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开关辅助接点隐藏着这么多学问...

 whitespider 2019-06-10
今天小狼跟大家说说辅助接点的那些事儿

所谓辅助接点,指的是表征一次设备(断路器、隔离开关等)位置状态的接点,用于二次回路中可以完成指示、控制、逻辑判断等功能。辅助接点是一个大家族,在二次回路的世界里有着显赫的地位,其家族的成员在大大小小各种回路里都起着决定性的作用。

我们先来认识一下这些接点的样子:

1.普通接点

首先要向大家介绍的是最常用的常开接点(Normal Open /NO)和常闭接点(Normal Close /NC)。顾名思义,常开接点指常规状态时断开的接点,常闭接点指常规状态时闭合的接点,动作后变为相反状态。这里所谓的常规状态,对于断路器和隔离开关而言,是开关处于断开位置的状态;对于继电器而言,是指线圈不得电的状态;对于行程开关和限位开关,是开关处于不受外力作用的自然状态。

常开/常闭接点的画法

                                

(1)常开接点                   (2)常闭接点

2. 带延时特性的接点

然后来介绍一下带延时特性的接点,包括延时动作和延时返回两种特性,先来看看它们各自长成什么样子:

          

(3)  (4) (5) (6) (7)  (8)

它们是几个亲兄弟,样子长的都很像,它们的名字也很像:(3)延时动作的常开接点:继电器得电时,接点延时闭合,断电时瞬时断开;(4)延时返回的常开接点:继电器得电时接点立即闭合,断电时延时打开;(5)延时动作的常闭接点:继电器得电时,接点延时打开,断电时瞬时闭合;(6)延时返回的常闭接点:继电器得电时,接点立即打开,断电时延时闭合;(7)延时动作延时返回的常开接点:继电器带电时接点延时闭合,断电时延时打开;(8)延时动作延时返回的常闭接点:继电器带电时接点延时打开,断电时延时闭合。

这些接点是不是很容易弄混?小狼来教大家一个辨认它们谁是谁的绝招:其实它们的区别就在于接点上附带的小圆弧,接点动作方向与圆弧开口方向相同时为延时动作,反向时为瞬时动作。例如:对于(3)来说,得电闭合时,动作方向与圆弧开口方向一致,故为延时动作,而失电返回时,动作方向与圆弧开口方向相反,故为瞬时动作。

上面这些接点经常用于表示时间继电器的接点,如果要表示开关的辅助接点,通常是画成下面的模样:

                     

(9)   (10)   (11)   (12)

(9)延时闭合的常开接点;(10)提前闭合的常开接点;(11)延时断开的常闭接点;(12)提前断开的常闭接点。

这些接点的延时和提前是相对于开关一次触头的闭合/断开而言的:延时就是在一次触头到位后延迟一段时间到位的,提前就是在一次触头到位之前就已经到位的。

3. 双接点

再来介绍一下双接点特性的接点,主要有下面3种:

                                

(13)双常开接点(14)双常闭接点(15)一常开一常闭转换接点

这些接点的特点是一个接点动作可以导通两个回路,用在回路中可以简化接线,如果只用它的一个接点,其动作特性与普通接点相同。

4. 特殊接点

还有一些比较特殊接点,小狼也无法全部列出,这里就举个例子:


(16)闭合后打开的常开接点

这个接点的动作行为是:开关合上后,接点先闭合,随后立即打开。它的动作行为比较特殊,在回路中也较为少见。

辅助接点在回路中的作用可谓举足轻重,且听小狼细细道来:

1. 指示一次设备的位置

辅助接点较为直接的用处就是指示设备位置,既可以接在回路中点亮分闸/合闸位置指示灯,也可以开入自动化测控装置,供后台显示开关、闸刀位置。既可以使用普通常开/常闭接点,也可以使用双接点,如下图:


辅助接点用于位置指示

2. 运行方式的判别

在双母线接线方式下,线路保护、母差保护需要母线闸刀的辅助接点来判断该线路运行于哪条母线上,这就要求将这些接点接入电压切换回路和母差镜像回路中,以便保护正确识别线路的运行方式。

在母线PT停役时,需要进行电压并列,二次回路并列的前提条件是一次回路并列,因此需要将相关的母联开关和闸刀/手车位置的辅助接点接入电压并列回路中,对二次并列回路进行闭锁,以免二次回路误并列。

3. 参与保护逻辑

辅助接点参与保护逻辑也是较为常见的,比如下图所示的断路器三相不一致保护,其中S1LA\B\C为断路器各相的辅助接点,K16为时间继电器,其接点为延时动作特性,220千伏的断路器一般整定为1秒,K63为跳闸接点,其接点接入跳闸回路中(本图未画出)。


辅助接点用于保护逻辑

4. 参与电气联闭锁

电力设备的操作要满足五防要求,因此闸刀操作回路中要接入开关和地刀的辅助接点,以免造成带负荷或带接地刀拉/合闸刀的误操作,在地刀操作回路中也要接入开关和闸刀的辅助接点,以免带电合地刀。如下图就是典型的地刀操作闭锁回路图,只有当闭锁回路中的开关和闸刀都处于分位时,才能允许地刀操作。


辅助接点用于电气联闭锁

5. 控制回路的通断/启停

辅助接点在控制回路中的应用也非常广泛,在这里不能一一列举,简单的举几个例子吧:

第一个例子:用断路器辅助接点来断开跳闸回路

下面是一个跳闸回路的简单示意图,断路器合闸状态时,DL闭合,此时若保护跳闸接点TJ动作,TBJ得电,启动自己的接点自保,直到开关跳开,DL分开才将这个回路断开。这样做是由于跳闸继电器TJ的接点容量一般较小,无法断开开关分闸电流(1-4A),而断路器辅助接点容量一般较大,用它来断开回路可以保护跳闸继电器TJ的接点。


跳闸回路示意简图

第二个例子:用断路器辅助接点启动防跳回路


断路器机构防跳回路示意简图

这是一个断路器机构防跳的简化示意图,手合继电器SHJ动作后,断路器合闸线圈得电,断路器合闸后,若合闸脉冲保持则K7通过自身接点自保,并断开合闸回路,防止开关跳跃。本例中,为了防止防跳继电器接点动作慢导致防跳失败,启动K7用的断路器辅助接点使用了提前闭合的常开接点。

第三个例子:用行程接点来控制闸刀电机的启停

闸刀一般是通过交流电机提供动力,而闸刀行程开关的辅助接点可以控制电机的启停。下图是一个闸刀的控制回路图,图中SL1、SL2分别表示闸刀的分位和合位。以遥控合闸为例,自动化系统发出遥控合闸命令后,接触器KM1动作,启动电机合闸,并通过自己的常开接点自保,直至闸刀合闸到位,SL1打开,断开KM1的自保回路,从而使电机停转。若SL1不能正常打开,电机就无法停止,从而造成堵转,热偶动作,严重的可能造成电机烧毁。分闸回路原理类似。


闸刀操作回路原理简图

6. 特殊接点的应用

一些特殊接点虽然应用较少,但现场也出现过案例。这里小狼就跟大家分享一个特殊接点的例子:


SILA,S1LB,SILC是断路器的辅助接点,当有遥控合闸命令时,操作箱合闸接点闭合,启动K11继电器(闭锁分闸继电器),断路器合闸完成后,S1LA/B/C左侧的接点延时打开,保证K11在合闸过程中可靠动作,K11动作后闭锁分闸,保证开关合闸过程中不能分闸。同时厂家出于可靠性考虑,在开关辅助接点上还并联了一副瞬动接点先闭合后打开,达到保护一次开关机构的目的。

从上面的这些例子中,大家一定可以看出辅助接点在二次回路中的重要作用,辅助接点在电力系统继电保护、调度自动化、监控等领域都发挥着不可替代的作用!

今天小狼要继续跟大家说说辅助接点的事情。在“十万个冷知识之辅助接点(第一篇)”中已经跟大家说了辅助接点的类型和应用,主要从理论层面来介绍,以抽象内容为主,今天小狼准备从实际层面来点具体的:闸刀的辅助接点及其异常处理办法!

闸刀辅助接点的基本原理是闸刀一次触头转动时,通过连杆带动二次的辅助接点转动部件旋转,使相应的接点发生变位。

从形式上可以分成两类:

1. 辅助接点内置型


图1.1 辅助接点内置型

这种辅助接点从外部是看不出辅助接点的,只有二次小线的连接端子,辅助接点一般呈层式布置,一层有4个端子,分别是一副常开接点、一副常闭接点。辅助接点的内部有一个转轴,连接至闸刀主触头的转轴(图上圆圈所标示处),在闸刀分合时,主触头转轴带动辅助接点转轴,实现常开接点和常闭接点的变位。

这种辅助接点在现场使用较多,其外观形态多种多样,下面这四个辅助接点都是这种类型的:


图1.2 内置型辅助接点一


图1.3 内置型辅助接点二


图1.4 内置型辅助接点三


图1.5 内置型辅助接点四

由于这种辅助接点是内置式的,密封性较好,一般不会出现单个接点不到位的现象,若闸刀辅助接点不通,一般为所有辅助接点都不到位,需要调整闸刀一次主触头或者主刀与辅助接点的连杆。若某一个辅助接点内部沟通不良,就需要换一副备用辅助接点,如果没有备用接点了,就只能将整个辅助接点装置全部换掉了。

2. 辅助接点外置型


图2.1 辅助接点外置型


图2.2 单片旋转片俯视图的大致形状

这种辅助接点从外部能够直观的看出其接点是否动作。闸刀主触头的转轴带动旋转轴,旋转轴上的旋转片随着转动,旋转片外围的凸起部分顶住微动接点,使微动接点闭合,沟通辅助接点,就可以区分主触头的分合位置了。下面两副图分别是闸刀在合位和分位时的样子。


图2.3 闸刀合闸状态


图2.4 闸刀分闸状态

细心的小伙伴也许会注意到,最上面有两片旋转片格外不同:别人拍的都是黑白照片,它俩怎么拍出的是彩色照片?确实是由于它们有特殊的用途。一般红色辅助接点和绿色辅助接点分别当做合位和分位的行程开关使用,实际安装时这两片旋转片会转过特定的角度(图中辅助接点为备品,安装时将进行调整),使它们晚于其他接点到位,用在电机的启停回路中,可以保证在电机停转时,其他辅助接点已可靠沟通。

由于每一副接点都是通过各自的旋转片和微动接点配合完成通段转换的,所以这种辅助接点出现某一幅接点不通的概率比较大,现场碰到的也比较多。对于单个节点接触不良,现场可以采取的解决办法是这样的:轻微旋转相应接点的旋转片,使其旋转片顶住相应的微动节点,导通相应节点。若接触不良的接点较多,可能就需要整体调节了:旋转底部的调节旋钮(下图特写),使所有的旋转片松开,调节各旋转片的角度,然后拧紧底部旋钮,再通过实际试验验证辅助接点通段。


图2.5 底部的调节旋钮

闸刀的辅助接点在二次回路中应用较多,起着重要的指示和逻辑判断作用。小狼希望通过这两篇小文,能够让各位做一次的小伙伴了解辅助接点的作用,让做二次的小伙伴了解其中的构造。如果在以后现场处理缺陷时能够想起本文,欢迎随时翻阅,倘若还能在实际工作中起到任何参考作用,也就不枉小狼的一片用心了!

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