2023学年完整公开课版任务7

《城市轨道交通低压供配电及照明》课程控制继电器和智能脱扣器教学目标掌握控制继电器在环控电控供电系统中的应用掌握智能脱扣器的组成及工作原理教学重点控制继电器和智能脱扣器的原理及应用目录控制继电器在环控电控供电系统中的应用智能脱扣器的组成智能脱扣器的工作原理0102030101控制继电器在环控电控供电系统中的应用利用控制继电器来取代传统的时间继电器和中间继电器，也能实现系统的自投自复功能；同时使二次线路变得更加简单，大大简化了现场接线，提高了设备自投自复的可靠性，也方便了现场维护及检修。现以Moeller公司生产的“EASY”紧凑型控制继电器为例介绍，其电路如图1所示，各输入、输出量的功能见表1。01图1EASY控制继电器01控制输入控制输出输入信号功能输出信号功能I1=1Q1合闸（1路进线）Q1=0Q1分闸（1路进线）I2=1Q2合闸（2路进线）Q2=0Q2分闸（2路进线）I3=1Q3合闸（母联开关）Q3=0Q3分闸（母联开关）I4=01路电源失压（触点断开）

I5=02路电源失压（触点断开）

表1各输入、输出量功能01当某段进线电源失压时，如当1#进线失压，控制继电器“EASY”输入端I4=0控制器“EASY”输出Q1=0，即1路进线开关分闸经T3（设为5S）时间后，控制器“EASY”输出端Q3=1，Q3母联开关合闸，这为自动投入运行过程。当1#进线恢复来电时，控制继电器“EASY”输入端有I4=1、I5=1控制继电器“EASY”输出Q3=0，Q3母联开关分闸。经T1（设为5秒）时间后，控制器“EASY”输出Q1=1，即1路进线合闸，完成自复过程。反之，当2#进线失压时，控制继电器“EASY”根据输入端的信号控制对应的输出端，来完成自投自复的过程。0202智能脱扣器的组成1.组成。智能脱扣器工作原理框图如图2所示，该脱扣器由控制部分、执行机构和互感器等部分组成。智能控制器的主要作用是通过微处理器实时采集断路器的电流信号、电压信号和各种辅助信号。当控制器采集到主回路电流符合设定的断路器保护条件时，选择性发出脱扣信号，控制断路器分断故障回路。图2智能脱扣器工作原理框图02（1）控制器部分主要由电源回路、信号回路、显示和键盘、CPU等功能单元组成，实现信号的输入、输出和计算，并显示相应的状态和数据，输出脱扣指令。（2）执行机构主要由磁通变换器、复位指示按钮和连锁机构组成。磁通变换器是一种以永磁操动的执行器。正常工作时，永久磁保持是吸合状态，当故障电流达到控制器脱扣值时，磁通变换器收到励磁信号，在反向磁场的作用下触发，动作于跳闸。当电路故障时，磁通变换器动作，复位指示按钮弹出，断路器断开。排除故障后，只有在人工按下复位指示按钮后，断路器才能重新合闸。连锁机构用来保证复位按钮按下时，断路器才能合闸，否则无法合闸。02（3）电流互感器(CT)由辅助工作电源绕组、信号输出绕组（空心线圈）组成。有安装在断路器主回路母线上的内置电流互感器和外接电流互感器两种。辅助工作电源绕组用于为控制器提供辅助的工作电源，并通过过载电流发光二极管(LED)按比例显示。信号输出绕组为微处理器(MCU)捉供采样信号。辅助工作电源绕组和信号输出绕组封装在同一个电流互感器的外壳中，断路器的每极配有一个电流互感器。0303智能脱扣器的工作原理当大电流流过互感器时，辅助工作电源绕组将产生激励磁场和感生电动势，即可为控制器提供辅助工作电源。当互感器流过电流时，将在信号输出绕组产生一幅值比较小的信号，此信号经控制器处理后，作为微处理器(MCU)的采样信号。03空心线圈把断路器主回路上的大电流转换为毫伏级信号，然后先经模拟量处理，再经八选一电子选择开关进入微处理器，电流信号在MCU内进行A/D转换为数字量，并与用户整定的保护参数进行比较。如果电流信号的数字量达到保护值，MCU根据保护特性实施保护的延时过程，延时时间到，MCU发出脱扣指令，磁通变换器动作，脱扣机构动作，断路器分闸，完成主保护动作过程。另外，模拟量与相应保护值的双限比较器进行模拟量比较，如果电流信号的模拟量达到保护值，双限比较器发出脱扣指令，磁通变换器动作，脱扣机构动作，断路器分闸，完成后备保护过程（MCR功能）。03图2中，电源电路通过电流互感器(CT)为智能脱扣器供电。专用集成电路(ASIC)将电流互感器检测到的信号放大，并通过矢量合成检测接地