最新西门子SF6高压断路器液压机构培训资料二次回路Word格式.docx
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2、图纸中每一元件都有相应的标识及位置编号。
如Y1/ZM2,即在图纸ZM2中,对Y1有说明。
3、看图前注意图纸中所标明的设备状态(ZZA/B1中说明“无电压”、“无压力”、“断路器处于分闸状态”)预先了解设备状态,才能在后面图纸中清楚了解继电器、接触器、接点等设备的状态。
三、断路器控制回路(以3AQ1-EE为例)
1、元件对照表(图ZZA/B2、ZZA/B3、ZZA/B4)
序号
编号
名称
功能(培训过程中掌握)
①
K2
油压合闸闭锁继电器
②
K3
第Ⅰ组油压分闸闭锁继电器
③
K4
自动重合闸闭锁继电器
④
K5
第Ⅰ组SF6总闭锁继电器
⑤
K81
N2泄漏合闸总闭锁继电器
⑥
K103
第Ⅱ组油压分闸闭锁继电器
⑦
K105
第Ⅱ组SF6总闭锁继电器
1
K9
油泵打压接触器
2
K10
第Ⅰ组分闸总闭锁接触器
3
K12LA/B/C
合闸总闭锁接触器
4
K61
三相不一致第Ⅰ组强行分闸继电器
5
K63
三相不一致第Ⅱ组强行分闸继电器
6
K77
第Ⅰ组就地跳闸中间继电器
7
K55
第Ⅱ组跳闸总闭锁接触器
8
K182
N2泄漏复位接触器
9
K7LA~C、K8LB~C
防跳继电器
10
K64
三相不一致启动第Ⅱ组时间继电器
K82
N2泄漏闭锁分闸回路时间继电器
K14
第Ⅰ组N2分闸闭锁时间继电器
K15
油泵打压时间继电器
K16
三相不一致启动第Ⅰ组时间继电器
15
K67
打压超时告警时间继电器
(1)
H1~H3
A,B,C动作记数器
(2)
H4
油泵启动计数器
(3)
B1
液压监控器
(4)
B4
SF6密度计
(5)
M1
电动机
(6)
F1
电动机电源小开关
(7)
F3
加热器电源小开关
(8)
S4
漏N2及三相不一致动作后复位开关
(9)
S8
远近控切换开关
(11)
S9
现场合闸按钮
(12)
S3
现场分闸按钮
Y1LA-C
合闸线圈
Y2LA-C、Y3LA-C
跳闸线圈
S1LA-C
断路器辅接点
R1~R4、R51
加热电阻
说明:
1、各元件名称可参照图ZZA/ZM1、ZZA/ZM2、ZZA/ZM3、ZZA/ZM4、……ZZA/ZM10中一一对应。
2、部分重要元件的功能在回路讲解中相应讲解。
2、断路器合闸回路(图ZZA/M1)
1、图中所示为远近控切换开关S8在就地位置。
2、-X1:
1011、-X1:
1012、-X1:
1014分别为A/B/C三相合闸监视回路(接断路器合位、跳位监视,接至断路器操作箱或测控屏上红绿灯指示)。
3、-X1:
611、-X1:
616、-X1:
621分别为断路器A/B/C三相远方合闸入口。
4、回路讲解:
1)S8为断路器远近控切换开关,当S8在就地位置时,41-42接点接通,13-14、23-24、33-34接点断开,因此,断路器的合闸只能通过合闸按钮S9实现。
在控制室内或测控装置上的操作将失效;
当S8在远方位置时,41-42接点断开,13-14、23-24、33-34接点接通,因此,合闸按钮S9失效,断路器的合闸操作需通过操作箱的控制回路(后台、测控、或KK开关)实现。
2)合闸回路(以A相为例)从上至下的元件有:
断路器远近控切换开关S8常开接点;
S1LA(断路器A相常闭辅助接点);
Y1LA(断路器A相合闸线圈);
K12LA(合闸总闭锁接触器)的常闭接点13-14。
①各元件可在相应图纸中查找(S8:
ZM9;
S1LA:
ZM8;
Y1LA:
ZM5)K12LA为辅助接点,其线圈可在M4:
6中查找(注意元件旁边“/”后面的标示)
②S8因图纸中在“近”控位置,所以其接点13-14打开,当其在“远”位置时,13-14接点闭合。
③前面已讲到,本图纸中所标明的断路器状态在“分闸”位置,所以其31-32常闭接点闭合。
④K12LA为合闸总闭锁接触器,当断路器在某些条件下(如SF6闭锁、防跳继电器动作、操作电源消失等),该接触器失磁,串入合闸回路的常开接点打开,闭锁合闸回路,如图中所示,K12LA未励磁,因图中标明的设备状态是“无压力、无电源”。
值得注意的一点是:
断路器正常运行情况下,该接触器应是励磁的,串入合闸回路的常开接点闭合,使断路器合闸操作成为可能。
K12LA的动作条件在后续的回路中讲解。
3)当合闸线圈Y1LA带电后,通过机械回路实现断路器A相的合闸过程。
5、断路器防跳回路讲解:
1)防跳的概念:
指因合闸脉冲一直存在,合闸回路接通,当合闸于故障点时,保护将动作跳开断路器,但因合闸脉冲一直存在,断路器将合闸于故障点上,保护再将断路器跳开,断路器将反复分合,这种情况称为开关跳跃,防跳的目的即是防止开关发生跳跃的情况。
2)防跳功能的实现:
通过防跳继电器K7LA及其接点实现,若断路器在近控位置,如图所示,正常情况下,K7LA继电器不励磁,合闸结束后,断路器辅助接点S1LA的158-157接通,若此时合闸脉冲已消失,K7LA也不会励磁,但若合闸脉冲一直存在,例如合闸按钮接点未返回,通过断路器辅助接点S1LA的157-158使防跳继电器K7LA励磁,将K7LA的接点7-8接通(自保持回路,直到合闸脉冲消失后返回),K7LA励磁后,其接点将K12LA回路切断,使K12LA失磁(图纸ZZA/M4,后面单独讲),K12LA串入合闸回路的常开接点打开,使断路器不能合闸,从而实现防跳功能。
(如下图所示)
3)对于断路器B、C相,与A相的区别在于其防跳回路中,K7LB/K7LC继电器并联了另一个防跳继电器K8LB/K8LC,但从图纸ZM3中可知,K8LB/K8LC继电器的接点仅用在断路器合闸监视回路中(K7LA继电器的辅助接点有4副,K7LB/LC继电器的辅助接点只有2副,K8LB/LC的作用一方面在于扩展K7LA/LB的辅助接点,设计原理待查)。
4)合闸监视回路:
断路器合闸监视回路中串入的接点有:
断路器常闭辅助接点(181-182;
32-31)、防跳继电器辅助接点(K7LA)、远近控切换开关S8辅助接点(13-14)、合闸线圈(Y1LA)、合闸总闭锁接触器(K12LA)的常开接点(13-14)。
即当断路器远近控切换开关在远控位置、断路器在分闸位置、防跳继电器不动作,无合闸闭锁条件时,合闸监视回路通。
实际情况中合闸监视回路接绿灯,表示断路器在分闸位置,但其监视的是合闸回路的情况。
3、断路器第一组分闸回路(图ZZA/M2)
632、-X1:
637、-X1:
642分别为断路器A/B/C三相远方合闸入口。
3、回路讲解:
1)S8为断路器远近控切换开关,当S8在就地位置时(如图所示),43-44、53-54、63-64接点断开,因此,断路器的合闸只能通过分闸按钮S3实现。
当S8在远方位置时,43-44、53-54、63-64接点接通,因此,分闸按钮S3失效,断路器的合闸操作需通过操作箱的控制回路(后台、测控、或KK开关)。
注意:
所有保护动作跳闸的入口均在操作箱的控制回路,若S8在就地位置,保护将不能跳开此断路器。
2)分闸回路内从上至下的元件有(远方操作回路,A相为例):
S1LA(断路器A相辅助接点)的常开接点33-34(本图表示断路器状态在分闸位置,当断路器处于合闸状态时该接点接通);
Y2LA(A相第一组分闸线圈);
K10(第Ⅰ组分闸总闭锁接触器)的常开接点13-14。
3)K10为第Ⅰ组分闸总闭锁接触器,当断路器在某些条件下(如SF6闭锁、操作电源消失等),该接触器失磁,串入分闸回路的常开接点打开,闭锁分闸回路,如图中所示,K10未励磁,因图中标明的设备状态是“无压力、无电源”。
断路器正常运行情况下,该接触器应是励磁的,串入分闸回路的常开接点闭合,使断路器分闸操作成为可能。
K10的动作条件在后续的回路中讲解。
4)K61为三相不一致第Ⅰ组强行分闸继电器,该继电器的功能及实现原理在后续回路中讲解。
5)当断路器在“近控”位置时,当现场按下分闸按钮(S3),第Ⅰ组就地跳闸中间继电器(K77)励磁启动,其接点13-14、23-24、33-34接通,接通第一组分闸回路。
同样,若分闸回路中K10失磁,现场按钮操作实效。
4、断路器第二组分闸回路(图ZZA/M3)
1)断路器第二组分闸回路基本与第一组相似,区别在于第二组分闸回路不经过现场分闸按钮(S3),即现场按按钮操作时,接通的是第一组分闸回路,但远方分闸回路同时将第一、二组分闸回路接通。
2)第二组分闸回路所使用的分闸线圈(Y3LA/LB/LC)与第一组独立,确保分闸可靠。
3)第二组分闸回路同样安装有第Ⅱ组跳闸总闭锁接触器(K55)、三相不一致第Ⅱ组强行分闸继电器(K63),与第一组独立。
5、断路器三相强迫动作(图ZZA/M3)
1)断路器三相强迫动作,通过时间继电器K16、K64延时3S(出厂设定在1~2S---依开关出厂二次图纸的定值,实际中可能需要进行适当的调整,以躲开系统自动重合闸时间)再启动跳闸继电器K61,K63(分别在分闸回路1,2中),实现开关的三项强迫动作跳闸。
2)回路中的接线保证了断路器三相位置不一致时回路接通,正常情况下,断路器三相同时动作时,断路器辅助接点同时断开或闭合,强迫三相不一致回路不通,当某一相断路器位置与其它两相不一致时,如A相在断开位置,B/C相在合上位置时,该回路导通,继电器K16励磁,其常开接点15-18闭合,使得K61继电器励磁,K61继电器的常开接点83-84闭合(自保持),使得K61继电器自保持,只有当人工操作复位按钮S4时,K61才失磁。
K61动作后,其串入第一组分闸回路(A/B/C三相均有)的常开接点闭合,使得断路器A/B/C三相第一组分闸回路都接通,断路器三相均跳开。
3)三相强迫动作同样存在于断路器的第二组分闸回路中,使用继电器K64/K63,动作原理一样,具体见图纸(ZZA/M7)。
6、断路器分闸总闭锁回路(图ZZA/M4)
1)从断路器分闸总闭锁回路看知:
该回路串入了K5常闭接点、K3常闭接点、K14常闭接点,K10线圈。
当K10继电器励磁时,其串入第一组分闸回路中的常开接点闭合,使第一组分闸线圈动作成为可能,当该继电器失磁时,其串入第一组分闸回路的常开接点打开,闭锁第一组分闸回路。
可参考“3、断路器第一组分闸回路(图ZZA/M2)3)”。
然后再逐一分析K10的动作条件。
2)K5(第Ⅰ组SF6总闭锁继电器),见图纸/ZM4.6(图纸编号M4,第6列),可知K5继电器的启动通过B4(SF6密度计)接点启动。
B4的说明在图纸ZM6中,可对照看,可知当SF6压力低于6.4-0.2=6.2bar时,B4接点21-23接通,即当SF6压力低于6.2bar时,K5继电器励磁。
当K5励磁时,其串入分闸闭锁回路的常闭接点打开,使回路切断,K10失磁,闭锁第一组分闸回路。
3)K3(第Ⅰ组油压分闸闭锁继电器),看图方法与上述相同。
其通过液压表接点启动,液压表的说明参照图纸ZM10,由图可知,该接点27-30在油压低于253bar时,接点接通,启动K3继电器,当K3励磁时,其串入分闸闭锁回路的常闭接点打开,使回路切断,K10失磁,闭锁第一组分闸回路。
4)K14(第Ⅰ组N2分闸闭锁时间继电器)回路分析:
注意K81(N2泄漏合闸总闭锁继电器)继电器动作条件,两个情况:
一是K182继电器常开接点闭合;
二是K9继电器常开接点闭合及B1接点闭合。
K182为N2泄漏复位接触器,本回路中的作用是自保持功能,具体该继电器功能、回路在后续回路中讲解。
K9为油泵打压接触器,当油压低于整定值时启动,具体功能、回路在后续回路中讲解。
对照图纸/ZM10可知,B1的21-22接点在油压高于355bar时接点闭合。
即我们可得知当油压高于355bar时,B1相应接点闭合,启动继电器K81。
K81启动后,其常开接点10-11闭合(M4.7),继电器K14线圈带电,但K14是个时间继电器,其时间整定为3小时(出厂设定),即3小时后,串入分闸总闭锁回路的K14常闭接点打开,继电器K10失磁,闭锁分闸回路。
5)从以上的分析我们可以得知,断路器分闸总闭锁的条件是:
①SF6气压低于设定值(通过B4,K5实现);
②油压低于分闸油压设定值253bar(通过B2,K3实现);
③N2泄露3小时后(通过B1,K81,K14实现);
④控制电压失电。
7、断路器合闸总闭锁回路(图ZZA/M4)
1)从断路器合闸总闭锁回路看知:
该回路串入了K81常闭接点、K2常闭接点、K61常闭接点,K63常闭接点,K10常开接点,K7LA/B/C常闭接点、K12LA/B/C线圈。
当K12LA/B/C继电器励磁时,其串入合闸回路中的常开接点闭合,使合闸线圈动作成为可能,当该继电器失磁时,其串入合闸回路的常开接点打开,闭锁合闸回路。
可参考“2、断路器合闸回路(图ZZA/M1)”。
然后再逐一分析K12LA/B/C的动作条件。
2)K81我们前面已经分析到,K81的启动条件是N2泄漏,正常运行情况下,K81不励磁启动,因此其常闭接点闭合。
当发生N2泄漏情况时,K81继电器启动,使整个合闸闭锁回路断开,K12LA/B/C继电器失磁,闭锁合闸回路。
3)K2(油压合闸闭锁继电器),见图纸/ZM4.5(图纸编号M4,第5列),可知K2继电器的启动通过B1(油压监测器)接点启动。
B1的说明在图纸ZM10中,可对照看,可知当油压低于273bar时,B1接点10-7接通,即当油压低于253bar时,K2继电器励磁。
当K2励磁时,其串入合闸闭锁回路的常闭接点打开,使回路切断,K12LA/B/C失磁,闭锁合闸回路。
4)K61、K63分别为三相不一致第Ⅰ组、第Ⅱ组强行分闸继电器,在“5、断路器三相强迫动作(图ZZA/M3)”中已有讲解,即当断路器发生三相不一致运行时,闭锁合闸回路。
5)K10为第一组分闸闭锁继电器,当断路器正常运行时,K10励磁,其常开接点闭合,当其它闭锁条件满足时,合闸回路闭锁,但应注意的一点是当断路器第一组分闸回路闭锁时,即K10失磁时,合闸回路同样闭锁。
K10的启动条件参考“6、断路器分闸总闭锁回路(图ZZA/M4)”。
6)K7LA/B/C为防跳继电器,其动作原理参考“2、断路器合闸回路(图ZZA/M1)”。
7)从以上的分析我们可以得知,断路器合闸总闭锁的条件是:
①油压低于合闸油压设定值273bar(通过B1,K2实现);
②发生非全相运行(通过三相强迫动作K61,K63继电器实现);
③防跳继电器动作(通过K7LA/B/C实现);
④N2发生泄露(通过K81实现);
⑤分闸总闭锁继电器动作(通过K10实现);
⑥控制电压失电。
8、图纸ZZA/M4中继电器K4未讲解,在后续回路中补充。
9、油泵控制回路(ZZA/M5)
1)参照图纸ZM10可知,B1常开接点16-17在压力低于320bar时闭合,接点闭合后,启动继电器时间继电器K15,K15的15-18接点闭合(如图所示为瞬时闭合,延时断开接点(继电器断电后,延迟3S断开)),启动继电器K9,K9启动后,其串入马达的常开接点闭合,马达启动,断路器开始打压。
达到设定值时,马达在打压延时时间继电器设定之后停止。
2)K9回路中并联了一个时间继电器K67,该继电器的功能是控制油泵启动时间,当K9启动的同时,K67线圈同时带电,K67为一时间继电器,其出厂设置时间为15分钟,即当断路器开始打压,液压油压力没有上升到320以上,K15继电器一致启动,K9也一直启动,若15分钟后,K9仍启动,则K67串在K9线圈回路中的常闭接点打开,使K9线圈失电,打压停止。
K67的实际功能是控制油泵打压时间不超过15分钟。
(延时的目的:
1、防止液压系统频繁起动;
2、检查氮气储能筒有无氮气泄漏的情况发生)。
3)K15线圈中串入了K81的常闭接点,K81我们在上面已经分析了当发生N2泄漏时,该继电器启动。
从以上分析可知:
若断路器液压低于320bar,油泵开始启动打压,对照“6、断路器分闸总闭锁回路(图ZZA/M4).4”可知,在K15接点未返回(K15接点延时断开)之前,若压力达到355bar以上,B1的20-21接点闭合,K9接点闭合,K81启动,当K81启动后,对照图纸ZZA/ZM7可知,K182继电器启动,其接点34-33闭合,使得K182自保持启动,同时切断K15的回路。
4)正常情况下,在电机运转的打压过程中油压不会迅速上升到355bar,如果发生氮气外漏,电机打压,油压会迅速上升,并在系统设定的时间(3S)内达到355bar,断路器判断氮气泄漏的主要依据是油压上升的速率。
原理如图所示:
10、自动重合闸联锁回路(ZZA/M5)
1)图纸ZZA/M4的启动条件是B1的11-14接点闭合,参照图纸ZZA/ZM10可知,B1的11-14接点打开的条件是油压低于308bar,也就是说,当液压油压力低于308bar时,B1的11-14接点打开,K4继电器失磁,不启动。
当液压油高压308bar时,B1的11-14接点闭合(本身为常闭接点),K14继电器启动。
2)因断路器正常运行时,液压在330bar左右,可知在正常情况下,K14继电器是励磁启动的;
对照“7、断路器合闸总闭锁回路(图ZZA/M4)”我们可知在正常情况下K12LA继电器也是启动的,那么对照图纸ZZA/M5分析,在正常运行时X1:
676-X1:
678回路相通,X1:
677回路不通,但当油压低于308bar时,K14继电器失磁,接点返回,X1:
678回路不通,X1:
677回路相通,因断路器本身无重合闸功能,通过在X1:
676、X1:
678、X1:
677外部接线(接入重合闸装置等),实现断路器重合闸的闭锁。
3)总结:
断路器的重合闸闭锁是通过B1,K4实现,B1油压设定值为308bar,即当油压低于设定值时,K4动作,通过外部装置闭锁重合闸。
(说明:
本回路可结合断路器重合闸装置、操作箱综合分析)
11、信号回路(ZZA/M6)
1)本图中通过相应继电器接点的动作,监测断路器本身状态,可向后台、测控发相应信号。
具体回路自行分析。
12、第二组三相强迫动作(ZZA/M7)参考:
“5、断路器三相强迫动作(图ZZA/M3)”自行分析。
13、第二组分闸总闭锁回路(ZZA/M7)参考“6、断路器分闸总闭锁回路(图ZZA/M4)”,实现的原理与上述相同,只是使用不同的继电器实现,另K55串入第二组分闸回路,即闭锁第二组分闸回路。
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