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总保护继电器的作用范文1
【关键词】操作回路；继电器；应用
一、KKJ（合后继电器）的由来
在微机保护装置中的操作控制回路中几乎所有类型的操作回路都会有KKJ继电器。它是从电力系统KK操作把手的合后位置接点延伸出来的，所以叫KKJ。传统的二次控制回路对开关的手合手分是采用一种俗称KK开关的操作把手。该把手有“预分-分-分后、预合-合-合后”6个状态。其中“分、合”是瞬动的两个位置，其余4个位置都是可固定住的。当合闸操作时，先把把手从“分后”打到“预合”，这时一副预合接点会接通闪光小母线，提醒注意确认开关是否正确。从“预合”打到头即“合”。开关合上后，在复位弹簧作用下，KK把手返回自动进入“合后”位置并固定在这个位置。分闸操作同此过程类似，只是分闸后，KK把手进入“分后”位置。KK把手的纵轴上可以加装一节节的接点。当KK把手处于“合后”位置时，其“合后位置”接点闭合。KK把手的“合后位置”“分后位置”接点的含义就是用来判断该开关是人为操作合上或分开的。“合后位置”接点闭合代表开关是人为合上的；同样的“分后位置”接点闭合代表开关是人为分开的。“合后位置”接点在传统二次控制回路里主要有两个作用：一是启动事故总音响和光字牌告警；二是启动保护重合闸。这两个作用都是通过位置不对应来实现的。所谓位置不对应，就是KK把手位置和开关实际位置对应不起来，开关的TWJ（跳闸位置）接点同“合后位置”接点串联就构成了不对应回路。开关人为合上后，“合后位置”接点会一直闭合。保护跳闸或开关偷跳，KK把手位置不会有任何变化，自然“合后位置”接点也不会变化，当开关跳开TWJ接点闭合，位置不对应回路导通，启动重合闸和接通事故总音响和光字牌回路。事故发生后，需要值班员去复归对位，即把KK把手扳到“分后位置”。不对应回路断开，事故音响停止，掉牌复归。因为传统二次回路主要是考虑就地操作。当90年代初电力系统进行“无人值守”改造时，碰到的一个很棘手的问题就是遥控如何和上述传统二次回路配合。因为当时设备自动化水平的限制，“无人值守”实现的途径是通过在传统二次回路基础上，增加具备“四遥”（遥控/遥调/遥测/遥信）功能的集中式RTU来实现，也即我们常说的老站改造（单纯保护配集中式RTU）模式。遥控是通过RTU遥控输出接点并在手动接点上实现，当开关遥控分闸时，因为KK把手依旧不能自动变位，会因为位置不对应启动重合闸和事故音响。无人值守站不可能靠人去手动对位，同时也不可能在KK把手上加装电机，遥控时同时驱动电机让KK把手变位，成本太高也不可靠。对此问题，当时普遍采取的解决办法是遥控输出2付接点，一付跳开关，一付给重合闸放电（当时的重合闸功能是通过在一定条件下，对储能电容储能。重合闸动作时由该电容对合闸线圈放电实现。如南瑞公司的RCS96XX系列线路保护的重合闸充电过程就是模拟的对电容充电的过程）。对于误发事故总信号，没有什么太好的办法解决，考虑到改造的目的是实现无人值守，所以一般是采取直接取消不对应启动事总回路的办法。
目前阶段，变电站综合自动化的实现方式发生了很大的变化。传统的灯光音响、信号回路已全部取消，开关的控制操作回路和重合闸功能都已集中在高集成度的保护测控单元内部。但上述几方面的问题依然存在，只是各厂家采取的解决方式不同。有些厂家的设备对此问题采取了回避，直接采用保护动作来启动重合闸和事总信号。也就是说没法实现不对应启动原理，如果开关偷跳则不能启动重合闸和发出事总信号。这种方法并不可取，虽然厂家宣称开关偷跳概率极小，但毕竟存在这种可能。但在操作回路里通过增加KKJ继电器，巧妙的解决了不对应启动的问题。KKJ继电器实际上就是一个双圈磁保持的双位置继电器。该继电器有一动作线圈和复归线圈，当动作线圈加上一个“触发”动作电压后，接点闭合。此时如果线圈失电，接点也会维持原闭合状态，直至复归线圈上加上一个动作电压，接点才会返回。当然这时如果线圈失电，接点会维持原打开状态。手动/遥控合闸时同时启动KKJ的动作线圈，手动/遥控分闸时同时启动KKJ的复归线圈，而保护跳闸则不启动复归线圈（以96XX系列操作回路为例，保护跳闸和手动/遥控跳闸回路之间加有的二极管就是为实现此目的）。这样KKJ继电器（其常开接点的含义即我们传统的合后位置）就完全模拟了传统KK把手的功能，这样既延续了电力系统的传统习惯，同时也满足了变电站综合自动化技术的需要。
二、KKJ的含义和应用
在传统二次控制回路里，KK合后（/分后位置）接点主要用在下列几方面：
（a）开关位置不对应启动重合闸。
（b）手跳闭锁重合闸。保护跳闸分后接点不会闭合，只有手动跳闸后，分后接点才会闭合，给重合闸电容放电，从而实现对重合闸的闭锁。
（c）手跳闭锁备自投。原理同手跳闭锁重合闸一样。
总保护继电器的作用范文2
关键词：过流；漏电；接地
1 过流保护
过电流是指实际通过电气设备或电缆的工作电流超过了额定电流值。引起过流的主要原因有短路、过载和电动机单相运转等，因此过流保护通常包括短路保护、过负荷保护、断相保护等。目前，煤矿井下低压电网使用的过流保护装置主要有熔断器、过流继电器、热继电器及综合保护装置等。
过流保护装置在保护中应满足四个要求：
（1）选择性，只切除故障部分，而其余非故障部分则继续运行。
（2）可靠性，不拒动，不误动。
（3）动作迅速，在故障情况下保护装置迅速动作并切断其供电电源，以免事故进一步扩大。
（4）动作灵敏，保护装置应满足灵敏度的要求。
短路保护、过载保护和断相保护都属于过流保护，但是有本质的区别。短路保护的动作时间要短，其动作值设定较大，过载保护和断相保护按反时限延时动作，动作时间与过载电流的大小有关，其动作值设定小于短路保护的动作值。煤矿目前使用的过流保护装置中熔断器只能做电机短路保护，各种继电器必须与接触器或脱扣器配合实现过流保护，其中热继电器只适用于做过载保护和断相保护，而电子继电器具有功能完善、保护齐全、灵敏可靠等优点，特别是计算机技术的发展，用单片机集成电路取代分立电子元件电路使其优点更为突出，在矿井供电控制中得到广泛运用。
2 漏电保护
煤矿井下巷道中空气潮湿，在此条件下运行的电气设备，虽然对其绝缘有一些特殊的要求，但漏电故障仍时有发生，特别是采区的低压电缆，还时常被脱落的岩石或煤块砸坏，更会发生漏电事故。漏电事故不仅会使电气设备进一步损坏，形成短路，而且还可以导致人身触电和瓦斯煤尘爆炸危险，因此，井下设备必须装设作用于开关跳闸的漏电保护装置。
2.1 漏电保护的作用
2.1.1 防止人身触电。
2.1.2 不间断地监视井下采区低压电网的绝缘状态，以便及时采取措施，防止其绝缘进一部恶化。
2.1.3 预防电缆和电气设备因漏电而引起的相间短路故障，减少漏电电流引起的瓦斯、煤尘爆炸的危险。
2.1.4 对于由短路引起的接地故障，漏电保护还可以起到短路保护的后备保护作用，一旦短路保护拒动，漏电保护装置还可使开关跳闸。
2.2 漏电保护设置要求
矿用低压电网采用检漏继电器实现漏电保护，检漏继电器分为有选择性和无选择型两种，为了充分发挥漏电保护的作用，煤矿井下低压检漏继电器应具有漏电跳闸和漏电闭锁双重功能，并利用千欧表不断监视电网的绝缘状态；当电网对地的总绝缘电阻下降到漏电动作电阻整定值以下时，应立即动作，并切断其供电电源；当电网对地的总绝缘电阻下降到漏电闭锁电阻整定值以下时，应将其电源开关闭锁起来，以防止合闸送电，防止事故扩大；检漏继电器动作速度必须灵敏可靠，不拒动，也不误动；漏电保护装置应当具有选择性，只切除漏电故障部分，而其余非故障部分则继续运行，这样不仅有利于生产，而且提高供电的安全性。
3 接地保护
3.1 保护接地网的作用
保护接地对保证人身触电安全是非常重要的，由于接地电阻与人体构成并联电路，通过接地装置的有效分流作用，就可以把流经人身的触电电流降低到安全值以内，减少触电的危险。此外，由于装设了保护接地装置，带电导体碰壳处的漏电电流经接地装置的分流作用大部分流入大地，当设备外壳与大地接触不良而出现的电火花时，电火花的能量也大为减少，使瓦斯、煤尘爆炸的危险减少。
3.2 接地装置的安装
主接地极、局部接地极、电气设备的接地、接地线的连接应按《矿井保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》和《煤矿井下检漏继电器安装、运行、维护与检修细则》的规定执行。
3.3 接地装置的检查与测定
对井下接地装置要按照规定做好定时检查并做好记录，井下接地系统的接地电阻必须按时测定，要满足《煤矿安全规程》的规定。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备至局部接地极之间的保护接地用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值不超过1Ω，不满足时必须查找原因，达到要求。
4 结束语
煤矿井下供电系统大多采用电缆线路，生产环境恶劣，发生单相漏电或者单相接地故障几率相对较高，对井下工作人员的安全构成很大的威胁。因此研究井下供电系统产生漏电的原因及危害，设置完善的电气保护装置对煤矿安全生产具有重要的意义。
参考文献
[1]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S]北京：煤炭工业出版社，2009.
总保护继电器的作用范文3
关键词 高压电机；智能控制器；控制方式
中图分类号TM307 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0056-02
0 引言
随着智能微机型电机保护的广泛应用和推广，其这类产品不仅品种繁多，而且产品质量也非常的可靠。针对我公司现使用的SEL-701型高压电机保护控制器，它完全具备完整的感应电动机的保护功能，并且还具有先进的监视、报告、测量和控制等功能。尤其它具有RS-485/232通讯接口，在实现高压电机智能化的管理上，更能充分体现出微机型保护的优越性[1，2]。某公司装置区共有14台高压电机，原高压电机的保护控制器为IMM7990型，虽该控制器比GL型机械保护控制器先进，但随着301供电系统微机化管理的不断完善，该控制器无标准的通讯接口规约t，无法与301微机系统实现时时通讯，且该控制器使用年限已久，元件老化及绝缘故障频繁出现，基于上述的原因，为了进一步提高高压电机的可靠运行，进一步完善301微机化管理的水平。我们逐年对高压电机的保护实施更新改造，充分发挥了301总变微机化管理的优点，应用效果十分显著。
1 原高压电机保护控制器存在的问题提出
原高压电机采用的保护控制器IMM7990，具有的保护功能：不平衡、短路、接地保护、过载、堵转限制启动次数等保护功能项。
通过十几年运行情况来看，无论是从使用寿命，还是从继电器本身的保护功能来看，存在诸多的问题：1）该继电器为分离插入安装方式，由于受我厂环境的影响，继电器底座易吸附尿素粉尘，造成继电器座绝缘下降，经常出现供电系统直流控制、操作电源绝缘报警，对变电所的安全运行构成一定的威胁；2）IMM7990继电器使用年限已久，继电器内部元件老化严重，且多次出现误报警。我公司的高压电机保护在未更换智能型控制器之前，如560PM01A、300PM02A、300PM01B电机的IMM7990继电器已损坏；3）IMM7990继电器虽采用电子元件集成化控制，但该控制器控制逻辑分析技术较落后。当出现故障报警时，需通过故障显示代码及动作值进行综合分析、判断具体的故障类型，对分析结果影响较大；4）IMM7990的通讯规约为非标准的，无法与301微机系统建立通讯，无法满足301供电系统的微机化管理。
鉴于上述原因，我们利用大修逐步进行高压电机保护系统的整改，目前已完成了8台高压电机保护控制器的更换改造工作。
2 SEL-701保护控制器的功能介绍
SEL-701电机保护控制器采用电子集成化控制技术，通过逻辑运算实现智能化控制和管理。它不仅具备完整的感应电动机保护功能，而且还具备很多强大的辅助功能。它可以在线跟踪电动机的负荷及使用情况，通过事件报告和顺序事件记录器报告来减少故障后的分析时间。在测量方面它可以测量电机三相电流、系统电压、功率因数、频率等等参数，能直观的掌握电机运行电流显示、电度计量、电机运行时间的统计、断路器跳合闸次数统计等。
由功能框图看出：SEL-701保护功能非常强大，采用国际标准保护功能代码。继电器内部逻辑运算灵活多样、适应性强，继电器输出的接点具有可编程功能，应用极其方便。
3 SEL-701型电机保护控制器的应用
3.1 配置简介
我公司的14台高压电机经过近两年装置大修，已逐步更换整改了8台高压电机的保护，将原IMM7990多功能保护控制器更换为SEL-70l智能型，该保护控制器安装在6KV高压电机开关柜上，只需在原保护的安装位置处按SEL-701安装尺寸扩孔，对开关柜整体外观不受任何影响，各开关柜上新更换SEL-701通讯出口并接，接入微机实现通讯监控。
3.2 SEL-701与微机通讯、监控的管理
SEL-70l控制器后面板的通讯接口（C10、C11、C12、C13、C15），由一根4芯通讯电缆至原电度表屏内，接入通讯接口转换器485/232，经过通讯控制器和网络服务器，与微机实现通讯管理。运行pestar2．0自动化监控软件，运行“SSET．EXE”程序或在前台机项打开“设备登记系统配置”，添加SEL701保护设备，并在子站进行设备登记以及模拟量、开关量的设置，运行“运行参数整定项“进行相关报警定义。通过微机进入FRONT．EXE程序界面，查看高压电机运行实时值。
3.3 电流、电压采样及控制输出接点设置的实现
以公司530PM01A高压电机保护整改为例：SEL-701电流回路取样来自T1、T3（150/5）电流互感器，TI/T3电流CT安装在530PM01A高压电机6KV柜内，在本次整改中电流元件仍采用原保护CT，将CT二次对应接入SEL-701控制器对应端子，接线方式采用两元件监测，端子接线见图2。
在图2中：设置B（08，09）接点为90％Ue电压监测控制，B（14，15）接点为70％Ue电压监测控制，以实现系统电压在70％Ue-90％Ue之间波动时，530PMOIA甩负荷后禁止电机自启动，对保护系统电压的稳定性起到了很好的控制作用。
530PMOIA控制再启动/卸载控制图修改后，设置OUT3=70％Ue 30S；OUT2=90％Ue 3S，其作用是当供电系统电压低于70％Ue超过30S后解除自启动功能；当系统电压瞬时晃电（低于70％Ue 1S），恢复至90％Ue且稳定3S以上，允许50PM01A实现自启动。
3.4 用户程序配置
完成电流、电压回路采样后，通过继电器面板或窜行通讯接口进行参数设置。该继电器完全满足原IMM7990多功能保护继电器的所有功能，由OUT1输出接点实现故障保护跳闸，OUT2/OUT3实现高压电机在低电压情况下禁止自启动，无论是从设备本身安全方面，还是从稳定系统电压方面都起到了很好的保护作用。
4 结论
完成530PM01A/B/C/D高压电机保护的整改工作，在次年又完成560PMOIA、300PM02A/B、1OOCM05高压电机的保护的整改。整改后投运至今，SEL-701保护控制器运行稳定、监控正常。在保证高压电机安全稳定运行的条件下，为化肥装置的长、满、优运行提供了可靠的保证。在今后装置大修期间将逐步完成其它几台高压电机保护的改造，并充分利用SEL-701的灵活多样的逻辑运算功能，以达到实现简化6KV高压电机的控制回路的目的，真真做到高压电机安全、稳定的运行。
参考文献
[1]孔德星，彭红，匡森.高压异步电动机综合保护器的研究[J].焦作工学院学报：自然科学版，2002，21(5).
总保护继电器的作用范文4
关键词：电气控制；线路；保护环节
中图分类号：F407文献标识码： A
引言
在工矿企业使用着各种各样的生产机械，大都以电动机作为动力进行拖动，电气控制系统在满足生产工艺控制要求的同时，还需要有控制线路的保护环节，这是考虑生产过程中有可能发生故障或不正常情况，引起电流增大，电压和频率降低或升高，致使生产过程中电气设备和工艺指标失衡，破坏正常工作，或导致生产设备的损坏。在电气控制线路中主要的保护环节有短路保护、过电流保护、零电压保护、过载保护和欠压保护等。
一、过电流保护
（一）过电流的应用
过电流就是用电设备在超过其额定电流的状态下运行，过电流一般要比短路电流小，一般不超过额定电流的6倍。在生产过程中，电机出现过电流的原因，主要还是不正确地启动和负载转矩过大。电机在运行过程中发生过电流的可能性较大，尤其在生产工艺要求频繁启动和正反转、重复短时工作情况下，电动机运转过电流也是如此。在生产实践中过电流保护通常采用过电流继电器、低压断路器、电动机保护器等，其动作值的整定要躲过正常运转的电流值。
（二）在控制线路中
过电流继电器与接触器配合使用，将过电流继电器线圈串联在被保护电路中，电路电流达到其整定值时，过电流继电器动作，切断电源。我们应该知道，过电流继电器不同于熔断器和低压断路器，低压断路器是把测量元件和执行元件装在一起，熔断器的熔体本身就是测量和执行元件，而过电流继电器只是一个测量元件，过电流保护要通过执行元件接触器来完成。在设计安装时，为避免电动机的启动电流使过电流继电器动作，需要时间继电器与过电流继电器配合。设定时间继电器延时闭合常开点，使过流继电器的线圈接入保护电路，在运行当中起保护作用。
二、电流型保护
电气控制线路的各种电器设备或电器元件的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热通常是流经绕组的电流过大引起的。对电气控制线路的各种电器设备或电器元件保护主要有电流型保护。电流型保护主要包括短路保护、过电流保护、过载保护、欠电流保护、断相保护等。电流型保护的的基本原理是；通过保护电器取样电流信号，电流信号经过变换或放大后去控制被保护对象，当电流达到整定值时保护电器动作。
三、短路保护
在生产实践中，三相交流电力系统最常见和最危险的故障是短路。当出现线路或电气绝缘遭到破坏、操作或接线错误、控制回路或电器设备故障等引发短路事故时，发现线路中产生的瞬时故障电流为额定电流的几倍到几十倍，过大的短路电流会使电气设备急剧发热，致使电气设备或配电线路的绝缘降低，严重时引起火灾。所以当线路出现短路电流时，必须快速、可靠地切断电源，这种瞬时特性就是在线路中安装短路保护装置。短路保护主要采用熔断器、低压断路器和专用的短路保护装置。在三相供电系统中主电路中必须采用短路保护。在主电路容量较小的线路中使用熔断器，同时可以作为控制回路的短路保护，在主电路容量较大的线路中，主电路一定要单独设置短路保护熔断器，控制回路单独设置熔断器作为短路保护。
四、电压保护
用电设备是在一定的额定电压范围内才能正常工作，过高的电压或过低的电压以及生产过程中非人为原因出现的突然停电，都可能造成生产事故，所以在设计电气控制回路时需要设置失电保护和欠压保护。
（一）失压保护
在生产过程中电动机正常运转，出现突然停电致使电动机断电停转，相应的机械部分也随之停止工作，如果在电源自行恢复时，电动机能够自行启动，有可能造成机械设备事故或人身事故，也有可能致使电气部分过负荷引发火灾，为此装设防止电压恢复电气传动自行启动而设置的保护称之为失压保护。在生产中电气设备的主回路和控制回路是通过接触器和按钮控制电动机的启动和停止，那么控制回路中的自锁环节就具有失电压保护作用。在电气控制中若有不能自动复位的手动开关或行程开关控制接触器，就必须设计零压继电器，工作过程中，若出现失电，零压继电器释放，其控制回路自锁也释放，当供电系统恢复正常时，主回路就不会导通，设备也就不会自行投入工作。
（二）欠电压保护
供电系统中出现电压降低时，用电设备如电动机在欠电压下依然运行，在负载一定的情况下，由于额定电压下降，导致线路中的电流增大，这个电流增大但不足以使熔断器、过电流继电器或热继电器动作，维持电机在欠电压状态下运行，这样不仅影响产品工艺指标，还会造成机械设备损坏而停产，同时在控制回路中的接触器、继电器既不释放又不能可靠地吸合接触，出现触头抖动噪声增大、线圈电流增大，触点升温造成电器元件或电动机的烧毁。如果能在供电系统电压下降到额定电压以下的80%，控制回路能够自动切除主回路电源使用电设备停止工作，这就是失电保护。欠电压保护采用欠电压继电器来实现，其线圈跨接在电源上，常开触点串接在接触器控制回路中，当供电电压下降到继电器的整定值时，触点释放，切断控制回路从而实现欠电压保护。
五、电气控制系统保护环节实现的有效措施和方法
（一）设置保护软环节例如告警指示、人机界面、智能判断修复等较复杂的保护环节设计，当然，这些可以应用在大中型生产的电气控制系统，或要求精度等级特别高的产品生产线上，一般小型控制系统没必要投入费用很高的保护环节。
（二）对特殊部分做重点强调或详细说明在设计保护环节时，必要情况下要对特殊部分做重点强调或详细说明，避免在施工过程中忽视。
（三）设备标识要清晰准确在实践维护过程中，设备标识要清晰准确,维护人员要准确掌握电气控制原理和保护环节，避免在更换电气元件时出现错误。在检查作业时应遵循以下步骤：总观全局，从用电设备的主电路查起，不要遗漏环节。对保护对象进行独立分析，选择适宜的保护设备。再总观系统查看额定参数，是否与工艺要求相符。
（四）进行定期检验和更换根据实际情况，制定保护电器设备定期检修维护计划，对其进行定期检验和更换，保证保护电器的完好。
结束语
电气控制线路的保护通常还与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如三相电动机直接起动时，往往产生4―7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。在电气控制保护中，具体选用时应合理，主电路有熔断器，控制回路也设有熔断器作为短路保护，热继电器用作过载保护，过流节电器用作过电流保护，在电动机的控制中设计连锁保护，从而保护电气和生产设备的正常工作。所以，控制电路的保护环节是现代自动化控制系统中不可或缺的重要组成部分。
参考文献：
总保护继电器的作用范文5
关键词:供水工程液位继电器控制与设计电机自动化
中图分类号：TM5文献标识码： A 文章编号：
1 JYB- 714 型液位继电器简介
JYB- 714 型液位继电器如图1 所示, 属于晶体管继电器, 分为底座和本体两部分。作为液位自动控制的基本元件, 适用于额定控制电源电压不大于380 V, 额定频率50 Hz, 额定负载电流不大于3 A的控制电路中作液位控制元件; 按要求接通或分断水泵控制电路, 实现了自动供水和排水的功能, 是液位控制电路中的核心元件。具有电路简便、体积小、重量轻、功耗小、稳定性高的优点, 而且采用了电子管插入式结构, 维修方便。
图1 JYB- 714 型液位继电器
2 控制工艺设计
水泵有自动、手动、停止三种工作状态, 状态的切换可由三位万能转换开关SA 实现。
自动状态为日常运行状态, 可由JYB- 714型液位继电器识别高位水箱( 水塔) 的水位变化, 自动起动水泵抽水或停止水泵运行。当高位水箱( 水塔) 水位达到低水位时, 水泵自动起动抽水, 当高位水箱( 水塔) 水位达到高水位时水泵自动停止抽水,如此循环往复, 保证高位水箱( 水塔) 中在无人值守的情况下时刻有水。
手动状态为备用状态, 在自动控制系统故障、水泵初装或检修后试运行时, 通过手动操作起动按钮SB1( 绿) 和停止按钮SB2( 红) 实现手动起动或停止水泵。
停止状态用于水泵检修期间或长时间不运行时。
具备过载保护功能。
设置必要的信号装置: 红灯HR 亮表示水泵运行, 绿灯HG 亮表示水泵停止。
3 控制主回路设计
控制主回路设计如图2 所示, L1、L2、L3 为三相电源; QF 为低压断路器, 起总电源开关和短路保护作用; KM 为交流接触器, 起接收控制回路的指令实现水泵电机电源通断的作用; FR 为热继电器, 起水泵电机的过载保护作用; M 为水泵配套的三相异步电动机。
图3 单台供水泵电机自动控制回路
5 工作原理
自动运行时, 转换开关SA 至于自动位置, 图3中SA ⑤⑥接通, 如图5 所示, 当高位水箱( 水塔) 中无水或水位低于低水位时, 液位继电器③②接通, 交流接触器KM 线圈带电, 图2 中KM 主触电接通水泵电机电源( QF 已提前接通) 使水泵起动抽水, 当高位水箱( 水塔) 中水位达到高水位时, ③②断开,KM 线圈断电, 水泵停止抽水。当高位水箱( 水塔)水位随着人们生产生活用水而降低到低水位时,③②再次接通, 起动水泵抽水, 直到水位达到高水位时再次停止, 如此循环往复, 达到在无人值守的情况下护作用; KM 为交流接触器, 起接收控制回路的指令实现水泵电机电源通断的作用; FR 为热继电器, 起水泵电机的过载保护作用; M 为水泵配套的三相异步电动机。
4 控制回路设计
控制回路设计如图3、图4 所示。图3 中的水泵自动控制信号来自图4 中液位继电器的③② 端子。图4 中SL 即为JYB- 714 型液位继电器, ①⑧端子接交流220 V 电源, ③②端子输出供水泵自动控制信号。⑤⑥⑦端子输入液位信号,⑥端子接高水位电极, ⑦端子接低水位电极, ⑤端子接位于高位水箱( 水塔) 底部的公共电极( 又称地线) ,⑤⑥⑦之间为直流24 V 的安全信号电源。自动保持高位水箱( 水塔) 中时刻有水, 供给人们生产生活需要。
图4 液位继电器装置
自动保持高位水箱( 水塔) 中时刻有水, 供给人们生产生活需要。
图5 液位继电器接点动作图标
手动运行时, 转换开关SA 至于手动位置, 图3中SA ①②接通, 手动按下水泵起动按钮SB1( 绿色) , KM 线圈带电, KM 主触点闭合起动水泵抽水,KM 辅助触电闭合对KM 实现自锁, 保证在起动按钮SB1 弹起复位的情况下保持KM 线圈持续通电。需要停止水泵时, 按下停止按钮SB2( 红色) , KM 线圈断电, 水泵停止抽水。
6 液位电极的布设及注意事项
液位电极的布设是液位自动控制功能能否正确实现的关键环节之一。如图4 所示, 液位电极A、B、C两两之间只有在都淹没的情况下才能接通, 不可经其它回路接通。液位电极的布设和注意事项如下:
液位电极的连接线采用1 平方毫米及以上的外包绝缘套的铜芯硬线, 上端悬空固定使三根入水电极线垂直插入高位水箱( 水塔) 中, 入水部分线端剥除5 毫米绝缘皮露出铜芯既可作为电极A、B、C。
不可将入水线端头( 即A、B、C) 直接固定在高位水箱( 水塔) 壁上, 以免水位虽然降低, 但因水箱壁( 水塔池壁) 仍湿润而使接点之间接通, 造成水泵无法自动起动。
也不可将三根入水线绞连在一起, 造成水位下降后电极之间通过绞线间的残留水而接通, 造成水泵无法自动起动。
为了缩短电极之间通过水的导电性构成回路的路径, 将地线( 电极C 线) 上对应电极B 的高低位置环剥掉5 mm 的绝缘皮, 将低水位线( 电极B 线) 上对应电极A 的高低位置环剥掉5 mm 的绝缘皮。
参考文献
[1] 王树洲, 刘术友. 桃花山供水工程自动化控制系统[J] . 水利水电快报, 2005, (4) : 14, 24.
[2] 龙建明, 郭东平, 李雅茹. 应用欧姆龙CPM1A 型PLC实现水泵电机的自动控制[J] . 杨凌职业技术学院学报, 2009, (1) : 22- 24.
[3] 李雅茹. JYB- 714 型液位继电器教学演示实验开发[J] . 现代电子技术, 2009, ( 19) : 134- 135, 142.
[4] 郜秀菊. 全自动液位控制系统[J] . 科技资讯, 2008,( 18) : 182- 184.
[5] 欧阳优凡. 浅析液位继电器的改进[J] . 湖南电力,2001, 21( 3) : 35- 39.
总保护继电器的作用范文6
关键词：PLC，起重机，控制系统，HMI，智能化
1.引言
桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一，传统的电气控制系统接线复杂，故障率高，难以维护。本文结合生产实际的，介绍一种采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重机电控系统，其控制线路简单，安全可靠，智能化程度较高，能够有效地提高生产效率。
2 总体设计方案
一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成[1]，分别为：1）配电保护模块2）主起升机构模块3）副起升机构模块4）大车运行机构模块5）小车运行机构模块6）PLC 控制模块。通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。免费论文。各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。免费论文。系统总图见图1。
2.1 控制系统安全保护
（1）安全门开关联锁保护：在门开关没关的情况下，总接触器不能吸合，在总接触器吸合的情况下，打开门开关，总接触器断开。
（2）超载保护：当起重量达到额定起重量的95%时，开始报警，达到额定起重量的105%，报警并输出停止信号，此时，起升机构只能下降，不能上升。
（3）断相、相序保护：通过断相相序保护器来实现。
（4）各机构限位保护：包括主副起升、下降限位；大车左行、右行限位；小车前行、后行限位，到达限位时，切断对应方向电源，此时，该机构只能向相反方面运行。
（5）设置急停开关，在出现紧急事故的情况下，切断总电源。急停开关一般为红色蘑菇头非自复位型。
（6）设置零位保护，各机构控制器只有在零位的情况下，总接触器才能吸合，防止在停电后，主令没回零的情况，各机构自行运行，带来危险。
（7）设置热继电器，当电机通过的电流超过
电动机的额定电流，电机温度过热时，其相应的热继电器工作，断开主回路，起到保护电机的作用。
（8）设置电铃或报警装置，在出现故障时，可进行报警。在起重机动作之前应该报警，必须在响铃后方可操作大车运行机构。
2.2输入输出信号设计
通过用户对桥机控制档位及安全的要求，需要以下控制信号：
主副钩起升、下降信号、2档、3档、4档，小车和大车的前、后、左、右方向信号及2档、3档、4档；主副起升限位、大小车限位；热继电器信号、超载信号、变频器故障信号；安全门开关，启动、停止、急停、照明、电铃、变频器复位信号；初步确定所有的手动输入信号和反馈信号总共48个，对应的输出有31个。
3 PLC的内部逻辑运算原理与梯形图的绘制
3.1 PLC的扫描执行原理
可编程控制器与计算机一样，通过执行用户程序来实现控制任务。
PLC采用扫描工作方式，通过“采集输入量、执行程序、输出控制量”的循环扫描方式实现程序的运行[2]，如图2所示。扫描就是从第1条指令开始，在无间断或跳转指令的情况之下，按照程序存储的地址号按顺序逐条执行指令，直到最后一条指令，然后再从头开始扫描，如此循环。
3.2 梯形图的绘制
PLC内部梯形图主要包括4大部分：安全保护部分、功能控制部分、故障输出部分和各控制机构。设计过程中，充分考虑到控制系统的安全问题，多处均设置逻辑互锁，并且在保证正确的前提下，尽量让梯形图简单明了，便于分析与修改。
4系统硬件选型与设计
4.1 PLC的选型
根据初步确定的I/O信号进行选择，包括输入输出信号的数量、性质、参数和特性要求，PLC选用SIMENSS7-200CN系列。CPU为 226CN，此CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；26K字节程序和数据存空间；6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；有2个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；具有极高的可靠性，极丰富的指令集,具有众多功能指令,可以实现数据传送、比较、四则运算等操作。其中，功能指令CMP可以进行数据比较，MOV指令可以进行数据传送，SEGL指令可将数据寄存器存储的故障参数在数码管显示出来，SRMR指令可产生闪烁控制信号，用以输出声光报警信号。它的CPU模块、扩展模块的高度和深度相同，宽度不同。它们之间用扁平通讯线连接，紧密拼装后组成1个长方体，适合在机电一体化中使用。内置的24V DC电源，可做输入回路的电源和传感器的电源。扩展模块采用2个16入16出扩展模块。PLC外部接线图如图3所示。
4.2故障显示的选型与安装
在配置比较高的桥机中，可以设置1个随时监视系统工作情况的装置，以便操作人员能及时地了解起重机机的运行状态（各机构的限位情况及主要部件的工作状态），发现系统存在的安全隐患，并能及时地做出正确处置[3]。免费论文。在本设计中，选用的装置为TP170A文本显示器。
TP170A人机界面，是1种先进的触摸式人机界面，可以与各类PLC（或带通讯口的智能控制器）配合使用，以文本或图形的形式监控、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如的控制起重机。通过编辑软件WinCC flexible在计算机上操作画面，自由输入汉字以及PLC地址，使用串口通讯下载画面。可以有1000个故障消息，每个消息长度为70个字符；250个过程画面，每个画面的变量/域有20/20，图形的对象可以是位图，图标，背景图画，并且还有柱形统计表；用户专用权限多达32个；接口有三个可供自由先择：RS232、RS422、RS485；传送组态有串行、MPI、PROFIBUS DP[4]。
图3 PLC外部接线图
5 结论
在现有的用PLC控制替代传统继电器控制系统的设计上，改进和完善电气控制系统和安全保护电路，不仅使起重机控制线路简化，安全性能更好，而且PLC能检测各个不正常工作现象并送往文本显示器进行显示，便于故障的发现与排除，大大提高了工作效率，因而在现在的市场有很好的发展前景。
参考 文 献
[1] 张质文， 起重机设计手册，北京，中国铁道出版社 2001.
[2] 张万忠，可编程控制器入门与应用，北京：中国电力出版社 2005.
[3] 陈伯时，电力拖动自动控制系统，北京，机械工业出版社，1991.
[4] 西门子（中国）自动化驱动集团，深入浅出西门子S7-200 PLC，北京，北京航空航天大学出版社.
