Дистанционное управление выключателем с электромагнитным приводом. Сигнализация и блокировка от прыганий.

Ответ:Дистанционное управление выключателями заключается в подаче от руки командных сигналов на дистанционные приводы выключателей со щита управления или другого пункта, где установлены ключи управления. Обслуживающий персонал, как правило, не видит выключателя и его привода, поэтому схемы дистанционного управления предусматривают передачу обратного сигнала от привода на щит управления, указывающего положение выключателя или его изменение.

Подача команды на отключение производится замыканием цепи отключающей катушки непосредственно контактами ключа управления, так как ток в этой цепи составляет 10—12 А.

Подача команды на включение масляных выключателей не может производиться замыканием цепи включения непосредственно контактами ключа управления, так как величина тока в этой цепи у различных приводов составляет 100—400 А. Применение такого способа потребовало бы изготовления массивных громоздких ключей и затраты большого количества силового кабеля на подвод цепей включающих катушек к ключам управления. Поэтому управление включающими катушками производится через промежуточные контакторы с мощными контактами, рассчитанными на замыкание и размыкание тока указанной выше величины. Контакторы устанавливаются в непосредственной близости от привода и соединяются с включающей катушкой короткими отрезками кабеля. Таким образом, при подаче команды на включение выключателя ключом управления замыкается цепь обмотки контактора, а контактор, срабатывая, своими контактами замыкает цепь включающей катушки.

Отключающие и включающие катушки воздушных выключателей имеют одинаковое потребление и поэтому управляются одинаково непосредственно ключами управления.

Отключающие и включающие катушки как масляных, так и воздушных выключателей не рассчитаны на длительное прохождение тока. Поэтому схемы управления предусматривают автоматическое размыкание этих цепей по окончании соответствующей операции во избежание повреждения катушек, в случаях задержки или заедания ключа управления. Для этой цели применяются специальные блокировочные контакты различных типов.

Блокировочный контакт типа КСА, показанный на рис. 5-1, со стоит из двух латунных контактов 1, к которым подводятся и крепятся под винты 2 соответствующие цепи, и пластмассовой шайбы 3 с запрессованным в нее медным кольцом 4. Медное кольцо имеет два полукруглых выступа, выходящих из шайбы с двух сторон, которые при повороте на определенный угол замыкают контакты 1 и тем самым подведенную к ним цепь. Для надежного замыкания цепи латунные контакты 1 прижимаются к выступам медного кольца стальными пружинками 5. Шайбы 3 надеваются на шестигранную ось 6, что дает возможность располагать их под таким углом к латунным контактам 1, при котором замыкание или размыкание цепи происходит в нужный момент.

Ось блокировочных контактов при помощи тяги соединяется с приводом выключателя так, чтобы их переключение происходило при определенных положениях привода. Так, блокировочный контакт в цепи отключающей катушки, замкнутый при включенном выключателе, должен разомкнуться после того, как выключатель начал отключаться, и замкнуться вновь в начале хода привода па включение. Блокировочный контакт включающей катушки или включающего контактора, замкнутый при отключенном выключателе, должен разомкнуться в конце хода привода на включение и замкнуться вновь в конце хода привода на отключение. Положение блокировочных контактов в цепях сигнализации должно соответствовать положению выключателя после завершения операции.

Ключи управления, применяемые для дистанционного включения и отключения выключателей, состоят из наборных контактных пакетов. Каждый пакет состоит из четырех неподвижных и одного подвижного контакта. Подвижные контакты различных пакетов могут иметь различную форму и насаживаться на общий валик либо жестко, либо со свободным ходом в пределах определенных углов. Схема одного из контактных наборов приведена на рис. 5-2.

На рис. 5-3 приведена упрощенная схема управления масляным выключателем с электромагнитным приводом. Схема включает в себя катушку включения KB и отключения КО, контактор включения КП, ключ управления КУ, блокировочные контакты БКВ и БКО, связанные с валом выключателя, и БК₁ и БК₂, связанные с сердечником катушки отключения. Питание цепей управления производится от шинок управления ШУ через предохранители ПУ. Цепи катушки включения KB питаются от шинок ШB через предохранители ПВ.

Включение и отключение выключателя производится с помощью ключа управления типа КСВФ (рис. 5-2). При этом для упрощения показан только один пакет ключа, контактами которого подаются команды на включение и отключение выключателя. Положение всех элементов схемы соответствует включенному состоянию выключателя.

Дистанционное отключение производится переводом ключа в положение «отключить», при котором, как показано на рис. 5-2, замыкаются контакты 18—19. При этом образуется цепь от шинки + ШУ через замкнувшиеся контакты ключа 18—19, блокировочный контакт БКО, замкнутый при включенном выключателе, на отключающую катушку КО, второй конец которой присоединен к шинке — ШУ.

При подаче напряжения на КО ее сердечник втягивается и бойком Б расцепляет защелку 3, что приводит к отключению выключателя. При отключении выключателя блокировочный контакт БКО размыкается, а —БКВ замыкается, подготавливая цепь включения. Таким образом, при отключении выключателя происходит автоматическое размыкание цепи отключения, что предотвращает длительное прохождение тока по КО.

Автоматическое отключение выключателя от защиты происходит при замыкании контактов реле защиты РЗ. Поскольку контакты реле РЗ включены параллельно контактам КУ 18—19, то при их замыкании образуется та же цепь, что и при дистанционном отключении. Автоматическое размыкание цепи КО в этом случае предотвращает повреждение контактов реле РЗ, не рассчитанных на разрыв тока, проходящего через КО.

Дистанционное включение производится переводом ключа управления в положение «включить», при котором, как видно из рис. 5-2, замыкаются контакты 17—20. При этом образуется цепь от шинки + ШУ через контакты ключа 17—20, замкнутый блокировочный контакт БК₂, блокировочный контакт БКВ, замкнутый при отключенном выключателе, на обмотку контактора включения KП, второй конец которой присоединен к шинке —ШУ. Контактор срабатывает и, замыкая контакты, подает напряжение на включающую катушку КВ. Выключатель включается, блокировочный контакт БКВ размыкается, а БКО замыкается, подготавливая цепь отключения. Таким образом, при включении выключателя происходит автоматическое размыкание цепи включения.

Автоматическое включение от автоматики (АПВ и л и АВР) происходит при замыкании контактов реле автоматики РА. Поскольку контакты реле РА включены параллельно контактам ключа 17—20, то образуется та же цепь, что и при дистанционном включении выключателя.

Блокировка от многократного включе-н и я (блокировка от «прыгания») осуществляется блокировочными контактами БК₁ и БК₂. Так, если при включении выключателя на короткое замыкание ключ будет длительно задержан или из-за неисправности останется в положении «включить», то выключатель будет многократно включаться на короткое замыкание и отключаться релейной защитой («прыгать»), что может привести к его повреждению. Блокировочные контакты предотвращают такое многократное включение. Как видно из схемы рис. 5-3, при первом же срабатывании защиты РЗ сердечник КО втянется, отключит выключатель и одновременно переключит блокировочные контакты, т. е. разомкнет БК₂ и замкнет БК₁ При этом, если контакты 17—20 ключа управления КУ продолжают оставаться замкнутыми, то повторного включения не произойдет, так как цепь включения оказывается разомкнутой на контакте БК₂, а плюс от КУ через блокировочный контакт БК₁ попадает на КО и удерживает сердечник во втянутом положении до размыкания контактов ключа 17—20.

Показанные на рис. 5-3 реле РКО и РКВ предназначены для сигнализации положения выключателя и для контроля исправности цепи отключения (РКО) и цепи включения (РКВ). Как видно из схемы, реле РКО включено последовательно с КО, а реле РКВ — последовательно с КП. Поэтому при включенном выключателе, когда замкнут контакт БКО, обтекается током и подтянуто реле РКО, а при отключенном выключателе, когда замкнут контакт БКВ, обтекается током и подтянуто реле РКВ. Отпадание реле РКО при включенном выключателе или реле РКВ при отключенном выключателе является признаком нарушения исправности соответствующей цепи и используется для подачи предупредительных сигналов персоналу. .

Принципиальная развернутая схема управления масляным выключателем с ключом типа КСВФ показана на рис. 5-4. Схема соответствует отключенному положению выключателя, когда ключ управления находится в положении «отключено» (0), при котором замкнуты его цепи 1, 6 и 7 (см. рис. 5-2). Обмотка реле РКВ обтекается током через замкнутые блокировочные контакты БК₂ и БКВ и обмотку контактора включения КП. Поэтому реле РКВ находится в подтянутом положении, чему соответствует показанное на схеме положение его контактов. В результате через цепь 6 ключа управления и контакт реле РКВ включена лампа Л, расположенная внутри ключа, которая освещает стеклянную призму, встроенную в его рукоятку. При соответствии положения ключа положению выключателя лампа горит немигающим светом, а при несоответствии — мигающим.

Дистанционное включение производится ключом управления в три приема. Вначале ключ переводится в положение «предварительно включено» (В₁) поворотом его рукоятки на 90°. При этом цепи 1, 6 и 7 размыкаются, а цепи 2, 3, 4 и 8 замыкаются. В таком положении ключа на лампу Л через цепь 4 подается прерывистое напряжение с шинки мигающего света (ШМС), вследствие чего призма начинает светиться мигающим светом, свидетельствующим о возникновении несоответствия. Прерывистое напряжение подается на шинку ШМС . постоянно от специальных прерывателей. Вслед за этим ключ поворотом на 45° переводится в положение «включить» (В₂), в котором замыкается цепь 10 дистанционного включения. Выключатель включается н происходит переключение блокировочных контактов, размыкается БКВ и замыкается БКО, которое приводит к отпаданию реле РКВ и подтягиванию реле РКО. В результате лампа вновь получает напряжение от шинок ШС и начинает светиться немигающим светом. По прекращении мигания ключ переводится в положение «включено» (В).

Дистанционное отключение производится в обратном порядке также в три приема переводом ключа в положения «предварительно отключено», «отключить» и «отключено».

Автоматическое отключение выключателя от релейной защиты создает несоответствие между положениями ключа и выключателя, что приводит к свечению призмы мигающим светом и появлению звукового аварийного сигнала, цепь которого замыкается на шинку звукового сигнала (ШЗС) через цепи 3 и 12 ключа и контакт реле РКВ. Аварийный сигнал снимается переводом ключа в положение «отключено».

При обрыве цепи включения при отключенном выключателе или цепи отключения при включенном выключателе появляется звуковой предупредительный сигнал, цепь которого образуется через последовательно соединенные контакты реле РКО и РКВ.

На рис. 5-5 приведена упрощенная принципиальная схема управления воздушного выключателя для одного полюса. Схема соответствует включенному положению выключателя.

Трехфазный воздушный выключатель на напряжение 110 кВ и выше состоит из трех одинаковых полюсов, каждый из которых имеет самостоятельный пневматический привод. Воздушные выключатели на напряжения 15 и 35 кВ имеют один общий пневматический привод [Л. 38, 55].

Дистанционное управление воздушным выключателем производится с помощью электромагнитов (катушек) включения КВ и отключе-

ния КО, которые при срабатывании воздействуют соответственно на включающий ВК и отключающий ОК клапаны пневматического привода.

Нормальная работа воздушного выключателя обеспечивается при условии, что сжатый воздух в его баках находится под определенным давлением. Эта особенность работы воздушного выключателя требует непрерывного контроля за величиной давления сжатого воздуха и блокировки цепей управления при ее снижении. Для этой цели схема управления включает в себя контактный манометр КМ, через который по-дается минус оперативного тока на КВ и КО. При нормальном давлении контакт КМ замкнут, а при снижении до определенной величины размыкается и снимает минс с КВ и КО.

Сигнально-блокировочные контакты управляются специальным пневматическим приводом ПСБК, который производит их переключение при операциях включения и отключения выключателя.

Дополнительным элементом схемы управления на рис. 5-5 по сравнению со схемой на рис. 5-3 является реле блокировки от многократных включений РБМ, имеющее две катушки — рабочую РК и удерживающую УК.

Дистанционное отключение производится переводом ключа в положение «Откл.». При этом образуется цепь на КО от плюса через контакты ключа 1—3, катушку РК реле РБМ и блокировочный контакт СБКО-А, замкнутый при включенном выключателе. Второй конец КО присоединен к минусу через контакт КМ. Сердечник КО, втягиваясь, воздействует на отключающий клапан ОК, который при этом открывает дутьевой клапан ДК. Через клапан ДК сжатый воздух поступает из бака БСВ в гасительные камеры ГК, в результате чего происходит их кратковременное размыкание и гашение электрической дуги потоком сжатого воздуха. Одновременно часть сжатого воздуха поступает через обратный клапан ОБК в клапан отделителя КОД и, открывая его, впускает сжатый воздух в отделитель OД. Контакты отделителя размыкаются и удерживаются в таком положении давлением сжатого воздуха.

При замыкании цепи на КО срабатывает также реле РБМ, по рабочей катушке которого проходит ток, и, замыкая контакт 3, осуществляет подхват отключающего импульса для обеспечения его необходимой длительности. Возврат реле РБМ в исходное положение происходит при размыкании контакта СБКО-А.

Сжатый воздух, поступающий в отделитель, попадает также в привод ПСБК и производит переключение блокировочных контактов. При этом СБКО-А размыкается, а СБКВ-А замыкается, подготавливая цепь включения.

Автоматическое отключение от релейной защиты происходит при замыкании контактов реле защиты РЗ аналогично рассмотренному выше.

Дистанционное включение производится переводом ключа в положение «Вкл.». При этом образуется цепь на KB от плюса через контакт ключа 2—4, замкнутый контакт 1 реле РБМ, контакт СБКВ-А, замкнутый при отключенном выключателе. Второй конец KB присоединен к минусу через контакт КМ.

Сердечник KB, втягиваясь, воздействует на включающий клапан ВК. Последний закрывает клапан отделителя КОД, который при этом прекращает доступ воздуха из бака БСВ в отделитель и сообщает его колонку с атмосферой. В результате понижения давления воздуха в колонке отделителя происходит смыкание его контактов, т. е. включение выключателя.

При замыкании цепи на KB и втягивании ее сердечника замыкается блокировочный контакт БКВ-2А и осуществляет подхват включающего импульса для обеспечения его необходимой длительности. Размыкание цепи подхвата происходит при размыкании контакта СБКВ-А.

Автоматическое включение от автоматики происходит при замыкании контактов реле автоматики РА аналогично рассмотренному выше.

Блокировка от многократного включения на короткое замыкание осуществляется с помощью реле РБМ. Так, если выключатель будет включен на короткое замыкание, то сработает реле защиты РЗ и реле РБМ. Если при этом контакты 2—4 ключа управления КУ продолжают оставаться замкнутыми, то повторного включения произойти не может, так как цепь включения оказывается разомкнутой на контакте 1 сработавшего реле РБМ. Кроме того, замкнувшийся контакт 2 этого реле переключает плюс оперативного тока, поступающий от ключа КУ на удерживающую катушку УК реле РБМ. Благодаря этому реле РБМ удерживается в сработанном положении до тех пор, пока замкнуты контакты ключа управления в цепи включения.

Последовательно с обмотками отключающих и включающих катушек включены проволочные сопротивления R, которые намотаны на общем каркасе с обмотками и конструктивно представляют одно целое с катушками. Как видно из схемы, нормально сопротивления R зашунтированы блокировочными контактами БКО и БКВ-1. Поэтому при подаче на катушку напряжения оперативного тока через нее в начале проходит большой ток 10—12 А, что создает на сердечнике катушки усилие такой величины, которое необходимо для воздействия на соответствующие клапаны пневматического привода выключателя. При втягивании сердечника блокировочные контакты БКО или соответственно БКВ-1 размыкаются и вводят сопротивление R. В результате яого ток в катушке резко снижается до величины порядка.3—4 А, что, с одной стороны, обеспечивает удерживание сердечника во втянутом положении и, с другой стороны, облегчает работу блокировочных контактов СБКО, СБКВ, которые производят размыкание цепей включения и отключения.

На рис. 5-6 приведена полная схема управления воздушным выключателем на напряжения 110—500 кВ с ключом управления типа КВ. Обозначения аппаратов на схеме рис. 5-6 те же, что и на рассмотренной ранее упрощенной схеме рис. 5-5. По сравнению со схемой рис. 5-5 рассматриваемая схема имеет следующие отличия. Поскольку каждый полюс выключателя имеет самостоятельный привод, то полная схема содержит утроенное количество включающих и отключающих катушек, а также сиггнально-блокировочных контактов. Аппараты, относящиеся к полюсам разных фаз, имеют в обозначениях дополнительные символы А, В или С. Аппараты общие для всех трех полюсов таких символов не имеют.

Ключ управления КУ типа KB имеет три положения: «Вкл», «Откл» и нейтральное, причем после операций включения или отключения ключ возвращается в нейтральное положение. Поэтому в схеме управления для запоминания предшествующей команды применено специальное промежуточное реле фиксации РПФ, в качестве которого используются двухпозиционные промежуточные реле типов РП-8, РП-9, РП-11 или РП-12. Реле РПФ имеет две обмотки О и В (см. рис. 5-6), последовательно с которыми включены блокировочные контакты этого же реле БО и БВ. Особенность конструкции двухпозициошюго реле состоит в том, что при подаче напряжения на одну из обмоток оно переключает как основные, так и блокировочные контакты (замыкает разомкнутые и размыкает замкнутые) и при снятии напряжения остается в этом поло женин. При подаче напряжения в другую обмотку реле вновь срабатывает и переключает основные и блокировочные контакты в положение, противоположное предыдущему состоянию, и при снятии напряжения остается в этом новом положении. В схеме управления выключателем реле РПФ используется для сигнализации положения выключателя, для сигнализации аварийного отключения и для запуска АПВ [Л. 14].

Минус оперативного тока подается на включающие и отключающие катушки не непосредственно через контакт контактного манометра КМ, как показано на упрощенной схеме рис. 5-5, а через промежуточное реле РПД, цепь рабочей катушки которого замыкает контакт манометра КМ (см. рис. 5-6). При нормальном давлении сжатого воздуха контакт КМ замкнут, реле РПД находится в сработанном положении и его контакты в цепи КО и KB также замкнуты. Последовательно с контактами реле РПД включены его удерживающие катушки. Это сделано для того, чтобы не разомкнулись цепи включения и отключения, если в процессе операции понизится давление сжатого воздуха и контактный манометр разомкнет свой контакт. Два контакта и две удерживающие катушки реле РПД включены для повышения надежности и уменьшения падения напряжения. Параллельно удерживающим катушкам включено сопротивление R (примерно 500 Ом) для обеспечения работы реле РПО и РПВ при низком давлении воздуха, когда контакты реле РПД разомкнуты.

Как видно из схемы на рис. 5-6, блокировочные контакты в цепи отключающих катушек СБКО всех трех фаз соединены параллельно. Это сделано для того, чтобы обеспечить возможность отключения выключателя даже в том случае, если из-за неисправности не переключатся один или даже два блокировочных контакта или если на них нарушится контакт. Наоборот в цепи включающих катушек блокировочные контакты СБКВ всех трех фаз соединены последовательно. Это сделано для того, чтобы нельзя было включить выключатель, если не переключился хотя бы один блокировочный контакт или на нем нарушился контакт, что является признаком неисправности цепей управления.

Различные неисправности как в электрической схеме управления, так и в пневматической системе индивидуальных приводов воздушных выключателей могут приводить к отказам на включение или отключение отдельных приводов выключателя, т. е. к неполнофазным включениям и отключениям.

При неполнофазном включении или отключении выключателя в сети возникает несимметричный режим, который может вызвать ложные действия защиты от однофазных коротких замыканий линий и трансформаторов как на данной, так и на других подстанциях (см. гл. 7 и 8). Поэтому для быстрой ликвидации несимметричного режима в схеме управления воздушными выключателями предусмотрена защита от неполнофазных включений (защита от непереключения фаз).

Защита осуществляется с помощью сигналыю-блокировочных контактов СБК-1А (В, С) и СБК-2А (В, С), которые при нормальной работе полюсов выключателя находятся в противоположных положениях, и промежуточного реле РПН (см. рис. 5-5 и 5-6). Блокировочные контакты соединены в параллельно-последовательную схему, которая создает цепь на катушку реле РПН, если одновременно оказываются замкну-

тыми хотя бы часть блокировочных контактов СБК-1 и СБК-2, что имеет место при отказе на включение или отключение отдельных полюсов выключателя. Например, если бы при включении выключателя не включился полюс фазы А (рис. 5-6), то блокировочный контакт СБК-1 А был бы замкнут, а СБК-2А разомкнут и была бы образована цепь на катушку реле РПН через СБК-1А и замкнутые контакты СБК-2В и СБК-2С. Реле РПН при срабатывании своим контактом замыкает цепь отключения включившихся полюсов, которые при этом отключаются и ликвидируют несимметричный режим.

Контакт реле РПО в цепи катушки реле РПН, разомкнутый при отключенном выключателе, замыкается при его включении с некоторым замедлением, для того чтобы не сработало реле РПН из-за неодновременного включения полюсов выключателя, когда могут быть кратковременно замкнуты одновременно блокировочные контакты СБК-1 и СБК-2.

Операции включения и отключения воздушных выключателей требуют подачи в его пневматическую систему определенного количества воздуха, что обеспечивается соответствующей длительностью втянутого состояния сердечников KB и КО, воздействующих на пусковые клапаны пневматических приводов выключателя. Необходимая для этого длительность замыкания цепи KB и КО создается путем подхвата командного импульса на KB от блокировочного контакта БКВ-2А и на КО от контакта РБМ₃ (см. рис. 5-6).

Размыкание цепи KB производится блокировочными контактами СБКВ, а КО — СБКО, которые регулируются так, чтобы размыкание этих цепей происходило после полного завершения соответствующей операции.

В цепи включения, где блокировочные контакты СБКВ полюсов всех трех фаз соединены последовательно, при включении выключателя обеспечивается надежное размыкание цепи, так как для этого достаточно, чтобы переключился хотя бы один блокировочный контакт.

В цепи отключения, где блокировочные контакты СБКО полюсов всех трех фаз соединены параллельно, для размыкания цепи необходимо, чтобы при отключении выключателя переключились все блокировочные контакты. При непереключении хотя бы одного из блокировочных контактов СБКО отключающие катушки всех полюсов будут длительно обтекаться током и могут повредиться, так как на такой режим не рассчитаны.

Поэтому для предотвращения повреждения отключающих катушек выключателя при непереключении фаз в схеме управления предусмотрено специальное реле ограничения длительности импульса на включение РО. Контакты этого реле включены в цепь подхвата (последовательно с контактом реле РБМ₃), а цепь катушки замыкается контактом реле РПН и ключом управления КУ.

Нормально реле РО находится в подтянутом положении и держит контакты замкнутыми. Три контакта этого реле соединены последовательно для облегчения разрыва тока в цепи КО. Если при отключении выключателя произойдет непереключение фаз или блокировочных контактов СБКО, то реле РПН сработает и разомкнет цепь катушки реле РО, которое, отпадая, с некоторым замедлением своими контактами разомкнет цепь подхвата в цепи КО.

Контакты ключа КУ замыкают цепь катушки реле РО на время операции отключения для того, чтобы это реле не отпадало при кратковременном срабатывании и размыкании контакта реле РПН, что может происходить из-за неодновременности отключения полюсов выключателя и переключения блокировочных контактов СБКО, СБКВ.