Podstawowy diagram funkcji obwodów sterujących przekaźnikami bezpieczeństwa

Opis diagramu funkcji obwodu sterującego wyłączników

• Główne kontakty wyłącznika: Nie są częścią obwodu sterującego. Służą jako główne elementy przewodzące, które otwierają i zamykają, aby przerwać lub ustanowić główny obwód elektryczny.

• Mechanizm napędowy mechaniczny: Ten mechanizm zwalnia energię potrzebną do przesunięcia głównych kontaktów między pozycją otwartą a zamkniętą. Jest również wykluczony z właściwego obwodu sterującego. Jego rola jest kluczowa w fizycznym aktywowaniu głównych kontaktów, co jest niezbędne do funkcji wyłącznika przerwania lub umożliwienia przepływu prądu elektrycznego.

• System ładowania energii: System ładowania energii dostarcza energii do mechanizmu napędowego. W systemach z magazynowaniem energii hydraulicznego, sprężynowego lub pneumatycznego, zazwyczaj składa się z silnika elektrycznego, pompy napędowej silnikiem czy sprężarki. Ten system zapewnia, że mechanizm napędowy ma niezbędną moc do wykonania swoich zadań, takich jak otwieranie i zamykanie głównych kontaktów, umożliwiając skuteczne działanie wyłącznika.

Monitor gęstości i kontakty monitora gęstości: Te urządzenia odgrywają kluczową rolę w nadzorowaniu izolacji i/lub środka gaszącego łuki, którymi są zwykle SF6 lub mieszanka gazów w nowoczesnych wyłącznikach. Najczęściej stosowane są temperaturowo-kompensowane przełączniki ciśnieniowe. Działają na pomocnicze relays, aby zapobiec przekłuczaniu lub zamykaniu wyłącznika, jeśli gęstość gazu SF6 w obudowie spadnie poniżej krytycznego poziomu. Te przełączniki i kontakty spełniają dwie ważne funkcje:

• Funkcja ostrzegawcza/alarmska: Dostarczają ostrzeżenia lub alarmu, gdy gęstość gazu SF6 w obudowie maleje, ale pozostaje powyżej poziomu blokady. To wczesne ostrzeżenie daje operatorowi wystarczający czas na rozwiązanie problemu przed tym, jak wyłącznik zablokuje i straci zdolność do działania.

• Funkcja zabezpieczająca/zabroniona: Gdy gęstość gazu SF6 osiąga "poziom blokady", gdzie bezpieczna obsługa nie jest już możliwa, te komponenty zabezpieczają lub zabraniają działania wyłącznika. Operator zazwyczaj ma możliwość skonfigurowania wyłącznika, aby automatycznie przekłuczył i zablokował, gdy ten poziom zostanie osiągnięty (opcja "przymusowego przekłuczania", która niesie pewne ryzyko bezpieczeństwa) lub zablokował w bieżącej pozycji.

Cewka zamykająca: Cewka zamykająca to urządzenie solenoidowe. Gdy wyłącznik otrzymuje prawidłowy sygnał zamykający, cewka zamykająca jest wytwarzana. Ta energia zwalnia mechanizm, powodując zamknięcie głównych kontaktów wyłącznika. Gdy wyłącznik osiągnie pozycję zamkniętą, pomocnicze kontakty przełączników w obwodzie zamykającym otwierają, dezenergując cewki zamykające. Zazwyczaj w obwodzie sterującym znajduje się tylko jedna cewka zamykająca, aby zapewnić pojedynczą, skoordynowaną operację zamykania.

Cewki otwierające: Cewki otwierające to również urządzenia solenoidowe. Po otrzymaniu prawidłowego sygnału otwierającego przez wyłącznik, są one wytwarzane. Energetyzacja cewek otwierających zwalnia mechanizm, powodując otwarcie głównych kontaktów wyłącznika. Gdy wyłącznik osiągnie pozycję otwartą, pomocnicze kontakty przełączników w obwodach cewek otwierających otwierają, dezenergując cewki otwierające. Zwykle istnieją dwie cewki otwierające, które działają z niezależnych źródeł zasilania. Działanie tylko jednej cewki otwierającej jest wystarczające do otwarcia wyłącznika. Dostarczenie dwóch cewek pomaga minimalizować ryzyko braku otwarcia, zwiększając niezawodność procesu przerwania obwodu.

• Pomocniczy przełącznik pozycyjny: Napędzany przez działanie wyłącznika, te kontakty pełnią wiele funkcji. Przerywają prąd cewek zamykających i otwierających, dezenergując je, gdy operacja (zamykanie lub otwieranie) jest zakończona. Ponadto służą do wskazywania i monitorowania pozycji wyłącznika. Odgrywają również rolę w zabezpieczaniu i kontrolowaniu operacji na poziomie baju lub stacji, zapobiegając nieprawidłowym operacjom przełączania. Te przełączniki mogą być wykorzystywane w dowolnej funkcji, gdzie pozycja wyłącznika jest kluczowym parametrem.

• Antypompowanie: Funkcja antypompowania jest zaprojektowana, aby zapobiec ponownemu zamykaniu, gdy poprzednie polecenie zamykania jest nadal aktywne, podczas gdy wyłącznik został otwarty. Ten mechanizm zapobiega powtarzaniu się zamykania i otwierania, co może prowadzić do uszkodzeń i zagrożeń bezpieczeństwa. Zwykle polecenie zamykania energetyzuje relé antypompujące za pomocą kontaktu pomocniczego przełącznika (kontakt Normalnie Otwarty (NO)). Jeden kontakt relé antypompującego przerywa obwód do cewki zamykającej, podczas gdy drugi kontakt zaszczytuje lub "zamyka" relé antypompujące, dopóki polecenie zamykania nie zostanie usunięte z obwodu.

• Kontakt limitu energii: Kontakty limitu energii są ustawione tak, aby aktywować się, gdy zmagazynowana energia w mechanizmie jest zużyta, zarówno z powodu działania, jak i strat. Zazwyczaj uruchamiają silnik, mając na celu przywrócenie energii mechanizmu do normalnego poziomu pracy, takiego jak ponowne sprężenie sprężyny lub uzupełnienie ciśnienia hydraulicznego/pneumatycznego. Dla mechanizmów sprężynowych, ponowne ładowanie zwykle następuje po każdej operacji zamykania, podczas gdy inne typy mechanizmów mogą wykonać kilka operacji przed koniecznością ponownego ładowania. Systemy pneumatyczne i hydrauliczne mają przełącznik, który monitoruje ciśnienie i energetyzuje sprężarkę, gdy ciśnienie spadnie poniżej krytycznego poziomu. Gdy poziom energii zostanie przywrócony, przełącznik otwiera, zatrzymując silnik. Silnik jest zazwyczaj wyposażony w ochronę przed przeciążeniem termicznym i relé czasowe, które zatrzymują silnik (lub pompę napędzaną silnikiem lub sprężarkę) w przypadku awarii. Przełączniki lub kontakty monitorujące zmagazynowaną energię wykonują następujące funkcje:

• Blokada zamykania: Blokują operację zamykania, jeśli wyłącznik nie ma wystarczającej energii do bezpiecznego zamykania i ponownego otwarcia.

• Blokada otwierania: Blokują operację otwierania, jeśli wyłącznik nie ma wystarczającej energii do bezpiecznego otwarcia. Jest to szczególnie istotne dla wyłączników hydraulicznych lub pneumatycznych, choć może nie dotyczyć w taki sam sposób wyłączników sprężynowych, gdzie udane zamykanie ładuje sprężynę otwierającą.

• Kontrola ładowania: Kontrolują (uruchamiają i zatrzymują) obwód ładowania urządzenia magazynującego energię (np. sprężyny).

• Przełącznik lokalny/zdalny: Jest to przełącznik selektorowy, który pozwala operatorowi wyłączyć sterowanie zdalne i obsługiwać wyłącznik wyłącznie lokalnie. Służy jako funkcja bezpieczeństwa, aby zapobiec sterowaniu zdalnym wyłącznika podczas konserwacji, zapewniając bezpieczeństwo personelu konserwacyjnego.

• Rozłącznik/element bezpiecznika: Te urządzenia służą do odcięcia zasilania systemu sterującego podczas prac konserwacyjnych lub w przypadku awarii w obwodzie sterującym. Odłączenie jest zwykle realizowane za pomocą przełączników nożowych lub wymiennych bezpieczników/łączy, które zapewniają wizualne potwierdzenie, że obwód sterujący jest otwarty. Mogą również być zablokowane w pozycji otwartej, aby zapobiec nieautoryzowanemu ponownemu podłączeniu. W przypadkach, gdy wymagana jest ochrona przed przepięciem, można użyć Mini Wyłączników Obwodowych (MCB) jako alternatywy dla prostych bezpieczników.

• Lokalna kontrola i wskazanie: Ta funkcja zapewnia wskazanie pozycji wyłącznika i statusu ustawienia lokalnego/zdalnego. Te wskaźniki są głównie przeznaczone do celów konserwacyjnych lub awaryjnych działań, w zależności od lokalnych przepisów bezpieczeństwa, umożliwiając personelowi szybkie ocenianie stanu wyłącznika.

• Obwód rozbieżności fazy: Dla wyłączników z niezależną obsługą fazy (IPO), gdzie każda faza ma własny mechanizm działania, możliwe jest, że jedna faza wyłącznika może znajdować się w innej pozycji (otwarta lub zamknięta) niż pozostałe fazy. Ta sytuacja, znana jako rozbieżność fazy, może prowadzić do asymetrycznego prądu głównego. Gdy wystąpi rozbieżność fazy, pomocnicze kontakty przełączników w każdej fazie są używane do energetyzacji relé opóźniającego. Jeśli rozbieżność utrzymuje się po upływie ustawionego czasu opóźnienia (zwykle między 1,5 a 5 sekund, w zależności od specyficznych warunków sieci i dopuszczalnej długości działania asymetrycznego obwodu głównego, która powinna być dłuższa niż czas autozamknięcia jednej fazy i krótsza niż ochrona sekwencji negatywnej generacji), podejmowana będzie próba przekłuczenia wszystkich faz wyłącznika. Jeśli rozbieżność fazy była wynikiem niepowodzenia zamykania jednej fazy, przekłucie prawdopodobnie się powiedzie. Jednak, jeśli początkowa rozbieżność była wynikiem niepowodzenia otwarcia, zablokowana faza może nie reagować na kolejne polecenia otwierania, i może być konieczne otwarcie innych wyłączników.

• Ogrzewanie: Grzejniki przestrzenne są często instalowane w każdym z mechanizmów działania i obudów sterujących. Ich celem jest zmniejszenie kondensacji, która może powodować korozję i awarie sprzętu, zapewniając niezawodne działanie komponentów wyłącznika.