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。