闭锁•灭弧室内的气压达到最低功能压力值时，该气室中的密度继电器动作，闭合低气压闭锁回路，线圈K10得电，断开合闸回路和主分、副分回路中的常闭触点K10，禁止进行分合闸操作。合闸簧储能控制•储能开始合闸操作之后，合闸簧储能回路中的行程开关SP闭合，线圈K10得电，断开合闸回路中的常闭触点K10，禁止在储能过程中进行合闸操作；•储能完成“合闸簧已储能显示”回路中的行程开关SP闭合，储能完成指示灯EL2亮。储能回路断开，K10失电，合闸回路中的触点K10闭合，允许进行合闸操作。ZF12-126(L)GIS隔离开关电动机构控制原理分析•电机合闸操作•电机分闸操作•电机能耗制动交直流串激电机特点•恒功率即输出力矩和速度成反比关系，在遇到大的负载的情况下会降低速度获得较大的力矩，常用作储能电机，起重机、火车拖动电机等。•结构定子绕组(励磁绕组)和转子绕组串联,这个结构特点是其能交直流通用的原因所在。•工作原理通过直流电时，励磁绕组产生恒定磁场，转子中通过方向恒定且不和磁场方向重合的电流，根据安培定律，转子将受到磁场力的作用旋转；通过交流电时，由于励磁绕组磁场方向的变化和电枢电流的变化是同时的，等同于没有发生变化，于是保持定向旋转。•换向方法如果磁场方向和电流方向同时改变，则不能换向，常用的方法是改变电枢电流的方向而保持励磁绕组方向不变。自保持互锁限位开关加入联锁逻辑解锁闭锁逻辑隔离开关动作闭锁逻辑电机合闸操作•当前为电动操作状态，行程开关SL1/SL3闭合，K15触点1闭合；•转换开关SM0切到ON位置-合闸回路KEX线圈得电并闭合KE的4号触点自保持-电机回路中，KE的2、3号触点闭合，6、8号触点断开而-电流经KE的3号触点、电机电枢、KE2号触点、KA7号触点、电机励磁绕组，（红色）-电机正向运动,直到合闸到位-断开行程开关SL1，并闭合行程开关SL2-进入能耗制动。线圈KE得电SM1ONKE:2闭合KE:7断开KE:6断开KE:4闭合KE:3闭合KE:5断开KE:8断开合闸回路自保持断开分闸回路（互锁）电机分闸操作•当前为电动操作状态，行程开关SL2、SL3闭合，K15触点1闭合；•转换开关SM0切换到OFF位置，线圈KA得电，闭合KA的4号触点自保持-电机回路中KA的2、3号触点闭合-电流经过KA的3号触点、电机电枢、KE的7号触点、KA的2号触点、电机励磁绕组（蓝色）-电机反转，直到分闸完成-分闸到位SL2断开,KA线圈失电-反转回路断开-辅助开关QS1的（57，59），（61，63）号触点闭合-进入能耗制动线圈KA得电SM1OFFKA:2闭合KA:7断开KA:6断开KA:4闭合KA:3闭合KA:5断开KA:8断开分闸回路自保持断开合闸回路（互锁）能耗制动•合闸到位，电机操作回路中，KA的6、8号触点和KE的6、8号触点闭合QS1的(58,60),(62,64)闭合；电流流过回路1(绿色)进入能耗制动；•合闸到位，电机操作回路中，KA的6、8号触点和KE的6、8号触点闭合QS1的(61,63),(57,59)闭合；电流流过回路2（粉红）进入能耗制动。SL1断开线圈KE失电KE:2断开KE:7闭合KE:6闭合KE:4断开KE:3断开KE:5闭合KE:8闭合断开自保持接触分闸回路互锁合闸到位QS1(58,60)闭合QS1(62,64)闭合SL2断开线圈KA失电KA:2断开KA:7闭合KA:6闭合KA:4断开KA:3断开KA:5闭合KA:8闭合断开自保持接触分闸回路互锁分闸到位QS1(57,59)闭合QS1(61,63)闭合第三课小结•难点1理解防跳回路的工作原理，尤其是LW34B操动机构防跳继电器延时触头的作用。•难点2理解电动机构电机正反转工作原理，和能耗制动的原理。