继电器内各元件的作用如下:
(1)时间元件KT 用来整定重合闸装置的动作时间。
(2)中间继电器KAM 装置的出口元件,用于发出接通断路器合闸回路的脉冲,继电器有两个线圈,电压线圈(用字母V表示)靠电容放电时起动,电流线圈(用字母I表示)与断路器合闸回路串联,起自保持作用,直到断路器合闸完毕,继电器才失磁复归。
(3)其他用于保证重合闸装置只动作一次的电容器C。
用于限制电容器C的充电速度,防止一次重合闸不成功时而发生多次重合的充电电阻器4R。
在不需要重合闸时(如手动断开断路器),电容器C可通过放电电阻6R放电。 用于保证时间元件KT的热稳定电阻5R。
用于监视中间元件KAM和控制开关的触点是否良好的信号灯HL。 用于限制信号灯HL上电压的电阻17R。
继电器内与KAM电压线圈串联的附加电阻3R(电位器),用于调整充电时间。 由于重合闸装置的使用类型不一样,故其动作原理亦各有不同。如单侧电源和两侧电源重合闸,在两侧电源重合闸中又可分同步检定、检查线路或母线电压的重合闸等。
2.重合闸的动作原理
现以图4-2为例说明重合闸的工作过程及原理,图中触点的位置相当于输电线路正常工作情况,断路器在合闸位置,辅助触点QF1断开,QF2闭合。DCH-1中的电容C经按钮触点SB1(EF)和电阻4R已充电,整个装置准备动作,装置动作原理分几个方面加以说明。
(1)断路器由保护动作或其他原因(触点1KAM闭合)而跳闸 此时断路器辅助触点QF1返回,中间继电器9KAM起动(利用10R限制电流,以防止断路器合闸线圈KC(L)同时起动)其触点闭合后,起动重合闸装置的时间元件KT经过延时后触点KT1闭合,电容器C通过KT1对KAM(V)放电。KAM起动后接通了断路器合闸回路(由+→SB(EF)→②→KAM1→KAM(I)→①→KS→XB→11KAM2→KC(L)→QF1→-)KC(L)通电后,实现一次重合闸,与此同时,信号继电器KS发出信号,由于KAM(I)的作用,使触点KAM1、KAM2能自保持到断路器完成合闸,其触点QF1断开为止。如果线路上发生的是暂时性故障,则合闸成功后,电
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容器自动充电,装置重新处于准备动作的状态。
(2)如果线路上存在有永久性故障 此时重合闸不成功,断路器第二次跳闸,9KAM与KT仍同前而起动,但是由于这一段时间是远远小于电容器充电到使KAM(V)起动所必需的时间(15~25s)因而保证了装置只动作一次。
(3)重合闸装置中间元件的触点KAM1发生卡住或者熔接,为了防止在这种情况下断路器多次合闸到永久性故障的线路上去,用中间继电器11KAM,因为断路器合闸于永久性故障时,触点1KAM再次闭合跳闸回路(由+→1KAM→11KAM(I)→QF2→KT(R)→-)11KAM(I)起动,如果KAM1已熔接或卡住,则中间继电器通过11KAM(V)自保持,并通过11KAM3发出信号,其动断触点11KAM2断开了合闸线圈回路,从而防止了断路器多次合闸。
A SB 1KAM C 2 KAM1 KAM3 KAM4 KAM 4 保护加速 KS 1 接信号 A B SB 11KAM9KAM 11KAM 11KAME F E F SB A + 4R 8 A C 6 10 12 KAM2 11 HL 17R 6R KAM KT1 3R 5 9 + SDCH-1 KT KT2 5R 7 C 3 9KAM - V I XB V 11KAM2 KC(L) QF1 接信号 10R 11KAM I QF2 KT(R) 图4-2 单端供电的一次重合闸原理接线图 27
(4)手动跳闸 当按下SB(AC),断路器跳闸。由于SB(EF)已断开,切断了装置的起动回路,避免了断路器发生合闸。
(5)手动合闸 (在投入前应先将装置中电容器C放电完毕)当按下SB,接通电容器C的充电回路(由+→SB(EF)→⑧→4R→③→-)此时如果在输电线路上存在有永久性故障,则断路器很快又被切除,因为电容器来不及充电到使KAM(V)起动所必需的电压,从而避免了断路器发生合闸。当用于双端供电的一次重合闸装置时,应该在回路中串入检查同期及检查无压的接点。
3.自动重合闸之前加速保护动作
自动重合闸前加速保护动作简称为“前加速”。其意义可用图4-3所示单电源辐射网络来解释。图中每一条线路上均装有过流保护
It,当其动作时限按阶梯形
选择时,断路器1DL处的继电保护时限最长。为了加速切除故障,在1QF处可采用自动重合闸前加速保护动作方式。即在1QF处不仅有过流保护,还装设有能保护到L3的电流速断保护I和自动重合闸装置ARV.这时不论是在线路L1、 L2或L3上发生故障,1QF处的电流速断保护都无延时地断开断路器1QF,然后自动重合闸装置将断路器重合一次。如果是暂时性故障,则重合成功,恢复正常供电。如果是永久性故障,则在1QF重合之后,过流保护将按时限有选择性地将相应的断路器跳开。即当K3点故障时,由3QF的保护跳开3QF;若3QF保护拒动,则由2QF保护跳开断路器2QF。“前加速”方式主要用于35千伏以下的网络。
t I I t I t I ARV
1QF L1 2QF L2 3QF L3 图4-3 重合闸前加速保护动作的原理说明图
4.自动重合闸后加速保护动作
重合闸后加速保护动作简称为“后加速”。采用这种方式时,就是第一次故障时,保护按有选择性的方式动作跳闸。如果重合于永久故障,则加速保护动作,瞬时切除故障。
采用“后加速”方式时,必须在每条线路上都设有选择性的保护和自动重合闸
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装置。如图4-4所示,当任一线路上发生故障时,首先由故障线的选择性保护动作将故障切除,然后由故障线路的ARV进行重合,同时将选择性保护的延时部分退出工作.如果是暂时性故障,则重合成功,恢复正常供电.如果是永久性故障,故障线的保护便瞬时将故障再次切除。
图4-4 重合闸后加速保护动作的原理说明图
t I ARV t I ARV B1 I ARV 1QF 2QF 3QF 在35千伏以上的高压网络中,由于通常都装有性能较好的保护(如距离保护等),所以第一次有选择性动作的时限不会很长(瞬动或延时0.5秒),故“后加速”方式在这种网络中广泛采用。
5.断路器防止“跳跃”的基本概念
DJZ-Ⅲ型试验台的跳闸回路原理图如图4-5所示。当断路器合闸后,如果由于某种原因造成控制开关K2的触点或自动装置的触点5KM2未复归,此时如发生短路故障,继电保护动作使断路器跳闸,则会出现多次的“跳—合”现象,此现象称为“跳跃”,所谓防跳就是采取措施防止断路器出现多次跳合现象的发生。
防止跳跃采取的措施是增加一个防跳中间继电器3KM,它有两个线圈,一个电流启动线圈串于跳闸回路中,另一个是电压自保持线圈,经过自身的常开触点并联于合闸接触器中,此外在合闸回路上还串接了一个3KM的常闭触点。
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- + J10 3KM 直流电源 说明: K2 1KM1 5KM3 J7 K1 手 动 跳 闸 4KM1 1KM JSK 4KM2 1KS 1KA1 3KA1 5KA1 4KM3 2KS 1KJ 2KA1 1KT 4KA1 6KA1 2KM 手 2KO J9 K2 3KM1 5KM 3KM2 FTK 3KT 2KM1 C R K2 及 重 合 闸 R:重合闸放电C:重合闸充电电容 KS:常规信号继电器 KA:常规电流继电器 K2:手动分合闸 J9:合闸继电器 J10:跳闸继电器 J11:扩展模拟断路器1KO 1KM:常规保护中间继电器出口 2KM:重合闸输入信号的中间继电器 3KM:模拟短路器防止“跳跃”的防跳继电器 4KM:重合闸加速继电器 5KM:发出重合脉冲中间继电器(重合闸内部) 5KM 2KO 43 44 4KM 及 重 合 闸 前 后 加 速 保 护 动 作 动 合 闸 31 32 3KM KT:常规时间继电器 5KM2 3KT1 动 作 电阻 图4-5 跳合闸回路原理图
当利用手动合闸开关K2或自动装置5KM2进行合闸时,如合闸于短路故障上,继电保护动作,使断路器跳闸,此时,跳闸电流流过3KM的电流启动线圈,使3KM动作,其常闭接点断开合闸回路,常开接点接通3KM的电压线圈。若由于某种原因使K2或5KM1不能断开,合闸脉冲不能解除,则3KM电压线圈通过K2或5KM2实现自保持,长期断开合闸回路3KM断开,使断路器不能再次合闸。只有当合闸脉冲解除3KM电压自保持线圈断电后,才能恢复正常状态。
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