EASY控制继电器在地铁线路低压配电系统中的应用
0 引言
随着地铁事业的迅速发展,地铁供电系统的可靠性和连续性越来越受到重视。在广州地铁二号线低压配电方案中, 如变电所低压柜、变电所控制室的交流屏等重要供电回路, 都存在双电源自动切换、控制线路简单、供电可靠性高的要求, 一种新型的控制继电器一一德国默勒公司生产的EASY能够很好地满足这些要求,并应用广泛。
1 EASY的选型和控制原理
1.1变电所低压柜
如图1,变电所低压柜采用单母线分段结构,设备正常运行时,2路进线开关801、802在合位,母联开关803在分位,当断开动力变压器高压侧开关或动力变压器高压侧开关跳闸时,要求对应的进线开关自动分开,母联开关自动合上。根据上述要求,由于设备附近无直流电源,因此选用的EASY型号是EASY4l2一AC—R.电源为230VAC,有8个数字量输入端,分别是I1~I8,4个继电器输出端为Q1~Q4,能够满足实际需要。
程序如下:
在自动运行时的控制原理如下:
(1)当主开关802或803开关在分位及主开关802和803开关都在分位,此时输入EASY输入端I3、I4分别取802、803开关常闭接点,图2中回路1输出继电器Ql线圈受电,使回路2中801合闸回路的一个断开点接通(801合闸回路有多个断开点,这个断开点的接通是801开关合闸的一个必要条件,802、803开关同理)。
(2)当主开关801或803开关在分位及主开关801和803开关都在分位,此时输入EASY输入端I2、I3分别取801、803开关常闭接点,图2中回路3输出继电器Q2线圈受电,使回路4中802合闸回路的一个断开点接通。
(3)当主开关801或802开关在分位及主开关801和802开关都在分位,此时输入EASY输入端I2、I4分别取801、802开关常闭接点,图2中回路5输出继电器Q2线圈受电,使回路6中803合闸回路的一个断开点接通。
(4)当断开动力变压器的高压侧开关,或动力变压器的高压侧开关跳闸时,动力变压器的低压侧开关801、802开关柜内的继电器K3动作,此时K3继电器的常开接点接通801或802开关分闸回路,使801或802开关分闸,同时K3继电器的常开点也接入EASY的I5输入端,K3常开接点的闭合使回路7的缓放时间继电器T2线圈受电,T2常开点闭合(延时5S断开)接通了回路8中的T1线圈回路(T1常开点延时2s合上),由于T2常开点延时断开时间(5S)大于T1常开点延时闭合时间(2S),因此保证了Tl常开点2S合上,使回路9输出继电器O4线圈受电,保证回路l0中803合闸回路接通,完成自投过程。因此不计80l或802开关分闸时间、803开关固有合闸时间和非时间继电器的固有动作时间,803开关自投时间是2S,设计时没有考虑自复功能。
1.2变电所控制室交流屏
变电所控制室交流屏也采用单母线分段运行,如图3。正常运行时,2路进线开关lZK、2ZK在合位,母联开关3ZK在分位,当任何一段进线电压失压(小于180v)时,要求进线开关自动分开,母联开关自动合上,当进线电压恢复正常时,母联开关自动分开,进线开关自动合上。根据上述要求,由于设备附近有直流电源,并且需要EASY有模拟量输入功能,这里选用的EASY型号是EASY620一DC—TC。电源为24VDC,有12个数字量输入端,分别是I1~I12,其中有2个可用于模拟量。8个输出端,分别是Q1—Q8,Q1—Q6控制1~3ZK分合闸;Q7、Q8控制1ZK、2ZK脱扣告警:I1~I3为空气开关1ZK~3zK辅助触点;I5、I6为1ZK、2ZK脱扣报警触点;I7、I8为1、2#交流模拟量。
二次接线原理图如图4。
程序如下:
在自动运行时的控制原理:
(1)当I段进线失压(小于180V)时,通过隔离驱动器的变换,输入到EASY输入端I7的电压小于1.8V时,如图4,模拟量处理功能继电器A1线圈受电,A1常开点动作一回路1中T1线圈受电,延时1S,T1常开点闭合一回路2中M1线圈受电,M1常开点闭合。由于I段进线失压前1ZK开关为合位,所以1ZK常开触点为合位一I1闭合,M3线圈受电,M3常开点闭合。这样Ml、M3常开点闭合一回路3中M12线圈受电,M12常开点闭合一回路25中的T7线圈受电,T7常闭点延时0.5s断开,在这0.5s内回路26中的T8线圈是带电的,保证T8常开点延时0.1S合上,这时T8、M12常开点都合上一回路27输出端Q1受电,Q1常开点闭合一控制1ZK开关分闸,所以从I段进线失压到1ZK分闸,不计非时间继电器的固有动作时间和1ZK开关固有分闸时间,共需1.1s。
分析3ZK合闸程序控制过程:由于上面分析过M1常开点为合位.而1ZK分开后其常开点断开,I1断开一回路8中M3线圈失电,M3常闭点合上,这样M1常开点闭合、M3常闭点闭合一回路11中T6线圈受电,T6常开点延时1S闭合;此前3ZK状态为分位,所以3zK常开点为断开状态,I3断开,所以此时回路14中M5线圈无电,M5常闭点闭合;这样M5常闭点闭合、T6常开点延时1S闭合一回路12中输出端Q6受电,Q6常开点闭合一控制3ZK合闸,所以从1ZK分开到3ZK合上,除去非时间继电器的固有动作时间和3zK开关固有合闸时间,共需1S。
结论:从I段进线失压到3ZK自投合上,不计非时间继电器的固有动作时间和开关分合闸时间,约为2.1S。
(2)现在分析I段进线电压恢复正常(≥180V)时,1ZK、3ZK自复过程的完成:
由于I段进线电压恢复正常,故图4中继电器A1线圈失电,A1常开点分开一回路1中T1线圈失电,T1常开点瞬时断开一回路2中M1线圈失电,M1常闭点闭合;此时考虑Ⅱ段进线电压正常,A2线圈无电,A2常开点分开一回路17中T2线圈无电,T2常开点断开一回路18中M2线圈无电,M2常闭点闭合;由于3ZK在合位,因此输入到I3的3ZK常开点闭合一回路14中M5线圈受电,M5常开点闭合,这样M1、M2常闭点闭合,M5常开点闭合一回路13中M14线圈受电,Ml4常开点闭合一回路25中T7线圈受电,由于T7常闭点延时0.5s断开,因此M14常开点闭合又保证了回路26中T8线圈受电0.5s,T8常开点延时0.1S闭合一回路29中Q5受电一控制3ZK分闸。
下面分析1ZK合闸的过程:由于1zK在分位,1zK常开点在分位,所以I1在分位一M3线圈无电,M3常闭点闭合;3ZK分闸后,I3在分位一M5线圈无电,M5常闭点闭合,前面分析过M1常闭点闭合,这样M1、M3、M5常闭点都闭合一回路4中M8线圈受电,M8常开点闭合;由于1ZK没有脱扣报警一I5常闭点闭合一回路9中M10线圈带电,M10常开点闭合,这样M8、M10常开点闭合一回路5中T4线圈受电,T4常开点延时1S闭合一回路7中Q2受电一控制1ZK合上。
结论:从I段进线电压恢复正常到1ZK自复成功,不计开关分合闸固有时间及非时间继电器的固有动作时间,需1.1s完成。
(3)Ⅱ段进线自投、自复控制原理与I段相同。
2 应用效果
由于历史条件限制, 广州地铁一号线低压配电系统中采用的是传统的备自投装置, 主要由多个中间继电器和时间继电器组成,在多年运行中出现过供电可靠性不够高等问题。因此,二号线大量采用智能化较高的EASY 控制继电器,EASY控制继电器是一个紧凑型继电器, 它将控制和输入设备融为一体, 具有良好的智能操作功能和LCD 液晶画面, 通过其按键就能实现简单的编程和改变电路图, 使控制线路变得非常简单, 大大简化了现场接线和维护检修工作, 保证了高质量的地铁供电要求。
3 结束语
通过在广州地铁二号线的广泛应用及运营情况表明,EASY控制继电器能够简化控制线路, 提高供电可靠性和连续性, 方便现场维护和降低维修成本, 可尝试用于一号线低压配电等重要供电回路的改造, 也可推广到地铁新的线路中, 选型可根据实际要求灵活选用, 同时要注意以下两点:(1)最好选用稳定的直流电源, 确保电源质量:(2)保证与EASY连接的附属设备的质量, 如隔离驱动器的质量要高,与EASY连接的二次线屏蔽功能较好等。
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