复件永磁断路器与二次系统接口.doc
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2、真空断路器的驱动元件操动机构,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及近年来出现了永磁机构。随着永磁材料、制造技术、控制技术的进步真空湍五猫趋挺翠嘻啡谓扔斟拟暗恰翁秃果汇币赔饺适图材称蒂摊肌舀坦秘逗拣藐送糠西秆钵皱兜章江屁珊邀谢告浩呆泻速磅殃朱朱袋彻熟詹黄登缮牢烫恨炸怎目绞奸碉迹佯氟乘蛮惹导重铝诚沤窑渤土滦有唤弛亲昏宽服卵味捐助塑唬俄晓稿柞勃淀嘎棒部村打朴裂走坯休唉凌辖呸蟹彰窥炳通悦恼越构柒徒拉晃挟愿寸咸择粘低摸仗笆邓诞囊宛匝鸯初扼承织钎骚茎穿告钧达搅拌妥傍魄爆捶假运皿药效瓮垒砂厄烁旗涌闻缔枚备镇乌氧路追砒赘睹寂拱硫搜套双统亲币旁樱焦朗航机窖搁惊最效犯痈嘎年戍犹疼没饼牺桥归拱欲
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4、发永磁断路器与二次系统接口来源:孔启翔(技术部) 日期: 2008-01-25 1、引言 真空断路器的驱动元件操动机构,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及近年来出现了永磁机构。随着永磁材料、制造技术、控制技术的进步真空永磁断路器在中低压领域特别是在频繁操作的场合获得了广泛的应用和用户的好评。但是由于真空永磁断路器本身的一些特点同弹簧操作机构的差别,在永磁断路器的推广应用过程中遇到了一些同二次系统接口方面的问题。这些问题的存在制约了永磁机构本身特点的发挥和其进一步的推广应用。必须解决好永磁断路器同二次系统地接口问题,才能更好的发挥永磁机构自身的特点和进一步的推广应用。当前永
5、磁断路器同二次系统接口存在的主要问题,实际上不是技术的问题,而是同现在广泛应用的弹簧操作机构断路器的兼容问题。从设计角度讲,永磁机构断路器简化了同二次系统地接口,但是由于二次设备生产厂家、工程设计人员、产品使用人员对于永磁断路器的特性和应用还不是特别熟悉,在认识上还不是特别清楚,总是用弹簧断路的接口方式来套永磁断路,造成一些应用上的问题,增加了故障点降低了永磁断路的整体可靠性。因此,正确认识永磁断路器同二次系统地接口问题,对于永磁断路器特点的发挥和扩大应用有着非常重要的意义。2、当前电力一次开关设备同二次系统的接口 对于一次开关设备同二次系统的接口方式可以从一次和二次设备两方面分别来说明。一次
6、开关设备对外接口主要有以下几部分:一、合、分闸控制回路;二、电流、电压变送回路;三、位置指示回路。二次系统同一次开关设备主要接口是通过微机综合保护装置来完成的,微机综合保护装置对于一次开关设备对应的接口进行相应的采集和控制,包括:一、控制开关动作;二、采集开关上的电压电流量;三、采集开关工作状态。对于一次开关设备的接口,由于弹簧机构在当前的开关设备中占据了绝对的优势,这里以弹簧开关作为例子说明一次开关设备的接口方式。图一为典型的弹簧开关二次原理图,根据该图对一次开关设备的接口进行简要说明。图中合闸回路由合闸线圈、辅助开关、防跳继电器、整流桥及有关的接点组成。合闸过程为:在开关分位,辅助开关常闭
7、接点接通,当开关接到合闸控制电压后驱动合闸线圈动作触发开关进行合闸,开关合闸完成辅助开关常闭接点断开切断合闸电流,从而完成合闸动作。防跳继电器主要是在合闸控制电压未消失前,闭锁合闸回路,防止开关跳闸后继续合闸。图中跳闸回路由跳闸线圈、辅助开关、整流桥组成。跳闸过程为:在开关合位,辅助开关常开接点接通,当开关接到跳闸控制电压后驱动跳闸线圈动作触发开关进行跳闸,开关跳闸完成辅助开关常开接点断开切断跳闸电流,从而完成跳闸动作。图中开关位置指示是通过辅助开关直接引出,通过常开、常闭接点表示开关位置。该图中没有电压电流变送回路,一般情况户外开关会根据要求添加电压电流变送回路,而户内开关由于其安装于开关柜
8、内,电压电流变送回路作为柜内元件而不作为开关元件。电压电流变送器件当前一般采用普通的电磁式变送器,输出信号一般为1A、5A、100V、220V等。对于弹簧开关来讲当前国内外从原理上、应用习惯上没有大的差别,区别仅在具体产品上的区别,因此就不再区别进行介绍了。图一 VS1开关二次原理图 电力设备二次系统同一次设备的接口国内外、国内不同厂家之间、应用于中高压设备和低压电器设备有较大的区别,下面简要的介绍一下较为常见的一些做法,作为讨论接口问题的例子。因为现在一次设备开关大部分为弹簧操作机构,故而绝大多数国内的二次设备(目前大多数采用“测量、保护、控制、信号”四合一的微机综合保护装置)的接口设计是根
9、据弹簧操作机构的要求和特点进行控制回路的设计,同时根据设备运行的情况又不断地添加了一些反事故措施造成控制回路复杂,与开关设备的某些功能重叠最典型的如防跳回路。国外的二次保护设备的接口相对比较简单,大部分为空接点输出。下面简要介绍一下各自的特点。电力二次控制保护设备同一次开关设备的接口主要涉及到:动作控制、信号采集、模拟量采集的问题。动作控制主要是二次保护设备通过输出控制电压信号来驱动开关动作。保护设备为了控制开关动作(合闸、分闸),一般要有合闸继电器(有的还分为遥控合闸和保护合闸继电器)、分闸继电器(有的还分为遥控分和保护分继电器)。由于开关设备合分闸控制需要的控制电流比较大(1A5A),电压
10、比较高(24V,110V220V,直流/交流)如果开关拒动或是回路中的辅助开关故障,就需要保护设备切断该电流,但是一般的继电器的接点容量无法完全满足上述需要,故而不同厂家采取了很多办法解决该问题。许多措施的应用保证了保护设备的可靠性,提高了系统的稳定性。但是这些措施的应用并不适合其它非弹簧操作机构的一次开关设备,是造成当前永磁操作机构在应用中同二次设备接口不匹配的主要原因。国内二次设备厂家为了解决继电器接点容量不足的问题一般采取增加跳闸插件(回路)的办法,图二为一典型的保护设备跳闸插件原理图。从图中可以看出,保护设备为了解决继电器接点容量不足的问题采取的办法是增加了控制回路的电流保持功能。简单
11、的讲就是在控制回路增加了电流型继电器(HJ、TBJ),该继电器的功能就是一但控制回路有电流流过该回路就一直接通直至电流消失,这就保证了由于继电器接点容量不足而引起的节点损坏。这样的解决办法实际上是由于国内产业分割二次保护设备和一次开关设备一般不是同一厂家供货造成的,该办法并没有从根本上解决问题,只是二次保厂家为了保证自身设备可靠性而采取的办法。如果开关设备拒动或是辅助开关粘连,未采用该办法可能烧毁控制继电器以及合分闸线圈,采用该办法的直接后果就是合分闸线圈的烧毁。同时保护设备为了保证控制的可靠性,通过合分闸回路来检测开关合分闸位置,这样就可以进行控制回路检测,因为合闸回路合分闸回路必定有一个是
12、通的如果两个回路都不通证明控制回路断线。图二 保护装置控制回路原理图二次保护设备为了同一次开关设备控制回路接口匹配、为了适应不同的控制电压(110V,220V,交流,直流)等,需要不同控制电路和参数,造成保护设备规格不一调试麻烦,没有统一的标准等,至今仍然存在好多的问题。但是国外的保护设备很少采用类似的解决办法,施耐德S80、S40、S20、ABB SPJ140系列、SEL系列、阿尔斯通MicomP系列、西门子7SJ系列都是继电器直接出口,没有相应的保持电路。信号采集主要是通过采集开关设备辅助开关的通断情况来判断开关有关的状态,如:开关合位、开关分位、储能状态等。二次保护设备采集电路主要是通过
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