二次识图中的触点
摘要
关键词
继电器接触器触点、断路器辅助触点、二次识图
正文
触点本意来自于开关。开关,如果仅仅从字面意义来理解,就是能够执行开与关操作的电器装置。开关是一种可以接通和分断运行电流的机械装置,又被称为开关电器。按开关打开时的电阻与开关闭合时的电阻之比,即转换深度,可以把开关分为有触点电器、无触点电器和混合式电器。这里只讨论有触点的开关。有触点的开关有二片名叫“触点”的金属,二触点接触时使电流形成回路,二触点不接触时电流开路。这也是最简单的开关。
电力系统一次系统里有大量的开关电器,比如断路器、隔离开关等,承受高电压大电流。电力系统通过倒闸操作,控制开关电器触点通断,控制一次设备投入、退出运行,完成电力系统的生产、变换、分配、输送电能的任务。
二次设备服务于一次设备,对一次设备进行监察、控制、测量、保护和调节。为了安全和便于控制,二次回路是低电压小电流回路。二次回路中通过继电器、接触器等根据电气量(电压、电流)或非电气量(热、时间、转速、压力等)(输入信号)的变化,使触点接通或断开控制电路,以完成自动控制或保护一次设备的任务。
二次回路中的触点主要有两类:1、继电器和接触器等二次设备元件的触点。以常见的电磁型继电器、接触器为例,继电器和接触器等的触点主要是线圈控制触点;2、断路器、隔离开关等一次设备的辅助触点。断路器、隔离开关的辅助触点与断路器、隔离开关是机械联动关系。触点有两种类型,即常开触点和常闭触点,又称为动合触点和动断触点,在本文里统称动合触点和动断触点。继电器和接触器线圈不带电即不励磁时,其触点不动作。继电器和接触器线圈带电即励磁时,根据继电器和接触器线圈通过电量是否大于等于继电器和接触器整定值,触点一般有两种状态:1、继电器和接触器线圈通过电量大于等于继电器和接触器整定值,其触点动作,动合触点闭合,动断触点断开;2、继电器和接触器线圈通过电量小于继电器和接触器整定值,其触点不动作,动合触点断开,动断触点闭合。继电器和接触器线圈励磁触点动作后,通过电量小于继电器和接触器整定值线圈失磁,其触点返回,动合触点断开,动断触点闭合。断路器的辅助触点有两种形式:一种是辅助动合触点,断路器闭合,其辅助动合触点闭合;另一种是辅助动断触点,断路器闭合,其辅助动断触点断开。
综合上述,继电器和接触器线圈不励磁时,其触点不动作。继电器和接触器线圈励磁通过电量小于继电器和接触器整定值时,其触点不动作。继电器和接触器线圈(带电)励磁通过电量大于等于继电器和接触器整定值时,其触点动作。继电器和接触器线圈失磁后,其触点返回。断路器的辅助动合触点,其分、合位置与断路器位置一致;断路器的辅助动断触点,其分、合位置与断路器位置相反。
在电气回路里,图形符号均是按无电压、无外力作用的正常状态表示的,例如,继电器、接触器的线圈未通电;断路器、隔离开关未合闸;按钮未按下;行程开关未到位等。一次回路根据电力系统运行状态变化,二次回路监察、测量一次回路的状态从而控制、保护和调节一次回路,因此二次回路的触点也在随着一次回路的变化而变化,接通或断开控制电路,实现控制、保护和调节的目的。在二次识图中,正确分析触点动作情况是理解电路状态变化,才能正确分析二次电路工作原理,是二次识图的关键技巧之一。对于职业院校学生来说,这是个难点也是个重点。在教学中,可以通过板书等方式表现触点的闭合或断开的状态来加强学生的直观理解,帮助学生更好地掌握二次回路触点的变化,训练逻辑思维,加强二次识图能力。
现在以图1(b)所示10kV过电流保护的控制回路展开接线图举例说明。图中“· ”表示触点闭合,“×”表示触点断开。“↑”或“↓”表示延时触点延时动作方向,“→”表示延时后。触点的变化可以用不同颜色加以区别。
(a)10kV过电流保护原理接线图 (b)10kV过电流保护控制回路展开接线图
图1 10kV过电流保护
当线路正常运行时,流过线路的一次电流正常,使得电流互感器二次电流
正常,电流
流过电流继电器1KA、2KA线圈,小于线路过电流保护的整定值,电流继电器1KA、2KA线圈励磁触点不动作,其动合触点1KA、2KA断开,时间继电器KT线圈不励磁触点不动作,时间继电器KT的延时闭合动合触点KT断开,断路器QF动合辅助触点QF闭合,信号继电器KS的线圈不励磁触点不动作,其动合触点KS断开,信号回路不动作,断路器跳闸线圈YT不励磁,过电流保护不动作。
线路正常运行时,10kV过电流保护的控制回路展开接线图触点状态如图2所示。由图2可知,在+WC→1KA动合触点并联2KA动合触点→KT线圈→-WC回路中,电流继电器1KA、2KA动合触点断开,时间继电器KT线圈不励磁。在+WC→KT延时闭合动合触点→KS线圈→QF动合辅助触点→YT线圈→-WC回路中,KT延时闭合动合触点断开,QF动合辅助触点闭合,KS线圈、YT线圈均不励磁。标注符号颜色黑色。
图2 10kV过电流保护正常运行时控制回路展开接线图
当线路发生短路时:
(1)当线路发生ABC三相短路时,流过线路的短路电流增大,使得电流互感器二次电流
增大,电流
流过1KA、2KA线圈,若
大于线路过电流保护的整定值,1KA、2KA线圈励磁,其动合触点闭合,将直流操作电源正母线来的电源加在时间继电器KT的线圈上,KT线圈励磁,KT的动合触点延时闭合,正电源经过KT触点、信号继电器KS的线圈、断路器动合辅助触点QF、断路器跳闸线圈YT接至负电源,KS线圈和YT线圈励磁,两者同时动作,KS的动合触点闭合发信号同时使断路器QF跳闸,完成过电流保护任务。当断路器跳闸后,线路短路电流
消失,从而
消失使保护装置复归。
线路三相短路时,10kV过电流保护的控制回路展开接线图触点状态如图3所示,触点状态发生变化用颜色加以区别。上层黑色为正常运行时触点状态,下层红色为故障时触点状态。由图2可知,在+WC→1KA动合触点并联2KA动合触点→KT线圈→-WC回路中,电流继电器1KA、2KA动合触点从断开变为闭合(红色点),时间继电器KT线圈励磁。在+WC→KT延时闭合动合触点→KS线圈→QF动合辅助触点→YT线圈→-WC回路中,时间继电器KT延时闭合动合触点KT从断开变为延时闭合(红色点加向上箭头,箭头方向与触点延时动作方向一致),断路器QF动合辅助触点闭合(断路器跳闸YT线圈未励磁前,QF动合辅助触点状态不变,颜色红色),信号继电器KS线圈励磁,发出故障信号,断路器跳闸YT线圈励磁,断路器QF跳闸,过电流保护动作。断路器QF跳闸后,断路器QF动合辅助触点断开(红色×)。
图3 10kV过电流保护三相短路时控制回路展开接线图
断路器QF跳闸后其动合辅助触点QF同时断开。
(2)当线路发生AB两相短路时,由于只有AB两相有短路电流,且只有A相装有保护装置,因此只有A相电流互感器二次电流流过电流继电器1KA线圈,其动合触点闭合,接通时间继电器KT的线圈回路,其延时闭合的动合触点延时闭
合,又因断路器QF在合闸状态,其动合辅助触点也是闭合的,故其回路接通,于是信号继电器KS线圈和跳闸线圈YT中有电流流过,KS触点闭合接通信号回路发信号,YT线圈励磁驱动断路器跳闸,完成过电流保护任务。
线路三相短路时,10kV过电流保护的控制回路展开接线图触点状态如图3所示,触点状态发生变化用颜色加以区别。上层黑色为正常运行时触点状态,下层红色为故障时触点状态。由图2可知,在+WC→1KA动合触点并联2KA动合触点→KT线圈→-WC回路中,电流继电器1KA、2KA动合触点从断开变为闭合(红色点),时间继电器KT线圈励磁。在+WC→KT延时闭合动合触点→KS线圈→QF动合辅助触点→YT线圈→-WC回路中,时间继电器KT延时闭合动合触点KT从断开变为延时闭合(红色点加向上箭头,箭头方向与触点延时动作方向一致),断路器QF动合辅助触点闭合(断路器跳闸YT线圈未励磁前,QF动合辅助触点状态不变,颜色红色),信号继电器KS线圈励磁,发出故障信号,断路器跳闸YT线圈励磁,断路器QF跳闸,过电流保护动作。断路器QF跳闸后,断路器QF动合辅助触点断开(红色×)。
同理,可以分析BC两相短路或AC两相短路保护动作过程。这三个短路情况可以让学生在理解前面分析触点方法的基础上进行练习,巩固加强触点分析方法,理解掌握电路工作原理的分析方法,逐步过渡为不需要标识也能准确判断触点变化,为后续二次回路学习打下基础。这个方法适用于二次识图初学者,可以更直观的理解在不同工作状态下触点的变化。对于复杂电路,在同一个变化过程中有的触点多次变化,标注复杂不直观。这个方法使二次识图初学者有对触点变化过程具象化,更快的接受触点变化工作原理,在实际教学中取到了良好的效果。
参考文献
[1]黄栋.发电厂及变电站二次回路.北京:中国水利水电出版社.2019.
[2]林山.电气二次回路.北京:中国电力出版社.2019.
[3]沈诗佳.电力系统继电保护及二次回路.北京:中国电力出版社.2017.
作者简介。
姓名: 杨红梅,性别:女,籍贯:云南昆明, 民族:汉,职称:讲师,学历:大学,学校单位:云南水利水电职业学院,单位地址:(省市)云南昆明,研究方向:电力工程教学,
...