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啟動保護繼電器的作用范文第1篇

【關(guān)鍵詞】斷路器；合閘回路；分閘回路；防跳回路

1 斷路器的典型控制回路控制原理

本文以南瑞公司RCS-941A的斷路器控制回路為例，說明斷路器控制回路的基本原理和使用該回路對斷路器進行各種操作的方式，RCS-941A斷路器的控制回路如圖1。

圖1 高壓斷路器控制回路展開圖

TWJ1～TW3-跳閘位置繼電器；HBJ-合閘保持繼電器；TBJV-防跳閉鎖繼電器；S1～S3-短接端子；HJ-重合閘繼電器；1LP2-重合閘出口壓板；HYJ1、HYJ2-合閘壓力繼電器；KKJ-雙位置繼電器；TYJ1、TYJ2-跳閘壓力繼電器；TJ-保護跳閘繼電器；1LP1-保護跳閘出口壓板；TBJ-跳閘保持繼電器；HC-合閘線圈；TQ-跳閘線圈；QF1、QF2-斷路器的輔助接點

1.1 合閘操作

斷路器的合閘操作分為手動合閘和自動合閘兩種，以手動合閘為例，分析斷路器的合閘操作過程。合閘操作前斷路器處于分閘狀態(tài)，此時斷路器的輔助觸點QF1在閉合狀態(tài)。就地手動合閘操作時，按下斷路器操作箱上的“合閘”按鈕，這時端子“1D40”與正電源導通，電路（+）-1D40-D3-HYJ1-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通。此時HBJ線圈勵磁，HBJ的接點接通，HBJ繼電器自保持，回路（+）-HBJ接點-TBJV-HBJ線圈-QF1-HC-（-）接通，該回路在斷路器完成合閘前自保持。斷路器合閘后斷路器的輔助觸點QF1斷開，QF2閉合。QF1斷開切斷了合閘回路的電源，避免合閘線圈HC長期通電和燒毀。QF2閉合，使電路（+）-HWJ1-HWJ2-R11、12-QF2-TQ-（-）接通，合位繼電器HWJ1、HWJ2勵磁，發(fā)合閘信號。

如果線路重合閘投入，線路發(fā)生故障斷路器跳開后，保護裝置控制重合閘動作，重合閘繼電器HJ接點閉合，電路（+）-HJ接點-1LP2-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通，使合閘保持繼電器線圈勵磁，之后的動作跟手動合閘一樣。

1.2 分閘操作

斷路器的跳閘操作分為手動跳閘和自動跳閘兩種，就地“手動分閘”操作，按下斷路器操作箱上的“分閘”按鈕，端子1D35與正電源導通，此時電路（+）-1D35-D1-TYJ1（TYJ2）-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，跳閘保持繼電器TBJ勵磁，TBJ接點接通，電路（+）-TBJ接點-TBJ線圈-QF2-TQ-（-）接通。TBJ自保持，使斷路器的跳閘線圈勵磁，斷路器跳閘后，TQ斷開，切斷跳閘回路，同時HC勵磁，使電路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ線圈勵磁，發(fā)斷路器分閘信號。若線路在運行時發(fā)生故障，保護裝置使保護跳閘繼電器的接點TJ閉合，電路（+）-TJ接點-1LP1-TYJ1（TYJ2）-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，TBJ線圈自保持，之后的動作跟手動分閘一樣，將斷路器跳閘。

1.3 防跳閉鎖功能的實現(xiàn)

當斷路器在分閘位置需要合閘時，按下“合閘”按鈕，此時斷路器合閘，但由于線路有故障，繼電保護使TJ接點閉合，跳閘回路接通，此時TBJ線圈勵磁，TBJ與TBJV節(jié)點并聯(lián)的接點閉合，由于合閘信號沒有接觸，回路（+）-1D40-TBJV-TBJ-R7，R8-（-）接通，TBJV線圈勵磁，使TBJV常開觸點閉合，TBJV常閉觸點斷開，常開觸點閉合的作用是使線圈TBJV自保持，斷路器跳開后，QF2斷開，TBJ回路斷開，TBJ觸點斷開，由于TBJV通過其常開觸點閉合，斷路器跳開后，若合閘信號任為解除，回路（+）-1D40-TBJV線圈-TBJV觸點-R7，R8-（-）回路仍然保持接通。TBJV常閉觸點斷開斷開了合閘回路，使斷路器不能合閘，實現(xiàn)了防“跳躍”閉鎖功能。

1.4 控制回路的監(jiān)視

控制回路的監(jiān)視是由跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ實現(xiàn)的。HWJ接于跳閘回路，該回路在開關(guān)跳閘線圈之前串有斷路器常開輔助觸點。當開關(guān)在合位時，其常開輔助觸點閉合，HWJ線圈帶電，HWJ=1表明開關(guān)合位。TWJ在合閘回路中，該回路在開關(guān)合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點。當開關(guān)在分位時，其常閉輔助觸點閉合，TWJ線圈帶電，TWJ=1表明開關(guān)分位。合位繼電器是用來監(jiān)視跳閘回路完好性的，而跳位繼電器是用來監(jiān)視合閘回路完好性的。正常狀態(tài)下，TWJ和HWJ中僅有一組勵磁，若TWJ和HWJ都不勵磁，則說明控制回路電源出現(xiàn)了故障。

2 斷路器的典型控制回路中各主要元件的作用

2.1 TWJ/HWJ位置繼電器

TWJ/HWJ位置繼電器的不僅能用來提供開關(guān)位置指示，還可以用來監(jiān)視控制回路是否斷線和控制電源是否完好。

開關(guān)在分位時，電路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ線圈勵磁，發(fā)斷路器分閘信號。此時雖然合閘線圈HC帶電，但由于TWJ為電壓線圈，線圈本身電阻大，再加上回路中串入的電阻，整體電阻為20～40kΩ，而合閘線圈為電流線圈，阻值很小，雖然整個合閘回路是導通的，但因為控制回路電壓大部分加在TWJ上，TWJ部分電阻很大，電流很小，不足以使合閘線圈動作。TWJ線圈上串聯(lián)的電阻，也是為了防止TWJ線圈擊穿短路，導致合閘線圈誤動。當手動或遙控合閘時，合閘回路接通相當于直接將TWJ短接，電壓直接加在合閘線圈上，使線圈動作，HWJ回路同此基本一致。

2.2 KKJ雙位置繼電器

KKJ繼電器是一個雙圈保持的雙位置繼電器。該繼電器有一個動作線圈和一個復歸線圈。動作線圈勵磁時，接點閉合，失電后接點也會維持在閉合狀態(tài)，直至復歸線圈上加上一個動作電壓，接點才返回，返回后線圈失電，接點也會維持在打開狀態(tài)。手動/遙控合閘的同時控制回路啟動KKJ的動作線圈，手動/遙控分閘時啟動KKJ的復歸線圈，而保護跳閘時是不啟動復歸線圈的。將TWJ的常開接點與KKJ的常開接點串聯(lián)，利用KKJ保護跳閘時不啟動復歸線圈，KKJ狀態(tài)與斷路器狀態(tài)不對應來實現(xiàn)原合后位置接點的功能。

2.3 合閘保持繼電器HBJ和跳閘保持繼電器TBJ

要保證斷路器合閘成功，必須保證使合閘回路中的電流持續(xù)一定的時間以啟動合閘線圈。遙控合閘時，合閘脈沖持續(xù)時間比較短，若合閘脈沖在合閘線圈啟動之前消失，則合閘操作就會失敗，所以就在合閘回路中加入了合閘保持繼電器HBJ，依靠HBJ的自保持回路，保證在斷路器合閘操作完成之前，斷路器的合閘回路一直保持導通狀態(tài)，確保斷路器能夠完成合閘操作。跳閘保持繼電器TBJ在跳閘時自保持作用與HBJ在合閘時所起的作用一樣，同時TBJ在合閘于預伏性故障時還能啟動TBJV線圈，從而啟動防跳功能。

2.4 合閘壓力鎖繼電器HYJ和跳閘壓力繼電器TYJ

當壓力低時，斷路器不能切斷電弧，如果此時對斷路器進行操作就會引起事故。壓力繼電器的作用是在壓力低時，斷開跳＼合閘回路，禁止對斷路器的操作，防止事故的發(fā)生。

2.5 TJ保護跳閘接點和HJ重合閘接點

TJ是當線路出現(xiàn)故障時，由繼電保護裝置控制的保護跳閘接點，HJ是當線路跳閘后，若線路重合閘功能投入，進行重合閘的接點。當線路出現(xiàn)故障時，TJ接點導通，跳閘回路接通，重合閘時，HJ所在回路接通，斷路器合閘。

3 總結(jié)

本文以RCS-941A操作回路為例介紹了斷路器的合閘回路、跳閘回路、“防跳”回路以及斷路器位置監(jiān)視回路的實現(xiàn)原理以及回路中主要繼電器的功能。該回路利用TWJ、HWJ指示斷路器的跳合閘狀態(tài)并能監(jiān)視控制回路和跳合閘回路的完好性；TBJ和TBJV配合完成斷路器的防跳功能，在合閘于預伏性故障的線路上時能自動斷開合閘回路，防止斷路器“跳躍”，同時該回路中的TYJ和HYJ在壓力低時，對操作回路進行閉鎖。

【參考文獻】

啟動保護繼電器的作用范文第2篇

工程機械的發(fā)動機啟動時，為保證設備安全，避免帶負荷啟動，在啟動電路中往往增加安全鎖定桿的控制，并通過啟動控制器（電子三極管、啟動繼電器組成），實現(xiàn)電路的啟動保護功能。

1.1控制電路（圖2）分析

a)啟動時，安全鎖定杠桿處于下放位置，啟動開關(guān)置于ST檔，三極管T2導通、T1截止，使安全繼電器線圈得電，觸點吸合，馬達C端子得電，啟動發(fā)動機。b)發(fā)動機啟動后，發(fā)電機發(fā)電，當發(fā)電機輸出電壓高于24V時，蓄電池充電，同時提供三極管T1的正向偏置電壓，使T1導通，則T2截止，安全繼電器的線圈由于串接一電阻使其電流減小，產(chǎn)生的電磁力也隨著減小，導致觸點斷開，使馬達C端子失電而停轉(zhuǎn)。c)啟動時，若安全鎖定杠桿抬起，則提供三極管T1的正向偏置電壓，使T1導通，T2截止，馬達不轉(zhuǎn)，發(fā)動機無法啟動。機械行駛、作業(yè)時，即使電路中連接發(fā)電機的線路斷線，由于安全鎖定杠桿抬起，保證馬達不轉(zhuǎn)，起保護作用。

1.2不啟動故障的排除

a)蓄電池虧電。b)啟動機故障。c)啟動控制器故障。d)保險、安全鎖定杠桿線路故障等。a)檢測蓄電池電壓是否正常，否則，更換。b)查安全鎖定杠桿的位置是否正常；控制信號端是否不送電。c)啟動開關(guān)置于“ON”檔位(a)排除啟動機故障；(b)測控制器MA26端子是否得電，沒電，則檢測供電線路。d)拆控制器，給其MA26、MA28.1端子接電源正極，MA28.4端子接電源的負極，測MA27端子是否有電，沒電則啟動控制器故障，需更換。e)若失去保護功能，則查安全鎖定杠桿控制線路的保險、導線的通斷；插接器的接觸、端子的接觸是否良好；發(fā)電機提供的控制電源導線是否斷路。

2CPU控制的啟動電路故障分析

隨著計算機技術(shù)的開拓推廣，特別是CPU（可編程控制）技術(shù)的應用，使工程機械的安全性、可靠性、經(jīng)濟性進一步提高，且機械的智能化控制使其動力性、操縱性進一步提升。采用CPU的啟動電路如圖3所示。

2.1控制電路分析

a)啟動時，首先將安全鎖定開關(guān)置于“ON”位置，給啟動機切斷繼電器線圈提供電源；合啟動開關(guān)于“ST”檔，端子“C”得電；一路給CPU提供啟動信號，同時，CPU主繼電器端子（P2-11）無電源信號，使啟動器切斷繼電器線圈通過CPU啟動控制端子搭鐵而形成回路，其觸點閉合，接通啟動機切斷繼電器的線圈電路。電流回路為：(a)蓄電池“+”啟動開關(guān)B、C端子CPU的啟動端子。(b）蓄電池“+”蓄電池繼電器B、M端子保險啟動器切斷繼電器線圈CPU啟動控制端子搭鐵“-”。(c）蓄電池“+”蓄電池繼電器B、M端子保險安全鎖定開關(guān)1、3端子啟動機切斷繼電器線圈啟動器切斷繼電器觸點搭鐵“-”。b)啟動機切斷繼電器觸點閉合，提供啟動器安全繼電器內(nèi)三極管的觸發(fā)電壓，使三極管導通，啟動安全繼電器的線圈得電，其觸點閉合，則啟動機的“C”端子得電，啟動機轉(zhuǎn)動；電流回路為：蓄電池“+”啟動開關(guān)B、C端子啟動機切斷繼電器觸點三級管搭鐵“-”。c)同時供油泵電腦接收啟動信號，使油門打開供油。d)發(fā)動機啟動后，啟動開關(guān)的“ST”檔自動復位，同時安全鎖定桿置于“OFF”檔位，使啟動器安全繼電器的“S”端子失電，則啟動機的控制端子“C”失電，啟動機停轉(zhuǎn)。e)發(fā)電機發(fā)電后，隨著“L”端子電壓的升高，啟動器安全繼電器的“L”端子的電位逐漸升高，則三極管可靠截止，線圈失電，觸點斷開。同時CPU主繼電器端子（P2-11）得電壓信號，使啟動控制端子（P2-14）啟動器切斷繼電器線圈電路。機械在作業(yè)時，即使發(fā)生誤操作，使啟動機“C”端子無法得電，從而保護啟動機。

2.2不啟動故障分析與排除

啟動保護繼電器的作用范文第3篇

【關(guān)鍵詞】星形-三角形降壓啟動；繼電器控制；PLC控制

1 常用的控制線路

時間繼電器自動控制星形-三角形降壓啟動線路主線路如圖1所示。該線路主要由三個接觸器，一個熱繼電器組成。接觸器KM作引入電源用，接觸器KMY和KMΔ分別作星形降壓啟動用和三角形運行用，QS為電源開關(guān)，F(xiàn)U1作主線路的短路保護，F(xiàn)R作過載保護。

圖1 星形-三角形降壓啟動主線路圖

圖2則為一種最常見的星形-三角形降壓啟動控制線路。該控制線路主要有一個時間繼電器、兩個按鈕、三個接觸器線圈、一個時間繼電器線圈以及若干個觸點組成。SB1是啟動按鈕，SB2是停止按鈕，時間繼電器KT用作控制星型降壓啟動時間和完成星形-三角形自動切換。FU2作控制線路的短路保護，F(xiàn)R為過載保護觸點。

圖2 星形-三角形降壓啟動控制線路1

此控制線路的設計思想是：

（1）接觸器KM作引入電源用。按下SB1，KM線圈得電，由于KM常開觸點的自鎖作用，使得控制線路處于得電導通狀態(tài)。

（2）通電時，KMY線圈與KT線圈支路先得電，處導通狀態(tài)；KMΔ線圈支路處于斷開狀態(tài)，此時，電動機為星形接法啟動運行。

（3）時間繼電器KT的延時時間到。此時，時間繼電器的延時閉合常開觸點與延時斷開常閉觸點開始動作，完成KMY線圈得電與KMΔ線圈斷電的轉(zhuǎn)換，電動機轉(zhuǎn)為三角形接法運行。

在控制線路中，我們用“字母”代表線圈，線圈后加“+”代表線圈得電，線圈后加“-”代表線圈失電。如KM+代表接觸器線圈KM得電，KT-代表時間繼電器線圈KT失電。我們用“字母+數(shù)字”代表該線圈控制的觸點，其中“數(shù)字”表示該觸點的接線線號。觸點閉合用“√”表示，觸點斷開用“×”表示。如KMΔ（7-8）√代表KMΔ常開觸點閉合，KT（5-6）×代表KT常閉觸點斷開。由此，我們可以將圖2控制線路的動作過程敘述如下：

合上電源開關(guān)QS：

■

停止時，按下SB2即可。

由于此控制線路非常成熟，市面上有系列的定型產(chǎn)品，稱之為Y-Δ自動啟動器。我們在實際應用時可以根據(jù)Y-Δ自動啟動器的技術(shù)參數(shù)選擇使用。

2 巧妙的改進

然而上面這種控制線路接法用到的觸點較多，線路裝接較復雜，尤其是時間繼電器要使用兩個獨立的延時觸點，在有些實訓場合操作起來也不太方便。那么有沒有一種簡潔一些的控制線路，使實訓操作更加方便呢？有，請看下面的控制線路：

圖3 星形-三角形降壓啟動控制線路2

此控制線路的設計思想是：

（1）首先讓KMY線圈和KT線圈的支路先得電導通。

（2）用KMY的常開觸點接通KM線圈和KMΔ線圈的支路，但此時KMΔ線圈由于KMY常閉觸點的互鎖作用而斷開，因此電動機處于星形接法啟動運行。

（3）時間繼電器KT的延時時間到，此時時間繼電器的延時斷開常閉觸點斷開，KMY線圈失電，使得KMΔ線圈得電，電動機轉(zhuǎn)為三角形接法運行。

我們可以將圖3控制線路的動作過程敘述如下：

合上電源開關(guān)QS：

■

停止時，按下SB2即可。

從圖3的控制線路圖我們可以看到，此控制線路只使用了時間繼電器的一個延時斷開常閉觸點，裝接起來自然比圖2控制線路簡單方便。

但此控制線路的好處還不僅于此。該線路中，接觸器KMY得電以后，通過KMY的輔助常開觸點使KM得電動作，這樣KMY的主觸點是在無負載的條件下進行閉合的，所以可延長接觸器KMY主觸點的使用壽命，這也是該控制線路設計的巧妙之處。

3 根本的改變

除此之外，圖2的控制線路還有沒有再改進的可能呢？回答是肯定的。我們仔細觀察圖1的主線路可以看到，接觸器KM在主線路中并沒有什么作用。如果沒有KM，并不影響主線路的功能，況且主線路中還有電源開關(guān)QS起保護作用。我們仔細觀察圖2的控制線路可以看到，接觸器KM在控制線路中只是起到接通電源的作用，如果只是接通電源，我們完全沒有必要使用一個接觸器，只需要在控制線路中用一個中間繼電器就可以。此線路的主線路與控制線路的改造線路如圖4、圖5所示。

圖4 星形-三角形降壓啟動主線路圖2

圖5 星形-三角形降壓啟動控制線路圖3

比較起來，此改進線路的主線路里是少了一個接觸器KM，線路確實簡單了，但控制線路中我們看到并沒有按圖3的線路進行改造，而是看起來更加復雜了，其實這是一種新的思路。我們且看圖5的控制線路圖，從左至右大致有4條支路，而且這4條支路的功能依次為：

（1）繼電器R支路起接通電源的作用，我們稱作啟動線路。

（2）時間繼電器KT支路起延時作用，我們稱作延時線路。

（3）接觸器KMY和KMΔ兩條支路可實現(xiàn)星三角控制線路的轉(zhuǎn)換，我們稱作星三角切換線路。

從上面的分析我們可以看到，此控制線路雖然沒有簡化，但每條支路功能表達簡潔、清楚，整個控制線路的邏輯表達清晰、明了。特別是中間繼電器R的運用，使整個控制線路顯得輕靈、流暢。

如果只是就繼電器控制技術(shù)的實訓操作內(nèi)容來看，此控制線路確實沒有什么特別優(yōu)越之處。但是我們知道，當前，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，這種傳統(tǒng)的繼電-接觸控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被先進的PLC控制系統(tǒng)所取代，而且《數(shù)控機床電氣控制》的課程學完以后，緊接著就是PLC課程的學習。

PLC（Programmable logic Controller），也叫可編程控制器，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC所下的定義是這樣的：

“PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”

PLC是由繼電器控制技術(shù)的繼承和演變而來的，它不僅充分利用微機處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員的技能和習慣。PLC采用和繼電器線路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名，我們可以說PLC是微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。

PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點，在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制中是最值得重視的先進控制技術(shù)。

梯形圖編程語言是一種圖形化的編程語言，形式上與繼電-接觸控制系統(tǒng)的控制線路部分相類似。繼電-接觸控制系統(tǒng)的工程技術(shù)人員只需做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可以靈活而方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐。PLC用戶程序的編寫清晰直觀、方便易學，調(diào)試和查錯都很容易。梯形圖編程語言的特點是：與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性，與原有繼電器控制相一致，電氣設計人員易于掌握。

如果從PLC的角度來看圖5的控制線路，我們立刻就可以發(fā)現(xiàn)此控制線路的優(yōu)越性。因為在PLC控制電路里，中間繼電器、時間繼電器以及各類常開觸點和常閉觸點都可以用軟件編程實現(xiàn)，而不需要這些硬件資源的。所以控制線路只要邏輯表達清楚，我們很容易就可以用PLC編程實現(xiàn)。圖6為三菱PLC FX系列的星三角啟動的梯形圖，我們與圖5的繼電器控制線路圖比較，就會發(fā)現(xiàn)它們的思路是相同的，只是PLC的表達更加簡潔而已。

梯形圖中，X0為啟動按鈕，X1為停止按鈕，Y1為KMY線圈，Y2為KMΔ線圈。

圖6 三菱PLC FX系列的星三角啟動的梯形圖

如果我們把圖5的星三角降壓啟動控制線路圖也畫成橫向的形式，如下面的圖7，我們就更能體會到它們的相同之處。

圖7 星形-三角形降壓啟動控制線路3的橫向畫法

從圖5的星三角降壓啟動控制線路到圖6的PLC星三角啟動的梯形圖，這里面包含了一個重要的教育學、心理學的思想――正遷移。心理學知識告訴我們，遷移是指個體已有的知識和經(jīng)驗對新知識學習的影響，它包含助益性和妨礙性兩個完全相反的方面，故有正遷移和負遷移之分。正遷移也叫“助長性遷移”，是指一種學習對另一種學習起到積極的促進作用。PLC系統(tǒng)是在繼電-接觸系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以它們的控制思想有許多相通之處。如果教師能夠在教學中常把這些相似的知識拿出來有意識地一起進行比較、探討，相信對學生們的學習一定會起到很好的“正遷移”的作用，使他們對所學的知識能夠有更深更廣的理解和把握。

【參考文獻】

[1]曾建新，萬學斌.淺析星形―三角形降壓啟動[J].湖北職業(yè)技術(shù)學院學報，2009（2）.

[2]朱興科.Y-降壓啟動控制線路的實習教學[J].科教文匯：上旬刊，2011（4）.

[3]王虹.星形―三角形降壓啟動控制線路在教學中的探討[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2011（7）.

啟動保護繼電器的作用范文第4篇

【關(guān)鍵詞】電力變壓器；故障類型；繼電保護

處在正常工作狀態(tài)下的電力變壓器會出現(xiàn)各式各樣的安全事故，不僅會嚴重影響到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，同樣也會給用戶的生命財產(chǎn)安全造成損害。超高壓輸電設備等的投入使用，讓很多超大容易的變壓器投入到生產(chǎn)中去，這些變壓器能不能正常工作會影響到電網(wǎng)整體架構(gòu)的安全性。

1 電力變壓器故障類型

1.1 繞組

變壓器中的繞組元件對于變壓器不同等級間的電能轉(zhuǎn)換工作所起的作用是基礎(chǔ)性的，其所出現(xiàn)的常見故障有繞組接地、繞組短路、繞組中斷等，繞組短路問題可以再細劃成單相短路與相間短路、股間短路等幾個類別。

1.2 絕緣

針對實際檢修記錄加以總結(jié)，可以很容易發(fā)現(xiàn)，變壓器中的故障類別里，絕緣故障所占的比重最高，約為75%至85%，意即絕大多數(shù)變壓器故障均由絕緣系統(tǒng)不穩(wěn)定所產(chǎn)生。當變壓器在工作狀態(tài)下，絕緣材料持續(xù)損耗，而又有變壓器波動效應給設備添加的影響，使得絕緣材料發(fā)生老化，形成發(fā)黑與枯焦問題。所以在檢修時要重點關(guān)注絕緣系統(tǒng)的工作情況，如果變壓器發(fā)生個別部位太熱與放電問題，要馬上將變壓器從供配電系統(tǒng)里面退出來。

1.3 開關(guān)

如果變壓器產(chǎn)生漏油問題，它的分接開關(guān)可能要直接暴露出來，外部氣流滲入會讓形狀出現(xiàn)絕緣受潮問題，這是分接開關(guān)短路故障的主要成因，繼而可能帶來變壓器損壞。而當分接開關(guān)處在磨損及外部污染等原因影響下，其觸頭接觸電阻的面積會有所增加，從而造成分接開關(guān)觸頭強烈的發(fā)熱氧化反應。

1.4 油泄漏

如果變壓器的油位太高，則易于引起油枕泄漏，若是當變壓器的油位太低，則會形成絕緣擊穿故障。通過大量的檢修維護結(jié)果調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，變壓器中的油位變化會同負荷、冷卻系統(tǒng)工作情況、環(huán)境條件等因素產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

2 電力變壓器的繼電保護方式研究

2.1 變壓器氣體繼電保護

變壓器的氣體繼電保護可以有效保護油浸型變壓器，避免它的內(nèi)部出現(xiàn)功能式故障。例如在變壓器發(fā)生油箱滲漏事故時，氣體繼電保護裝置能夠放出及時的跳閘信號。繼電器是這類保護裝置的重要元件，其安裝位置在油箱及油枕中間的聯(lián)接管位置。

（1）輕瓦斯繼電保護動作：在油箱中發(fā)生的故障很輕的時候，有微量氣體帶到氣體繼電器中來，實現(xiàn)從上到下的排油，讓油面位置下降，這時候上部觸點會被有效連接，啟動信號回路，發(fā)出音響與燈光信號。

（2）重瓦斯繼電保護動作：在油箱中發(fā)生的故障較為嚴重的時候，會有很多氣體出現(xiàn)，造成油箱里面的油在范圍流動，從連接管帶入到油枕中，油氣混合物在與氣體繼電器接觸以后，繼電器的下觸點連通，啟動跳閘回路，發(fā)出音響與燈光信號。

2.2 變壓器差動繼電保護

差動繼電保護的優(yōu)點很多，諸如靈敏度好、選擇性佳等，并且易于操作，可以在發(fā)電機、電動機、電抗器等多個部位得到利用。差動繼電保護除了能夠發(fā)現(xiàn)鑒別設備故障，還能夠?qū)收线M行獨立消除，有著其他方法所不具備的獨特優(yōu)勢。差動繼電保護形成的原理是變壓器高壓與低壓兩翼電流相伴進行對比。在變壓器處在平穩(wěn)運行的工作狀態(tài)下，或者是處在外部簡單故障狀態(tài)下，差動繼電器中的電流會同兩翼電流互感器電流和之間保持很小的差值（差值數(shù)額幾乎為零），在此時，變壓器的差動繼電器無主動動作產(chǎn)生，也不會進行有關(guān)的保護動作。但是在變壓器發(fā)生內(nèi)部故障之際，差動繼電器里面的電流會同兩翼電流互感器電流和保持一致，故障位置會有很強的短路電流出現(xiàn)，繼電器會發(fā)生顯著動作，以便讓各邊斷路器故障馬上排除掉，并同時產(chǎn)生動作警示信號。

2.3 變壓器過電流保護

如果電力便壓器發(fā)生內(nèi)部或者外部故障，除了可以應用變壓器的氣體繼電保護及差動繼電保護之外，還可以把變壓器所安裝的過電流保護設備當作保護裝置。從變壓器的基本容量及電流短路情況的區(qū)別，過電流保護的辦法可以劃分成如下幾種，如負序式保護、復合式啟動保護與低電壓啟動式保護等。負序式保護我區(qū)應用面不廣，復合式啟動保護是由負序繼電器保護與低電壓繼電器聯(lián)合組成的閉合回路，只有在電流與電壓元件發(fā)生同步動作時，才有可能出現(xiàn)跳閘情況。所謂的變壓器過電流保護方法則要相對復雜一些，由于要保障動作啟動后的安全運行，使動作啟動可以自動跳開變壓器兩邊附屬位置的斷路器，因此要按照可以避開電力變壓器最大值負荷電流的前提情況進行啟動保護設備的工作，以使啟動電流得到最合規(guī)范的調(diào)整，其用意也就是避開最大值負荷自啟動裝置電流。

2.4 變壓器超負荷保護

因為電力變壓器出現(xiàn)的絕大多數(shù)過負荷均是發(fā)生于三相對稱情況下的，所以針對過負荷繼電保護裝置，原則上可以應用單獨的電流繼電器同單相線路進行連接，達到一對一接線，具體可以分為如下幾種情況予以安排。其一，針對雙繞組情況的變壓器，要在主電源附近安裝布置過負荷保護設備。其二，對于一邊存在電源的三繞組式降壓器而言，若是三邊繞組的基礎(chǔ)容量保持一致的話，那么要在電源一邊安裝過負荷保護設備；而若是三邊繞組的基礎(chǔ)容量存在較大差距，則只于繞組容量較低的一邊進行過負荷設備安裝即可；其三，針對兩邊都安排電源的三相繞組降壓器設備來講，最好是在三邊都設備過負荷保護裝置。其四，針對三邊都安排電源的三相繞組降壓器來講，最好是在每一邊都安裝過負荷保護裝置。

3 總結(jié)

電力變壓器是不同電壓間的電能資源轉(zhuǎn)換載體，其在供電與配電體系中發(fā)揮的作用非常關(guān)鍵。本文分析了電力變壓器的常故障種類，并且提出了幾點電力變壓器的繼電保護方式。如果將這些方法有效地利用起來，必將可以有效提升變壓器故障檢修能力，確保變壓器在配電供電安全保護工作中發(fā)揮出更加積極的作用。

參考文獻：

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[2]李進.淺談電力變壓器的繼電保護[J].北京電力高等專科學校學報，2009（12）.

[3]黃婷君.試論電力變壓器繼電保護設計[J].科技信息，2010（15）.

啟動保護繼電器的作用范文第5篇

Abstract: Since there is no protective equipment in the stabilized soil mixing plant, accidents always happen threaten the safety of the persons. PLC is used to reform the WCD-500 to strengthen the control circuit because it has the advantage of low cost and effective. At the same time, PLC is used to start Y-Δ, saving intermediate relay, simplifying the control circuit to reduce the failure rate.

關(guān)鍵詞:PLC控制;WCD-500型穩(wěn)定土拌和站;Y-Δ啟動;程序設計

Key words: PLC control; WCD-500-type stabilized soil mixing station; Y-Δ start; programming

中圖分類號:TU64 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0233-01

0引言

WCD-500型穩(wěn)定土拌和站攪拌鍋沒有防護設施,工人在清理拌和站攪拌鍋的時候,時常發(fā)生人員生命安全事故,通常,這些事故危害大,影響惡劣,給施工工作帶來阻礙,給家庭帶來破壞,給公司帶來經(jīng)濟損失。而且,WCD-500型穩(wěn)定土拌和站自動化程度低,人員操作復雜,一旦進入大干,操作人員往往加班加點,時間一長,思想疲勞,人員疲憊,操作不及時時常發(fā)生,操作錯誤也屢見不鮮,為了人身安全,生產(chǎn)安全,減輕人員操作強度,結(jié)合我公司W(wǎng)CD-500型穩(wěn)定土拌和站的實際情況,采用PLC對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站進行改造,取得了良好的效果。此舉措不僅可以大大地降低操作人員的勞動強度,方便操作,節(jié)省大量的精力,而且在電氣系統(tǒng)運行可靠性有了顯著提高,清理拌和站攪拌鍋的工人的人身安全有了保障,工程的順利進展有了可靠保障。同時降低了穩(wěn)定土拌和站的故障率,提高了穩(wěn)定土拌和站的利用率,提高了公司的經(jīng)濟效益。

1 WCD-500型穩(wěn)定土拌和站PLC電氣控制系統(tǒng)設計

1.1 電氣系統(tǒng)的改造設計思路

為了人身、生產(chǎn)安全,我們在對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站改造中著重增強安全防護方面的設計,同時,對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站大功率電機的控制電路進行改造,將PLC應用到控制電路中,將消除繼電器斷線不能正常啟動、啟動時形成的弧光短路等故障。在具體設計思想上維持原繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的邏輯順序和控制原理,在應用中取得良好的效果。

1.2 PLC的I/O點數(shù)選定

在控制電路中,輸入PLC的控制信號為32點,包括操作指令信號(如操作控制、按鈕開關(guān)等元件的觸點信號)和拌和站狀態(tài)信號(如卸料倉門狀態(tài)信號、存料倉門狀態(tài)信號、空壓機氣壓狀態(tài)信號、拌合站拌合鍋門狀態(tài)信號和拌合鍋電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)信號等)。PLC輸出的控制信號點數(shù)為32點,包括動作執(zhí)行元件(各接觸器線圈的控制信號)。

1.3 硬件組成

1.3.1 PLC系統(tǒng)

這是整個系統(tǒng)的核心部分,采用的是日本三菱公司的FX2-80MR-D型PLC。該機型為整體式PLC機,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,具有很強的抗干擾能力和負載能力,非常適合在料場的工作環(huán)境。而且FX2系列PLC機的最大的特點是在小型機上實現(xiàn)大型機的功能,可與計算機自由聯(lián)接。該機型有40個輸入點和40個輸出點。不帶擴展模塊,完全滿足系統(tǒng)的要求。

1.3.2 輸出驅(qū)動部分

因為輸出部分控制的負載多為感性負載,為此選用固態(tài)繼電器進行功率放大。但在電路中未加設二極管保護和過壓吸收電路;僅在發(fā)電機回路中加裝了過壓吸收保護電路。

1.4 PLC控制系統(tǒng)的程序設計

該控制系統(tǒng)的程序大多根據(jù)WCD-500型穩(wěn)定土拌和站原電氣原理圖的控制方式編寫。在程序設計時取消了原電路中所有的中間繼電器、時間繼電器和大部分中間起聯(lián)鎖作用的接觸器的輔助觸點。這些裝置的功能完全由程序控制來實現(xiàn),使電路得到了簡化且功能進一步增強。拌和站的電路分兩路,一路作為拌和站和工作現(xiàn)場的照明使用,另一路作為拌和站控制和運行供電,兩路分離,互不干擾,以供拌和站一旦出現(xiàn)事故時,拌和站正常照明,方便事故處理。

在拌和站拌合鍋的門上安裝行程開關(guān),拌和站在啟動時,如果拌合鍋的鍋蓋沒有蓋好,各個電機都不工作;僅僅電鈴持續(xù)不斷的響動,提醒操作人員拌合站鍋門沒關(guān),或有人工作,不要誤操作;提醒工作人員注意,拌和站將要運轉(zhuǎn),注意安全,及時躲避。防止工人在清理拌和站拌合鍋時,被運轉(zhuǎn)的攪拌軸,攪拌至死,發(fā)生人身安全事故。

拌和站正常開動時,旋轉(zhuǎn)開關(guān),電路接通,PLC按照設定程序自動運行,首先PLC定時器計時,電鈴持續(xù)響動3分鐘,定時器動作,控制空氣空壓機的繼電器動作,空壓機運轉(zhuǎn),當空壓機的氣壓值達到要求時,空壓機停止運轉(zhuǎn),當氣壓值低于要求時,空壓機自動運轉(zhuǎn)。當空壓機的氣壓值達到要求后,控制卸料門的PLC輸出繼電器動作,卸料門開啟,檢驗卸料門完好與否。然后,控制出料皮帶的電機的繼電器動作,帶動出料皮帶的電機運轉(zhuǎn),出料電機運行30秒后,控制拌和站拌合鍋的PLC輸出繼電器動作,電路接通,電機運轉(zhuǎn),帶動攪拌軸運轉(zhuǎn),30秒過后,控制上料皮帶的PLC輸出繼電器閉合,電機運轉(zhuǎn),上料皮帶運行。這次改造改變了拌和站原有的出料皮帶電機、攪拌鍋電機、上料皮帶電機的繼電器同時動作,電機同時啟動,避免用電電壓瞬時減小,保護了電機。而且,有效避免人員在清理拌合鍋時,電機運轉(zhuǎn),攪拌軸旋轉(zhuǎn),將工作人員攪拌這種事故的發(fā)生。設置了急停按鈕,在拌和站運轉(zhuǎn)的時候,遇到特殊情況,按下此按鈕,可斷開拌和站的供電,有效保護人身、設備的安全。

2用PLC實現(xiàn)電機的Y-Δ啟動

PLC實現(xiàn)拌合鍋攪拌電機Y-Δ啟動的電路控制原理,與拌合鍋攪拌電機用接觸器,繼電器控制啟動的原理一致。拌和站拌合鍋攪拌電機電路中所需要的輸入輸出點比較少,本電路中輸入信號有:啟動信號、停止信號、熱繼電器動作信號,和拌合鍋攪拌電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)信號。輸出信號多一些,因為PLC輸出點的限制,需要利用小型繼電器在PLC和接觸器之間進行轉(zhuǎn)換,輸出信號有:電機Y型啟動的繼電器、電機啟動的主繼電器、電機Δ型啟動的繼電器、熱繼電器動作報警、電機Y型啟動指示、電機Δ型轉(zhuǎn)換指示等信號。用PLC實現(xiàn)電機的Y-Δ啟動,消除繼電器斷線不能正常啟動、啟動時形成的弧光短路等故障,PLC以弱電控制強電,省去控制繼電器,節(jié)省線路減少了故障率,運行成本低。PLC的輸入、輸出部分和固態(tài)繼電器均有發(fā)光二極管顯示,方便了檢修人員查找電氣故障,提高了檢修效率,進而提高了拌和站的利用率。由于PLC在設計制造時充分考慮到控制現(xiàn)場的環(huán)境問題,并采取了多層次、多種有效措施來提高工作可靠性,因此,采用PLC實現(xiàn)電機控制,特別適合工作環(huán)境條件較惡劣的料場。

3結(jié)束語

采用了PLC改造拌和站電氣控制系統(tǒng),改變了以往因攪拌鍋沒有防護措施,發(fā)生人身安全事故的狀況,有效保護人身、生產(chǎn)的安全,提高了公司的經(jīng)濟及社會效益。PLC的輸入、輸出部分和固態(tài)繼電器均有發(fā)光二極管顯示,方便了檢修人員查找電氣故障,提高了檢修效率,進而提高了拌和站的利用率。

參考文獻:

[1]王兆義.小型可編程控制器實用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.