断路器的控制和信号电路

关于断路器的控制和信号电路2概述一、断路器及其作用

断路器是一种高压开关，它有专门的灭弧装置，不仅能开合负荷电流，而且能切断短路电流。因此断路器在高压电网中起两方面的作用：一是控制作用，二是保护作用。SN10-10型少油断路器第2页,共42页，2024年2月25日，星期天3概述一、断路器及其作用断路器的辅助常开触点随主触头合而合，开而开；断路器的辅助常闭触点随主触头合而开，开而合。QS1QS2QF辅助常开辅助常闭第3页,共42页，2024年2月25日，星期天4概述二、断路器的控制类型按操作电源强电控制：110V或220V弱电控制：48V及以下按控制地点就地控制：控制设备安装在断路器附近，适用于不重要的设备远方控制：在主控制室的主控制屏上对断路器进行操作。适用于发电厂和变电站内较重要的设备按控制方式一对一控制：适用于重要且操作机会少的设备(发电机、调相机、变压器等）。一对N选线控制：一般适用于馈线较多，接线和要求基本相同的高压和厂用馈线。第4页,共42页，2024年2月25日，星期天5第5页,共42页，2024年2月25日，星期天6第6页,共42页，2024年2月25日，星期天7第7页,共42页，2024年2月25日，星期天8作用是断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来使断路器合闸或维持闭合状态，或使断路器跳闸分类电磁操作机CD弹簧操作机构CT液压操作机构CY气动操作机构CQ是靠预先储存在弹簧内的位能来进行合闸的机构。弹簧储能时耗用功率小，合闸电流小，合闸回路可直接用控制开关触点接通。是靠压缩气体（氮气）作为能源，以液压油作为传递媒介来进行合闸的机构。合闸电流小，而且压力高，传动快，动作准确，出力均匀。110kV的少油及SF6断路器是以压缩空气储能和传递能量的机构。功率大，速度快，但结构复杂，需配备空气压缩设备，只应用于空气断路器上。合闸电流也较小。

500kV的SF6断路器广泛应用于3~500kV断路器概述二、断路器的操作机构是靠电磁力进行合闸的机构。合闸电流很大，可达几十安至数百安，故合闸回路必须采用合闸接触器。第8页,共42页，2024年2月25日，星期天9三相操作断路器的控制和信号电路（1）断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，故在合、跳闸完成后应自动解除命令脉冲，切断合、跳闸回路，以防合、跳闸线圈长时间通电。（2）合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的合、跳闸线圈，但对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（35~250A左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。（3）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气防跳措施。（4）断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。一、断路器控制回路的基本要求第9页,共42页，2024年2月25日，星期天10三相操作断路器的控制和信号电路（5）应能监视控制电源及合、跳回路的完好性；应对二次回路短路或负荷进行保护。（6）应有反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同的显示信号。（7）对于采用气压、液压和弹簧操作机构的断路器，应有压力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视回路和闭锁回路。（8）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施。（9）接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。一、断路器控制回路的基本要求第10页,共42页，2024年2月25日，星期天11又称万能开关，是控制回路中的控制元件，由运行人员直接操作，发出合、跳闸命令脉冲，使断路器合、跳闸。

LW2型控制开关的结构操作手柄触点盒接线端子面板操作手柄三相操作断路器的控制和信号电路二、控制开关第11页,共42页，2024年2月25日，星期天12LW2型控制开关的触点图表触点图表是用于表明控制开关的操作手柄在不同位置时触点盒内各触点通断情况的图表。注：“·”表示接通，“—”表示断开二、控制开关三相操作断路器的控制和信号电路第12页,共42页，2024年2月25日，星期天13控制开关的图形符号二、控制开关（C）合闸（PC）预备合闸（CD）合闸后（PT）预备跳闸（T）跳闸（TD）跳闸后操作手柄位置触点对“·”

表示该对触点在此位置是闭合的。垂直虚线表示控制开关手柄的六个不同的操作位置，水平线即端子引线，注意操作顺序。第13页,共42页，2024年2月25日，星期天14三、断路器控制信号电路的构成1.基本跳、合闸电路断路器辅助触点QF的作用:自动解除合、跳闸命令脉冲；切断电路电弧，保护SA。第14页,共42页，2024年2月25日，星期天15（1）QF合闸位置：红灯发平光（2）QF跳闸位置：绿灯发平光（一）断路器控制信号电路的构成

2.位置信号电路双灯制位置信号电路断路器的位置信号一般用信号灯表示，其形式分单灯制和双灯制两种。单灯制：音响监视的QF控制信号回路双灯制：灯光监视的QF控制信号回路第15页,共42页，2024年2月25日，星期天16（一）断路器控制信号电路的构成2.位置信号电路（1）QF合闸位置：红色回路接通电源发平光（2）QF跳闸位置：蓝色回路接通电源发平光单灯制位置信号电路用于音响监视第16页,共42页，2024年2月25日，星期天17（一）断路器控制信号电路的构成3.自动合、跳闸的灯光显示

自动装置动作使断路器合闸或继电保护动作使断路器跳闸时，为了引起运行人员注意，普遍采用指示灯闪光的办法。其电路采用“不对应”原理设计。所谓不对应是指控制开关SA的位置与断路器位置不一致。（1）自动跳闸时：绿灯发闪光（2）自动合闸时：红灯发闪光此图还有哪些情况红绿灯发闪光？QF自动跳闸，SA在“合闸后”QF自动合闸，

SA在“跳闸后”闪光小母线第17页,共42页，2024年2月25日，星期天18（一）断路器控制信号电路的构成4.事故跳闸音响信号电路

断路器在继电保护作用下动作而跳闸时，还要求发出事故跳闸音响信号。它也是利用“不对应“原理实现的。（1）各元件作用及改错（2）启动过程（3）SA的1-3、19-17为什么要串联使用？音响小母线第18页,共42页，2024年2月25日，星期天19断路器的跳跃问题

当断路器合闸后，在控制开关SA的触点5-8或自动装置触点K1被卡死的情况下，如遇到一次系统永久性故障，继电保护动作使断路器跳闸，则会出现多次“跳闸—合闸”现象，我们称这种现象为“跳跃”。如果断路器发生多次跳跃现象，会使其损坏，造成事故扩大。

“防跳”就是采取措施，防止这种跳跃的发生。

“防跳”措施有机械防跳和电气防跳两种。

（一）断路器控制信号电路的构成

5.断路器的“防跳”闭锁电路第19页,共42页，2024年2月25日，星期天20由防跳继电器构成的电气防跳电路合闸：利用5-8或K1（一）断路器控制信号电路的构成

5.断路器的“防跳”闭锁电路合在短路故障上，K2闭合，断路器跳闸。KCF的电流线圈启动，KCF的常开闭合5-8接通或K1被卡死，KCF的电压线圈得电自保持，KCF的常闭断开，切断合闸回路。电流启动电压保持电流线圈启动之后才能闭合第20页,共42页，2024年2月25日，星期天21由跳闸线圈辅助触点构成的防跳电路合闸：利用5-8或K1合在短路故障上，K2闭合，断路器跳闸。YT带电，常闭打开，切断合闸回路；常开闭合，使合闸脉冲通至跳闸回路。缺点：跳闸线圈会长时间带电。（一）断路器控制信号电路的构成

5.断路器的“防跳”闭锁电路第21页,共42页，2024年2月25日，星期天22实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路组成第22页,共42页，2024年2月25日，星期天23实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路手动合闸合闸前（绿亮）预备合闸（绿闪）

合闸合闸后（红亮）第23页,共42页，2024年2月25日，星期天24实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路手动跳闸跳闸前（红亮）预备跳闸（红闪）

跳闸跳闸后（绿亮）第24页,共42页，2024年2月25日，星期天25实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路自动合闸自动装置动作前（绿亮）自动装置动作（绿亮）合上闸后（红闪）发闪光控制开关SA在TD当SA在TD位置，红灯闪光，表明断路器已自动合闸。第25页,共42页，2024年2月25日，星期天26实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路自动跳闸保护装置动作前（红亮）保护装置动作（红亮）跳开闸后（绿闪）发事故音响发闪光控制开关SA在CD当SA在CD位置，绿灯闪光，并伴有事故音响信号，表明断路器已自动跳闸。第26页,共42页，2024年2月25日，星期天27实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路防跳分析电流启动电压保持一旦KCF动作，该触点将切断合闸回路KCF常开触点的作用？第27页,共42页，2024年2月25日，星期天28实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路不同点的分析（1）弹簧未拉紧时，Q1闭锁合闸回路，并启动储能电动机，发预告信号。（2）弹簧拉紧后，解除合闸回路闭锁，允许合闸；储能电动机M停转。（3）只能完成一次自动重合闸。第28页,共42页，2024年2月25日，星期天29实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路不同点的分析（1）弹簧未拉紧时，Q1闭锁合闸回路，并启动储能电动机，发预告信号。（2）弹簧拉紧后，解除合闸回路闭锁，允许合闸；储能电动机M停转。（3）只能完成一次自动重合闸。第29页,共42页，2024年2月25日，星期天30实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路S1～S5为液压操作机构所带微动开关的触点，微动开关的闭合和断开，与操作机构中储压器活塞杆的行程调整和液压有关；S6、S7为压力表电触点。KM为直流接触器，M为直流电动机，KC1、KC2为中间继电器。第30页,共42页，2024年2月25日，星期天31实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路（1）为保证断路器可靠工作，油的正常压力应在15.8～17.5MPa的允许范围之内。运行中，油压小于15.8MPa时，S1、S2闭合。KM线圈带电，触点闭合，电动机M，使油压升高；另一对形成KM的自保持回路。当油压上升至15.8MPa以上时，S2断开，但KM并不返回，一直等到油压上升至17.5MPa，S1断开，KM线圈失电，油泵电动机M停止运转。维持液压在要求的范围之内。第31页,共42页，2024年2月25日，星期天32实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路（2）液压出现异常情况时，能自动发信号。当油压降低到14.4MPa时，S3闭合，发油压降低信号。当油压降低到13.2MPa时，S4断开，切断合闸回路。当油压降低到10MPa以下或上升到20MPa以上时，压力表电触点S6或S7闭合，启动中间继电器KC2，其触点闭合，发油压异常信号。第32页,共42页，2024年2月25日，星期天33实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路（3）油压严重下降，不能满足故障状态下断路器跳闸要求时，应能自动跳闸。当油压降低到12.6MPa时，微动开关触点S5闭合，启动中间继电器，其常开触点闭合，使断路器自动跳闸且不允许再合闸。第33页,共42页，2024年2月25日，星期天34实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路组成跳闸位置继电器合闸位置继电器手柄内的指示灯第34页,共42页，2024年2月25日，星期天35发闪光实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路手动合闸合闸前（KCT带电，发平光）发平光预备合闸（KCT带电，发闪光）合闸合闸后（KCC带电，发平光）第35页,共42页，2024年2月25日，星期天36实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路手动跳闸跳闸前（KCC带电，发平光）预备跳闸（KCC带电，发闪光）跳闸跳闸后（KCT带电，发平光）发平光发闪光第36页,共42页，2024年2月25日，星期天37实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路自动合闸自动装置动作前（KCT带电，发平光）发平光自动装置动作合上闸后（KCC带电，发闪光）发闪光控制开关SA在TD第37页,共42页，2024年2月25日，星期天38实用电路四：音响监视的断路器控制信号电