2023學(xué)年完整公開課版任務(wù)7

《城市軌道交通低壓供配電及照明》課程控制繼電器和智能脫扣器教學(xué)目標(biāo)掌握控制繼電器在環(huán)控電控供電系統(tǒng)中的應(yīng)用掌握智能脫扣器的組成及工作原理教學(xué)重點控制繼電器和智能脫扣器的原理及應(yīng)用目錄控制繼電器在環(huán)控電控供電系統(tǒng)中的應(yīng)用智能脫扣器的組成智能脫扣器的工作原理0102030101控制繼電器在環(huán)控電控供電系統(tǒng)中的應(yīng)用利用控制繼電器來取代傳統(tǒng)的時間繼電器和中間繼電器，也能實現(xiàn)系統(tǒng)的自投自復(fù)功能；同時使二次線路變得更加簡單，大大簡化了現(xiàn)場接線，提高了設(shè)備自投自復(fù)的可靠性，也方便了現(xiàn)場維護及檢修。現(xiàn)以Moeller公司生產(chǎn)的“EASY”緊湊型控制繼電器為例介紹，其電路如圖1所示，各輸入、輸出量的功能見表1。01圖1EASY控制繼電器01控制輸入控制輸出輸入信號功能輸出信號功能I1=1Q1合閘（1路進線）Q1=0Q1分閘（1路進線）I2=1Q2合閘（2路進線）Q2=0Q2分閘（2路進線）I3=1Q3合閘（母聯(lián)開關(guān)）Q3=0Q3分閘（母聯(lián)開關(guān)）I4=01路電源失壓（觸點斷開）

I5=02路電源失壓（觸點斷開）

表1各輸入、輸出量功能01當(dāng)某段進線電源失壓時，如當(dāng)1#進線失壓，控制繼電器“EASY”輸入端I4=0控制器“EASY”輸出Q1=0，即1路進線開關(guān)分閘經(jīng)T3（設(shè)為5S）時間后，控制器“EASY”輸出端Q3=1，Q3母聯(lián)開關(guān)合閘，這為自動投入運行過程。當(dāng)1#進線恢復(fù)來電時，控制繼電器“EASY”輸入端有I4=1、I5=1控制繼電器“EASY”輸出Q3=0，Q3母聯(lián)開關(guān)分閘。經(jīng)T1（設(shè)為5秒）時間后，控制器“EASY”輸出Q1=1，即1路進線合閘，完成自復(fù)過程。反之，當(dāng)2#進線失壓時，控制繼電器“EASY”根據(jù)輸入端的信號控制對應(yīng)的輸出端，來完成自投自復(fù)的過程。0202智能脫扣器的組成1.組成。智能脫扣器工作原理框圖如圖2所示，該脫扣器由控制部分、執(zhí)行機構(gòu)和互感器等部分組成。智能控制器的主要作用是通過微處理器實時采集斷路器的電流信號、電壓信號和各種輔助信號。當(dāng)控制器采集到主回路電流符合設(shè)定的斷路器保護條件時，選擇性發(fā)出脫扣信號，控制斷路器分?jǐn)喙收匣芈?。圖2智能脫扣器工作原理框圖02（1）控制器部分主要由電源回路、信號回路、顯示和鍵盤、CPU等功能單元組成，實現(xiàn)信號的輸入、輸出和計算，并顯示相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出脫扣指令。（2）執(zhí)行機構(gòu)主要由磁通變換器、復(fù)位指示按鈕和連鎖機構(gòu)組成。磁通變換器是一種以永磁操動的執(zhí)行器。正常工作時，永久磁保持是吸合狀態(tài)，當(dāng)故障電流達到控制器脫扣值時，磁通變換器收到勵磁信號，在反向磁場的作用下觸發(fā)，動作于跳閘。當(dāng)電路故障時，磁通變換器動作，復(fù)位指示按鈕彈出，斷路器斷開。排除故障后，只有在人工按下復(fù)位指示按鈕后，斷路器才能重新合閘。連鎖機構(gòu)用來保證復(fù)位按鈕按下時，斷路器才能合閘，否則無法合閘。02（3）電流互感器(CT)由輔助工作電源繞組、信號輸出繞組（空心線圈）組成。有安裝在斷路器主回路母線上的內(nèi)置電流互感器和外接電流互感器兩種。輔助工作電源繞組用于為控制器提供輔助的工作電源，并通過過載電流發(fā)光二極管(LED)按比例顯示。信號輸出繞組為微處理器(MCU)捉供采樣信號。輔助工作電源繞組和信號輸出繞組封裝在同一個電流互感器的外殼中，斷路器的每極配有一個電流互感器。0303智能脫扣器的工作原理當(dāng)大電流流過互感器時，輔助工作電源繞組將產(chǎn)生激勵磁場和感生電動勢，即可為控制器提供輔助工作電源。當(dāng)互感器流過電流時，將在信號輸出繞組產(chǎn)生一幅值比較小的信號，此信號經(jīng)控制器處理后，作為微處理器(MCU)的采樣信號。03空心線圈把斷路器主回路上的大電流轉(zhuǎn)換為毫伏級信號，然后先經(jīng)模擬量處理，再經(jīng)八選一電子選擇開關(guān)進入微處理器，電流信號在MCU內(nèi)進行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并與用戶整定的保護參數(shù)進行比較。如果電流信號的數(shù)字量達到保護值，MCU根據(jù)保護特性實施保護的延時過程，延時時間到，MCU發(fā)出脫扣指令，磁通變換器動作，脫扣機構(gòu)動作，斷路器分閘，完成主保護動作過程。另外，模擬量與相應(yīng)保護值的雙限比較器進行模擬量比較，如果電流信號的模擬量達到保護值，雙限比較器發(fā)出脫扣指令，磁通變換器動作，脫扣機構(gòu)動作，斷路器分閘，完成后備保護過程（MCR功能）。03圖2中，電源電路通過電流互感器(CT)為智能脫扣器供電。專用集成電路(ASIC)將電流互感器檢測到的信號放大，并通過矢量合成檢測接地