60万吨技术论文

第一部分
1.1高压断路器分合闸线圈的烧毁的原因分析：线圈的长时间通电；我们知道断路器的
分合闸线圈都是按照短时通电的原理设计的，在分合闸完成后自动接触（脉冲）命令。

造成分合闸线圈的烧毁主要是因为线圈中的电流不能正常的切断，长时间的通电引起线圈的慢慢发热从而导致最终将线圈烧毁。

1.1.1分合闸线圈长时间的通电的原因可以总结为以下几种；
一，分合闸电磁铁机械故障；分合闸线圈松动造成分闸时线圈内铁芯发生位移，使得铁芯卡涩，造成线圈烧毁。

或者是铁芯活动冲程小，断路器分（合）闸时铁芯顶（拉）不动脱扣机构使得线圈长时间的通电造成线圈烧毁。

二，断路器的拒分；控制回路正常的时候断路器拒分均为连杆机构的问题，死点调整不当，使得分（合）闸线圈的的铁芯力度不够不能顶（拉）开脱扣机构，致使线圈过载烧毁。

三，辅助开关（断路器分合闸状态信号）位置调整不当；正常分合闸断路器的分合闸线圈回路均与辅助开关的常闭接点串联。

断路器动作后，辅助开关接点断开切断分合闸回路的电流。

当其辅助开关接点过小没有打开或是拉弧均会使得分合闸线圈长时间通电而烧毁。

四，分合闸线圈两端电压不够（＜80％Ue）；线圈本身不合格或者线路过细致使其绝缘降低，造成线圈回路电阻过大致使其分合闸回路电压衰减。

导致分合闸线圈的电压达不到其动作值，继而长时间通电烧毁线圈。

1.2针对上述原因我们可以做到；
一，加强检查固定线圈，经常检查其铁芯有无卡涩针对其问题做出相应的调整使铁芯动作灵活、无卡涩等现象。

二，调整断路器的死点，要求其分合闸时铁芯均能灵活准确的制动脱扣机构。

三，调整辅助开关的位置使其能够快速准确切断接通分合闸回路电流。

以上几种方法可以降低线圈烧毁的几率，但不能做到百分百的保证。

纵观以上几种原因可以看出，其导致线圈最直接的原因还是由于不能正常的切断线圈的电流使得其长时间的通电，导致其发热继而烧毁。

要想保证任何情况之下不会烧毁线圈最直接的办法的就是在其回路中加入一保护装置在线圈发热即将破坏绝缘的时候，迅速可靠的切断其控制回路当中的电流。

这样就可以使得线圈得到有效的保护。

我们将这以保护线圈的装置命名为“线圈保护器。

”
第二部分
2.1分合闸线圈的回路保护装置（线圈保护器）基本应用。

2.1.1线圈保护器的在其控制回路中应用如图（2-1）
图2-1
2.1.1.1图2-1中分合闸线圈（YC）控制回路中串联线圈保护器，当其某种原因使得回
路中的电流长时间导致线圈（YC）温度骤然上升即将破坏其绝缘而烧毁的时候，线圈保护器迅速切断其回路电流（如图2.2）从而达到了保护线圈的目的。

图2-2
2.2线圈保护器的原理以及组成。

2.2.1线圈保护器的原理其是由温度传感器（热电偶）将所测的线圈的温度交给温控仪然
后由其发出相应的脉冲最后由执行原件切断回路电流。

2.2.2线圈保护器的组成如图2-3其是由温度传感器（测量元件）、温控器（逻辑控制器）、
继电器（执行原件）组成。

2-3线圈保护器组成
2.3线圈保护器的要求；
○1灵敏度高、反应迅速；其根据温度的变化迅速的反应于线圈回路保证其动作灵敏。

○2调节范围广；温度可根据不同的应用场合应用环境进行相应的调整设置。

○3耐压能力强不易损坏；
○4可靠性强不干涉其他回路。

根据以上对保护线圈的要求，设计如下。

第三部分
3线圈保护器的结构
3.1热电偶；热电偶是由两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回
路，当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。

它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号, 通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

根据线圈保护器的要求以及热电偶各种型号的不同特点我们选择K型热电偶。

3.1.1 K型热电偶；K型热电偶作为一种温度传感器可以直接测量各种生产中从0℃到
1300℃范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。

3.1.1.1K型热电偶的组成；其热敏元件通常由镍铬-镍硅两种材料组成也叫镍铬-镍硅
热电偶。

其正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10；负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，是目前用量最大的廉金属热电偶，其热电偶丝直径一般为１.2～4.0ｍｍ。

使用温度为-200~1300℃。

3.1.1.2 K型热电偶的特点；
①测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

②测量范围广。

测量量程0-1300度，一般应用在1000度以下区域。

③线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价
格便宜构造简单，使用方便。

K型热电偶3-1
3.1.1.3详细参数
3.2.3 REX-C400温控仪详细参数
○1仪表输入：热电偶E、 K、 J、 S。

○2显示基本误差：小于或等于输入满量程1.0%±1个字。

○3冷端补偿误差≤±2℃，温度系数≤0.05/℃。

○4分辨率：1℃或0.1℃。

○5采样周期：3次/秒. 温控仪3-3
○6报警功能：上限绝对值，上限偏差值。

○7报警输出：继电器触点AC250V3A。

○8控制方式：PID控制.位式控制。

○9控制输出：继电器触点（220V阻性负载3A）；感性负载1A）SSR驱动电平：（DC0--12V）；过零触发脉冲：光偶可控硅输出1A/600V。

○10工作电源：AC220V±10% 50HZ/60HZ功耗≤3W。

○11工作环境：环境温度0~50℃，湿度45%~85%，无腐蚀性及无强电磁干扰场。

3.2.4 REX-C400温控仪电源改进；由上面参数可以看出REX-C400温控仪工作电源为AC220V，
而实际工作环境中的工作电源为DC220V。

因此要对电源做部分改进在其输入段加装逆变器即可实现DC220 /AC220。

3.3继电器；继电器是一种电子控制器件，当输入量（电、磁、声、光、热，又称激励量）达
到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

电磁继电器的原理图3-4
3.3.1继电器的选取；根据所选的温控仪输出信号以及被控制电路的电压（DC220v ）以及负载情况综合考虑我们选择型号为
JQX-13F AC220V LY2J 通用电磁继电器。

3.3.2继电器JQX-13F AC220V LY2J 的详细参数：（以下的均已泰明的产品为例）
触点形式：两开两闭
工作电压：AC220V 吸合电压：176V
绝缘电阻500M Ω 500VDC 动作时间：25ms 释放电压：66V/AC
线圈电阻：14K Ω(误差10％)
第四部分
4.1线圈保护器的制作过程如图（4-1）将K 型热电偶工作端至于线圈表面在满足不影响线圈正常工作的情况之下保证与之接触良好，然后冷端相应接入温控仪REX-C400输入端，温控仪REX-C400的输出端接继电器（JQX-13F AC220V LY2J ）的输入端。

继电器的常闭触点接分合闸线圈的控制电路当中。

图4-1
继电器JQX-13F AC220V LY2J 图3-4
端子排
温控仪
热电偶
继电器
4.2线圈保护器的测试；通过测试线圈保护器使用正常各项指标均已满足预先的要求，线圈保护器可投入使用。

第五部分
5.1 **扩展方案；根据我们所选继电器的参数还可以将继电器的另外三个触点（两常开一组常闭）开关作为DCAP3000的辅助触点即可实现远方报警以及信号的功能，但需要做出相应的数据库。

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5.2参考文献：
《数字电路》、《继电保护》。