继电保护原理2—操作箱

1、第二章 操作箱第一节 概述1. 断路器操作机构1.1 断路器操作机构及控制回路操作机构是断路器本身附带的跳合闸传动装置，目前常用的机构有电磁操作机构、液压操作机构、弹簧操作机构、电动操作机构、气压操作机构等。其中应用最为广泛的是电磁操作机构和液压操作机构。断路器操作机构箱内电气控制回路包括：合闸和分闸操作回路，电气防跳回路，操作机构压力低闭锁回路，灭弧介质压力低闭锁回路，电机控制回路，加热回路，重合闸闭锁回路。1.2 断路器操作机构压力低的闭锁方式液压操作机构以高压油推动活塞实现合闸与分闸，其压力闭锁由高到低一般设有“重合闸闭锁”、“合闸闭锁”、“分闸闭锁”3级。气动操作机构的分闸操作靠压缩空

2、气来完成，而合闸操作则靠在分闸操作时储能的合闸弹簧来完成，其压力闭锁一般设有“重合闸闭锁”和“操作闭锁”2级。弹簧操作机构设有“弹簧未储能”1级闭锁。2. 操作箱的组成2.1 操作箱内继电器组成 监视断路器合闸回路的合闸位置继电器及监视断路器跳闸位置继电器。 防止断路器跳跃继电器。 手动合闸继电器。 压力监察或闭锁继电器。 手动跳闸继电器及保护相跳闸继电器。 一次重合闸脉冲回路。 辅助中间继电器。 跳闸信号继电器及备用信号继电器。 2.2 操作箱除了完成跳、合闸操作功能外，其输出触点还应完成的功能 用于发出断路器位置不一致或非全相运行状态信号 用于发出控制回路断线信号。 用于发出气(液)压力降

3、低不允许跳闸信号。 用于发出气(液)压力降低到不允许重合闸信号。 用于发出断路器位置的远动信号。 由断路器位置继电器控制高频闭锁停信。 由断路器位置继电器控制高频相差三跳停信。 用于发出事故音响信号。 手动合闸时加速相间距离保护。 手动合闸时加速零序电流方向保护。 手动合闸时控制高频闭锁保护。 手动合闸及低气(液)压异常时接通三跳回路； 启动断路器失灵保护； 用于发出断路器位置信号； 备用继电器及其输出触点，等等。 2.3 跳闸位置继电器与合闸位置继电器的作用 可以表示断路器的跳、合闸位置如果是分相操作的，还可以表示分相的跳、合闸信号。 可以表示断路器位置的不对应或表示该断路器是否在非全相运行

4、壮态。 可以由跳闸位置继电器的某相的触点去启动重合闸回路。 在三相跳闸时去高频保护停信。 在单相重合闸方式时，闭锁三相重合闸。 发出控制回路断线信号和事故音响信号。3. 800系列操作箱分类及适用范围3.1 三相操作箱 ZSZ-811：作为三相断路器操作的辅助控制回路。1) ZSZ-811/A：具有四组操作插件，适用于适用于110kV及以下具有单跳闸线圈的一至四台断路器控制操作机构。并有电压切换功能，可完成各种母线接线方式PT切换功能。2) ZSZ-811/B：具有一组操作插件，适用于适用于110kV及以下具有单跳闸线圈的断路器控制操作机构。并有电压切换功能，可完成各种母线接线方式PT切换功能

5、。3) ZSZ-811/C：具有三组操作插件，适用于适用于110kV及以下具有单跳闸线圈的一至三台断路器控制操作机构。4) ZSZ-811/C：具有四组操作插件，适用于适用于110kV及以下具有单跳闸线圈的一至四台断路器控制操作机构，单侧双母线切换之用。 ZSZ-812：适用于220kV及以下主变高压侧为双跳闸线圈，其它三侧单跳闸线圈，高压侧适合为压力机构，其它侧适合各种操作机构（压力、弹簧）。满足两个不同电压等级各种接线形式的PT切换回路。 ZSZ-815：作为三相断路器操作的辅助控制回路，具有四组操作插件，满足四组断路器控制操作要求，适用于110kV及以下具有单跳闸线圈的断路器。3.2 分

6、相操作箱3.2.1 ZFZ-812/A：作为分相断路器操作的辅助控制回路，适用于3/2接线形式220kV及以上具有双跳闸线圈的一台断路器控制操作之用。该装置同时提供一至两套双母线带旁路系统二次电压切换回路。 ZFZ-822/A：作为分相断路器操作的辅助控制回路，适用于220kV及以上具有双跳闸线圈的一台断路器控制操作之用。 ZFZ-811/A：作为分相断路器操作的辅助控制回路，适用于220kV及以上具有单跳闸线圈的一台断路器控制操作之用。该装置同时提供一至两套双母线带旁路系统二次电压切换回路。第二节 ZSZ-8111. 硬件介绍装置的正面面板布置图如下：图2-2-1 ZSZ-811/A前面板图

7、面板信号灯从上往下依次是IIV组操作回路的电源监视、跳闸位置、合闸位置、跳闸及IIII母电压动作指示灯。图2-2-2 ZSZ-811/B前面板图图2-2-3 ZSZ-811/C前面板图图2-2-4 ZSZ-811/D前面板图图2-2-5 ZSZ-811/A背板图图2-2-6 ZSZ-811/B背板图图2-2-7 ZSZ-811/C背板图图2-2-8 ZSZ-811/D背板图2. 工作原理2.1 回路组成装置由手动合闸回路、压力闭锁回路、手跳回路、断路器跳合闸回路、信号回路、防跳回路、外接回路、电压切换回路等组成。2.2 手动合闸回路装置设有SHJ手动合闸继电器，输出触点经HBJ继电器到合闸回路

8、，可进行手动合闸，SHJ的触点可实现各种逻辑配合。2.3 压力监视回路装置设有跳闸压力监视继电器1YJJ。当气(液)压正常时，跳闸压力监视继电器1YJJ处于励磁状态，当气(液)压降低到不允许断路器跳闸的压力时，跳闸压力表的相应触点闭合，使1YJJ失磁，1YJJ1、1YJJ2断开，闭锁跳合闸回路。装置还设有压力异常禁止合闸继电器2YJJ和压力异常禁止操作继电器3YJJ，2YJJ用于对合闸回路进行控制，3YJJ可闭锁跳闸回路。为了防止在运行中由于控制跳合闸的气(液)压触点接触不良，造成气(液)压闭锁环节失灵，1YJJ、2YJJ 、3YJJ设有预告信号。1.1 手动跳闸和三相跳闸回路装置设有手动跳闸

9、继电器STJ，当手动操作跳闸时，STJ动作，由动合触点向断路器发出跳闸脉冲，跳开三相，STJ触点接在TXJ跳闸信号线圈之后，以便能区分是保护跳闸还是手动跳闸，STJ采用一般中间继电器，与TXJ在动作时间上取得配合，防止当保护动作跳三相时，因STJ动作过快将TXJ线圈短接而发不出跳闸信号。2.5 防止跳跃回路装置设有防跳继电器TBJI，TBJI的动作电流可根据跳闸线圈的动作电流自适应。另外考虑到断路器跳闸回路RL延时环节，跳闸电流只能逐渐上升，而当断路器辅助触点切换时间与主触点跳闸时间接近或更快时，跳闸电流的存在时间将很短，因此TBJI采用快速继电器，保证此情况下可靠启动。防跳继电器动作后，以其

10、自身的动合触点自保持，保证断路器可靠跳闸，其电压保持线圈经自身另一动合触点并联于合闸回路，二副并联的动断触点组串接在合闸回路中，如跳闸时合闸脉冲未解除，TBJI的电流线圈励磁并通过TBJV12保持到断路器辅助触点打开，TBJV12的电压线圈由合闸脉冲保持，TBJV1-1、 TBJV2-1断开合闸回路，使断路器跳闸后不致再次合闸，只有待合闸脉冲解除，TBJV12的电压线圈断电后，才接通合闸回路，从而防止多次“跳合”现象。2.6 跳合闸回路装置由手动合闸继电器SHJ的触点，防跳继电器TBJ的动断触点组，防跳继电器的电压保持线圈的触点，跳闸位置继电器TWJ等组成三相合闸回路；由保护跳闸触点，防跳继电

11、器TBJ的电流线圈和自保持触点，跳闸信号继电器TXJ，合闸位置继电器HWJ及跳闸压力监视继电器1YJJ触点，组成分相跳闸回路，这些回路既可实现三相跳闸和合闸操作，又可进行跳闸位置和合闸位置的监视。2.7 外接回路装置设有断路器位置触点，可用于启动事故音响和发遥信等。2.8 电压切换回路本装置的电压切换回路可用于双母线或双母线带旁路接线系统。对应仅具有一组操作插件的母联操作箱中的回路用于电压并列.以双母线接线系统为例，正常运行时，若线路接于I段母线上运行，电压切换继电器1YQJ11YQJ9处于励磁状态，而另一组继电器2YQJ12YQJ9则处于不带电状态，此时线路保护和自动装置所需的交流电压由1Y

12、QJ11YQJ9控制，当隔离开关辅助触点接触不良或直流电源消失时，继电器1YQJ11YQJ9失去励磁而复归，同时经线路断路器的合位继电器动合触点或断路器辅助动合触点及继电器1YQJ7、2YQJ7的动断触点串联回路发生装置失压信号，在信号回路中串联断路器的合位继电器触点或断路器辅助触点目的在于避免线路在检修或停止运行而断开线路时误发信号。电压回路采用中间继电器自动切换，在倒换母线过程中，不应形成对备用电压互感器的反充电。如果1YQJ11YQJ9、2YQJ12YQJ9同时处于励磁状态，则通过1YQJ7与2YQJ7的一对动合触点串联，可以及时发出切换继电器同时动作信号，此时运行人员不允许断开母线断路

13、器，以防止反充电。为增加电压切换箱工作的可靠性，电压切换中间继电器1YQJ11YQJ9，2YQJ12YQJ9的切换电源应经电压互感器隔离开关的位置继电器，自动空气开关的辅助触点及线路两组隔离开关的辅助触点控制。 按反措要求，装有距离保护的二次电压回路采用零相接地，零相线不经任何切换箱或刀闸的联锁触点。2.9 信号回路装置中设有跳闸信号继电器TXJ分别接在分相跳闸回路中，用于判断是保护拒动还是断路器拒动，STJ触点接在TXJ线圈之后，以便区分保护跳闸和手动跳闸。信号回路采用磁保持继电器，每个信号继电器均可输出二副自保持触点，可分别启动中央信号、事件记录。第三节 ZFZ-812/A1. 硬件介绍图

14、2-3-1 ZFZ-812/B装置正面图图2-3-2 ZFZ-812/B装置背面图2. 工作原理2.1 回路组成装置由手动合闸回路、压力闭锁回路、手跳和三相跳闸回路、断路器合闸回路、断路器双跳闸线圈跳闸回路、信号回路、防跳回路、外接回路、电压切换回路等组成。2.2 手动合闸回路装置设有1SHJ、2SHJ两组手动合闸继电器，1SHJ输出三副触点经HBJa、HBJb、HBJc继电器至合闸回路，可进行手动合闸，2SHJ的触点可实现各种逻辑配合2.3 压力监视回路装置设有跳闸压力监视继电器1YJJ。当气(液)压正常时，跳闸压力监视继电器1YJJ处于励磁状态，当气(液)压降低到不允许断路器跳闸的压力时，

15、跳闸压力表的相应触点闭合，使1YJJ失磁，1YJJ1、1YJJ2断开，闭锁跳合闸回路，1YJJ1、1YJJ2 接有保持回路，既保证了断路器可靠跳闸，又不致因跳闸过程中压力下降使1YJJ失磁而烧坏触点。装置还设有压力异常禁止重合闸继电器2YJJ、压力异常禁止合闸继电器3YJJ和压力异常禁止操作继电器4YJJ，2YJJ用于对重合闸回路进行控制，3YJJ用于对手合回路进行控制，4YJJ可闭锁跳合闸回路。为了防止在运行中由于控制跳合闸的气(液)压触点接触不良，造成气(液)压闭锁环节失灵，1YJJ、2YJJ 、3YJJ、4YJJ设有预告信号。2.4 手动跳闸和三相跳闸回路装置设有手动跳闸继电器STJ，当

16、手动操作跳闸时，STJ动作，由六副动合触点向断路器二个跳闸线圈发出跳闸脉冲，跳开三相，STJ触点接在1、2TXJ跳闸信号线圈之后，以便能区分是保护跳闸还是手动跳闸。装置还设有启动重合闸启动失灵的三相跳闸继电器1、2TJQ和不启动重合闸启动失灵的直跳继电器1、2TJR以及不启动重合闸不启动失灵的1、2TJF直跳继电器，由相应的保护启动。2.5 防止跳跃回路装置设有防跳继电器TBJabc,每相一个，TBJabc的动作电流应根据跳闸线圈的动作电流来选择，要求其灵敏度高于跳闸线圈的灵敏度，另外考虑到断路器跳闸回路RL延时环节，跳闸电流只能逐渐上升，而当断路器辅助触点切换时间与主触点跳闸时间接近或更快时

17、，跳闸电流的存在时间将很短，因此TBJ采用快速继电器，保证此情况下可靠启动。防跳继电器动作后，以其自身的动合触点自保持，保证断路器可靠跳闸，其电压保持线圈经自身另一动合触点并联于合闸回路，二副并联的动断触点组串接在合闸回路中，如跳闸时合闸脉冲未解除（以A相为例），TBJa的电流线圈励磁并通过TBJa1保持到断路器辅助触点打开，TBJa的电压线圈通过TBJa2由合闸脉冲保持，TBJa3、 TBJa4断开合闸回路，使断路器跳闸后不致再次合闸，只有待合闸脉冲解除，TBJa的电压线圈断电后，才接通合闸回路，从而防止多次“跳合”现象。2.6 跳合闸回路装置由重合闸重动继电器ZHJ和手动合闸继电器1SHJ

18、的触点，防跳继电器TBJ的动断触点组，防跳继电器的电压保持线圈的触点，跳闸位置继电器TWJ等组成分相合闸回路，由保护跳闸触点，防跳继电器TBJ的电流线圈和自保持触点，跳闸信号继电器1、2TXJ，合闸位置继电器1、2HWJ及跳闸压力监视继电器1YJJ的触点，组成两组分相跳闸回路，这些回路既可去二个跳闸线圈实现A相、B相、C相跳闸和合闸操作，又可进行跳闸位置和合闸位置的监视。2.7 外接回路装置设有和保护及控制配合的回路触点，其中包括和两套重合闸配合的触点输出，和两套高频保护（高频方向，高频闭锁）配合的触点输出，启动断路器三相位置不一致保护和启动断路器失灵保护的触点输出及控制信号输出等2.8 电压切换回路本装置的电压切换回路可用于双母线或双母线带旁路接线系统。以双母线接线系统为例，正常运行时，若线路接于I段母线上运行，电压切换继电器1YQJ11YQJ9处于励磁状态，而另一组继电器2YQJ12YQJ9则处于不带电状态，此时线路保护和自动装置所需的交流电压由1YQJ11YQJ9控制，当隔离开关辅助触点接触不良或直流电源