EASY控制繼電器在地鐵低壓配電中應(yīng)用

[摘 要]介紹了在廣州地鐵二號線低壓配電系統(tǒng)中EASY控制繼電器的選型和應(yīng)用，具有良好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
[關(guān)鍵詞] EASY控制繼電器 低壓配電 選型和應(yīng)用

0 引言
隨著地鐵事業(yè)的迅速發(fā)展，地鐵供電系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性越來越受到重視。在廣州地鐵二號線低壓配電方案中，如變電所低壓柜、變電所控制室的交流屏等重要供電回路，都存在雙電源自動切換、控制線路簡單、供電可靠性高的要求，一種新型的控制繼電器一一德國默勒公司生產(chǎn)的EASY能夠很好地滿足這些要求，并應(yīng)用廣泛。
1 EASY的選型和控制原理
1．1 變電所低壓柜

如圖1，變電所低壓柜采用單母線分段結(jié)構(gòu)，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，2路進(jìn)線開關(guān)801、802在合位，母聯(lián)開關(guān)803在分位，當(dāng)斷開動力變壓器高壓側(cè)開關(guān)或動力變壓器高壓側(cè)開關(guān)跳閘時(shí)，要求對應(yīng)的進(jìn)線開關(guān)自動分開，母聯(lián)開關(guān)自動合上。根據(jù)上述要求，由于設(shè)備附近無直流電源，因此選用的EASY型號是EASY41 2-AC-R，電源為230VAC，有8個(gè)數(shù)字量輸入端，分至l#動力變壓器低壓側(cè) 至2"動力變壓器低壓側(cè)別是11-18，4個(gè)繼電器輸出端為Ql~Q4，能夠滿足實(shí)際需要。

程序如下：

在自動運(yùn)行時(shí)的控制原理如下：
(1)當(dāng)主開關(guān)802或803開關(guān)在分位及主開關(guān)802和803開關(guān)都在分位，此時(shí)輸入EASY輸入端13、14分別取802、803開關(guān)常閉接點(diǎn)，圖2中回路1輸出繼電器Q1線圈受電，使回路2中80l合閘回路的一個(gè)斷開點(diǎn)接通(801合閘回路有多個(gè)斷開點(diǎn)，這個(gè)斷開點(diǎn)的接通
是801開關(guān)合閘的一個(gè)必要條件，802、803開關(guān)同理)。
(2)當(dāng)主開關(guān)801或803開關(guān)在分位及主開關(guān)801和803開關(guān)都在分位，此時(shí)輸入EASY輸入端12、13分別取801、803開關(guān)常閉接點(diǎn)，圖2中回路3輸出繼電器Q2線圈受電，使回路4中802合閘回路的一個(gè)斷開點(diǎn)接通。
(3)當(dāng)主開關(guān)801或802開關(guān)在分位及主開關(guān)801和802開關(guān)都在分位，此時(shí)輸入EASY輸入端12、14分別取801、802開關(guān)常閉接點(diǎn)，圖2中回路5輸出繼電器Q2線圈受電，使回路6中803合閘回路的一個(gè)斷開點(diǎn)接通。
(4)當(dāng)斷開動力變壓器的高壓側(cè)開關(guān)，或動力變壓器的高壓側(cè)開關(guān)跳閘時(shí)，動力變壓器的低壓側(cè)開關(guān)801、802開關(guān)柜內(nèi)的繼電器K3動作，此時(shí)K3繼電器的常開接點(diǎn)接通801或802開關(guān)分閘回路，使801或802開關(guān)分閘，同時(shí)K3繼電器的常開點(diǎn)也接入EASY的15輸入端，K3常開接點(diǎn)的閉合使回路7的緩放時(shí)間繼電器T2線圈受電，T2常開點(diǎn)閉合(延時(shí)5s斷開)接通了回路8中的T1線圈回路(T1常開點(diǎn)延時(shí)2s合上)，由于T2常開點(diǎn)延時(shí)斷開時(shí)間(5s)大于T1常開點(diǎn)延時(shí)閉合時(shí)間(2s)，因此保證了T1常開點(diǎn)2s合上，使回路9輸出繼電器Q4線圈受電，保證回路10中803合閘回路接通，完成自投過程。因此不計(jì)801或802開關(guān)分閘時(shí)間、803開關(guān)固有合閘時(shí)間和非時(shí)間繼電器的固有動作時(shí)間，803開關(guān)自投時(shí)間是2s，設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮自復(fù)功能。

1．2 變電所控制室交流屏

變電所控制室交流屏也采用單母線分段運(yùn)行，如圖3。正常運(yùn)行時(shí)，2路進(jìn)線開關(guān)1ZK、2ZK在合位，母聯(lián)開關(guān)3ZK在分位，當(dāng)任何一段進(jìn)線電壓失壓(小于1 80V)時(shí)，要求進(jìn)線開關(guān)自動分開，母聯(lián)開關(guān)自動合上，當(dāng)進(jìn)線電壓恢復(fù)正常時(shí)，母聯(lián)開關(guān)自動分開，進(jìn)線開關(guān)自動合上。根據(jù)上述要求，由于設(shè)備附近有直流電源，并且需要EASY有模擬量輸入功能，這里選用的EASY型號是EASY620-DC-TC，電源為24VDC，有12個(gè)數(shù)字量輸入端，分別是11～112，其中有2個(gè)可用于模擬量。8個(gè)輸出端，分別是Q1-Q8，Q1-Q6控制1-3ZK分合閘；Q7、Q8控制1ZK、2ZK脫扣告警；11-13為空氣開關(guān)1ZK~3ZK輔助觸點(diǎn)；15、16為1ZK、2ZK脫扣報(bào)警觸點(diǎn)；17、18為1、2#交流模擬量。（圖4）

在自動運(yùn)行時(shí)的控制原理：
(1)當(dāng)I段進(jìn)線失壓(小、于1 80V)時(shí)，通過隔離驅(qū)動器的變換，輸入到EASY輸入端17的電壓小于1．8V時(shí)，如圖4，模擬量處理功能繼電器A1線圈受電，A1常開點(diǎn)動作--回路1中T1線圈受電，延時(shí)1s，T1常開點(diǎn)閉合--回路2中M1線圈受電，M1常開點(diǎn)閉合。
程序如下：

由于I段進(jìn)線失壓前1ZK開關(guān)為合位，所以1ZK常開觸點(diǎn)為合位"11閉合，M3線圈受電，M 3常開點(diǎn)閉合。這樣M1、M3常開點(diǎn)閉合--回路3中M12線圈受電，M12常開點(diǎn)閉合--回路25中的T7線圈受電，T7常閉點(diǎn)延時(shí)0．5s斷開，在這0．5s內(nèi)回路26中的T8線圈是帶電的，保證T8常開點(diǎn)延時(shí)0．1s合上，這時(shí)T8、M12常開點(diǎn)都合上--回路27輸出端Q1受電，Q1常開點(diǎn)閉合-控制1 ZK開關(guān)分閘，所以從I段進(jìn)線失壓到1ZK分閘，不計(jì)非時(shí)間繼電器的固有動作時(shí)間和1ZK開關(guān)固有分閘時(shí)間，共需1．1s。分析3ZK閘程序控制過程：由于上 面分析過M 1常開點(diǎn)為合圖位，而1ZK分開后其常開點(diǎn)斷開，11斷開--回路8中M3線圈失電，M3常閉點(diǎn)合上，這樣M1常開點(diǎn)閉合、M3常閉點(diǎn)閉合--回路11中T6線圈受電，T6常開點(diǎn)延時(shí)1s閉合；此前3ZK狀態(tài)為分位，所以3ZK常開點(diǎn)為斷開狀態(tài)，13斷開，所以此時(shí)回路14中M5線圈無電，M5常閉點(diǎn)閉合；這樣M5常閉點(diǎn)閉合、T6常開點(diǎn)延時(shí)1s閉合--回路12中輸出端Q6受電，Q6常開點(diǎn)閉合--控制3ZK合閘，所以從1ZK分開到3ZK合上，除去非時(shí)間繼電器的固有動作時(shí)間和3ZK開關(guān)固有合閘時(shí)間，共需1s。

結(jié)論：從I段進(jìn)線失壓到3ZK自投合上，不計(jì)非時(shí)間繼電器的固有動作時(shí)間和開關(guān)分合閘時(shí)間，約為2．1s。
(2)現(xiàn)在分析I段進(jìn)線電壓恢復(fù)正常(≥180V)時(shí)，1ZK、3ZK自復(fù)過程的完成：由于I段進(jìn)線電壓恢復(fù)正常，故圖4中繼電器Al線圈失電，A1常開點(diǎn)分開--回路1中T1線圈失電，T1常開點(diǎn)瞬時(shí)斷開--回路2中Ml線圈失電，M1常閉點(diǎn)閉合；此時(shí)考慮Ⅱ段進(jìn)線電壓正常，A2線圈無電，A2常開點(diǎn)分開--回路17中T2線圈無電，T2常開點(diǎn)斷開--回路l 8中M2線圈無電，M2常閉點(diǎn)閉合： 由于3ZK在合位，因此輸入到13的3ZK常開點(diǎn)閉合--回路14中M5線圈受電，M5常開點(diǎn)閉合，這樣M1、M2常閉點(diǎn)閉合，M5常開點(diǎn)閉合--回路l 3中M14線圈受電，M14常開點(diǎn)閉合--回路25中T7線圈受電，由于T7常閉點(diǎn)延時(shí)0．5s斷開，因此M14常開點(diǎn)閉合又保證了回路26中T8線圈受電0．5s，T8常開點(diǎn)延時(shí)0．1s閉合--回路29中Q5受電--控制3ZK分閘。
下面分析1ZK合閘的過程：由于1ZK在分位，1ZK常開點(diǎn)在分位，所以11在分位--M3線圈無電，M3常閉點(diǎn)閉合；3ZK分閘后，13在分位--M5線圈無電，M5常閉點(diǎn)閉合，前面分析過M1常閉點(diǎn)閉合，這樣M1、M3、M5常閉點(diǎn)都閉合--回路4中M8線圈受電，M8常開點(diǎn)閉合；由于1ZK沒有脫扣報(bào)警--15常閉點(diǎn)閉合--回路9中M10線圈帶電，M10常開點(diǎn)閉合，這樣M8、M10常開點(diǎn)閉合--回路5中T4線圈受電，T4常開點(diǎn)延時(shí)1s閉合--回路7中Q2受電--控制1ZK合上。
結(jié)論：從I段進(jìn)線電壓恢復(fù)正常到1ZK自復(fù)成功，不計(jì)開關(guān)分合閘固有時(shí)間及非時(shí)間繼電器的固有動作時(shí)間，需1．1S完成。
(3)Ⅱ段進(jìn)線自投、自復(fù)控制原理與I段相同。

2 應(yīng)用效果
由于歷史條件限制，廣州地鐵一號線低壓配電系統(tǒng)中采用的是傳統(tǒng)的備自投裝置，主要由多個(gè)中間繼電器和時(shí)間繼電器組成，在多年運(yùn)行中出現(xiàn)過供電可靠性不夠高等問題。因此，二號線大量采用智能化較高的EASY控制繼電器，EASY控制繼電器是一個(gè)緊湊型繼電器，它將控制和輸入設(shè)備融為一體，具有良好的智能操作功能和LCD液晶畫面，通過其按鍵就能實(shí)現(xiàn)簡單的編程和改變電路圖，使控制線路變得非常簡單，大大簡化了現(xiàn)場接線和維護(hù)檢修工作，保證了高質(zhì)量的地鐵供電要求。

3 結(jié)束語
通過在廣州地鐵二號線的廣泛應(yīng)用及運(yùn)營情況表明，EASY控制繼電器能夠簡化控制線路，提高供電可靠性和連續(xù)性，方便現(xiàn)場維護(hù)和降低維修成本，可嘗試用于一號線低壓配電等重要供電回路的改造，也可推廣到地鐵新的線路中，選型可根據(jù)實(shí)際要求靈活選用，同時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)最好選用穩(wěn)定的直流電源，確保電源質(zhì)量；(2)保證與EASY連接的附屬設(shè)備的質(zhì)量，如隔離驅(qū)動器的質(zhì)量要高，與EASY連接的二次線屏蔽功能較好等。