EASY控制繼電器在地鐵低壓配電中應用

[摘 要]介紹了在廣州地鐵二號線低壓配電系統中EASY控制繼電器的選型和應用，具有良好的實用價值和廣闊的應用前景。
[關鍵詞] EASY控制繼電器 低壓配電 選型和應用

0 引言
隨著地鐵事業的迅速發展，地鐵供電系統的可靠性和連續性越來越受到重視。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的EASY能夠很好地滿足這些要求，并應用廣泛。
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構，設備正常運行時，2路進線開關801、802在合位，母聯開關803在分位，當斷開動力變壓器高壓側開關或動力變壓器高壓側開關跳閘時，要求對應的進線開關自動分開，母聯開關自動合上。根據上述要求，由于設備附近無直流電源，因此選用的EASY型號是EASY41 2-AC-R，電源為230VAC，有8個數字量輸入端，分至l#動力變壓器低壓側 至2"動力變壓器低壓側別是11-18，4個繼電器輸出端為Ql~Q4，能夠滿足實際需要。

程序如下：

在自動運行時的控制原理如下：
(1)當主開關802或803開關在分位及主開關802和803開關都在分位，此時輸入EASY輸入端13、14分別取802、803開關常閉接點，圖2中回路1輸出繼電器Q1線圈受電，使回路2中80l合閘回路的一個斷開點接通(801合閘回路有多個斷開點，這個斷開點的接通
是801開關合閘的一個必要條件，802、803開關同理)。
(2)當主開關801或803開關在分位及主開關801和803開關都在分位，此時輸入EASY輸入端12、13分別取801、803開關常閉接點，圖2中回路3輸出繼電器Q2線圈受電，使回路4中802合閘回路的一個斷開點接通。
(3)當主開關801或802開關在分位及主開關801和802開關都在分位，此時輸入EASY輸入端12、14分別取801、802開關常閉接點，圖2中回路5輸出繼電器Q2線圈受電，使回路6中803合閘回路的一個斷開點接通。
(4)當斷開動力變壓器的高壓側開關，或動力變壓器的高壓側開關跳閘時，動力變壓器的低壓側開關801、802開關柜內的繼電器K3動作，此時K3繼電器的常開接點接通801或802開關分閘回路，使801或802開關分閘，同時K3繼電器的常開點也接入EASY的15輸入端，K3常開接點的閉合使回路7的緩放時間繼電器T2線圈受電，T2常開點閉合(延時5s斷開)接通了回路8中的T1線圈回路(T1常開點延時2s合上)，由于T2常開點延時斷開時間(5s)大于T1常開點延時閉合時間(2s)，因此保證了T1常開點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801或802開關分閘時間、803開關固有合閘時間和非時間繼電器的固有動作時間，803開關自投時間是2s，設計時沒有考慮自復功能。

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行，如圖3。正常運行時，2路進線開關1ZK、2ZK在合位，母聯開關3ZK在分位，當任何一段進線電壓失壓(小于1 80V)時，要求進線開關自動分開，母聯開關自動合上，當進線電壓恢復正常時，母聯開關自動分開，進線開關自動合上。根據上述要求，由于設備附近有直流電源，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個數字量輸入端，分別是11～112，其中有2個可用于模擬量。8個輸出端，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1ZK~3ZK輔助觸點；15、16為1ZK、2ZK脫扣報警觸點；17、18為1、2#交流模擬量。（圖4）

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

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

結論：從I段進線失壓到3ZK自投合上，不計非時間繼電器的固有動作時間和開關分合閘時間，約為2．1s。
(2)現在分析I段進線電壓恢復正常(≥180V)時，1ZK、3ZK自復過程的完成：由于I段進線電壓恢復正常，故圖4中繼電器Al線圈失電，A1常開點分開--回路1中T1線圈失電，T1常開點瞬時斷開--回路2中Ml線圈失電，M1常閉點閉合；此時考慮Ⅱ段進線電壓正常，A2線圈無電，A2常開點分開--回路17中T2線圈無電，T2常開點斷開--回路l 8中M2線圈無電，M2常閉點閉合： 由于3ZK在合位，因此輸入到13的3ZK常開點閉合--回路14中M5線圈受電，M5常開點閉合，這樣M1、M2常閉點閉合，M5常開點閉合--回路l 3中M14線圈受電，M14常開點閉合--回路25中T7線圈受電，由于T7常閉點延時0．5s斷開，因此M14常開點閉合又保證了回路26中T8線圈受電0．5s，T8常開點延時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常開點在分位，所以11在分位--M3線圈無電，M3常閉點閉合；3ZK分閘后，13在分位--M5線圈無電，M5常閉點閉合，前面分析過M1常閉點閉合，這樣M1、M3、M5常閉點都閉合--回路4中M8線圈受電，M8常開點閉合；由于1ZK沒有脫扣報警--15常閉點閉合--回路9中M10線圈帶電，M10常開點閉合，這樣M8、M10常開點閉合--回路5中T4線圈受電，T4常開點延時1s閉合--回路7中Q2受電--控制1ZK合上。
結論：從I段進線電壓恢復正常到1ZK自復成功，不計開關分合閘固有時間及非時間繼電器的固有動作時間，需1．1S完成。
(3)Ⅱ段進線自投、自復控制原理與I段相同。

2 應用效果
由于歷史條件限制，廣州地鐵一號線低壓配電系統中采用的是傳統的備自投裝置，主要由多個中間繼電器和時間繼電器組成，在多年運行中出現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控制繼電器是一個緊湊型繼電器，它將控制和輸入設備融為一體，具有良好的智能操作功能和LCD液晶畫面，通過其按鍵就能實現簡單的編程和改變電路圖，使控制線路變得非常簡單，大大簡化了現場接線和維護檢修工作，保證了高質量的地鐵供電要求。

3 結束語
通過在廣州地鐵二號線的廣泛應用及運營情況表明，EASY控制繼電器能夠簡化控制線路，提高供電可靠性和連續性，方便現場維護和降低維修成本，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，選型可根據實際要求靈活選用，同時要注意以下兩點：(1)最好選用穩定的直流電源，確保電源質量；(2)保證與EASY連接的附屬設備的質量，如隔離驅動器的質量要高，與EASY連接的二次線屏蔽功能較好等。