斷路器的控制回路講義

1、斷路器控制回路在發(fā)電廠和變電站中對斷路器的跳、合閘控制是通過斷路器的控制回路以及 操動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的?？刂苹芈肥沁B接一次設(shè)備和二次設(shè)備的橋梁， 通過控制回路, 可以實現(xiàn)二次設(shè)備對一次設(shè)備的操控。通過控制回路，實現(xiàn)了低壓設(shè)備對高壓設(shè) 備的控制。一、控制信號傳送過程（一）常規(guī)變電站控制信號傳輸過程某線路高壓開關(guān)控制信號傳遞過程由上圖可以看出，斷路器的控制操作，有下列幾種情況：1主控制室遠(yuǎn)方操作：通過控制屏操作把手將操作命令傳遞到保護(hù)屏操作插件, 再由保護(hù)屏操作插件傳遞到開關(guān)機(jī)構(gòu)箱，驅(qū)動跳、合閘線圈。2就地操作：通過機(jī)構(gòu)箱上的操作按鈕進(jìn)行就地操作。3遙控操作：調(diào)度端發(fā)遙控命令，通過通信設(shè)備、遠(yuǎn)動設(shè)備將

2、操作信號傳遞至 變電站遠(yuǎn)動屏，遠(yuǎn)動屏將空接點信號傳遞到保護(hù)屏，實現(xiàn)斷路器的操作。4開關(guān)本身保護(hù)設(shè)備、重合閘設(shè)備動作，發(fā)跳、合閘命令至操作插件，引起開 關(guān)進(jìn)行跳、合閘操作。5母差、低頻減載等其他保護(hù)設(shè)備及自動裝置動作，引起斷路器跳閘可以看出，前三項為人為操作，后兩項為自動操作， 因此斷路器的操作據(jù)此 可分為人為操作和自動操作。根據(jù)操作時相對斷路器距離的遠(yuǎn)近，可分為就地操作、遠(yuǎn)方操作、遙控操作。 就地通過開關(guān)機(jī)構(gòu)箱本身操作按鈕進(jìn)行的操作為就地操作，有些開關(guān)的保護(hù)設(shè)備 裝在開關(guān)柜上，相應(yīng)的操作回路也在就地，這樣通過保護(hù)設(shè)備上操作回路進(jìn)行的 操作也是就地操作，保護(hù)設(shè)備在主控室， 在主控室進(jìn)行的操作為遠(yuǎn)

3、方操作， 通過 調(diào)度端進(jìn)行的操作為遙控操作。（二）綜自站控制信號傳輸過程某線路高壓開關(guān)控制信號傳遞過程通道操作方式與常規(guī)變電站相比，僅在遠(yuǎn)方操作和遙控操作時不同。在主控室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，一般是通過后臺機(jī)進(jìn)行，操作命令傳達(dá)到測控裝 置，啟動測控裝置跳、合閘繼電器，跳、合閘信號傳遞到保護(hù)裝置操作插件，啟 動操作插件手跳、手合繼電器，手跳、手合繼電器觸點接通跳、合閘回路，啟動 斷路器跳、合閘。當(dāng)后臺機(jī)死機(jī)或其它原因不能操作時， 可以在測控屏進(jìn)行操作。遙控操作由調(diào)度端（或集控站端）發(fā)送操作命令， 經(jīng)通訊設(shè)備至站內(nèi)遠(yuǎn)動通訊屏，遠(yuǎn)動通訊屏將命令轉(zhuǎn)發(fā)至站內(nèi)保護(hù)通訊屏， 然后保護(hù)通訊屏將命令傳輸至 測控屏，逐

4、級向下傳輸。需要指出，有些老站遙控命令是通過后臺機(jī)進(jìn)行傳輸?shù)模缣摼€圖所示，但 由于后臺機(jī)死機(jī)時，將不能進(jìn)行遙控操作，現(xiàn)在新上站，遙控通道不再經(jīng)后臺機(jī)， 提高了遙控操作可靠性。二、常規(guī)斷路器控制回路原理下圖為最簡單的斷路器控制回路原理圖+合閘線圈回路KKDL HC58 ）1ZJKKDL TQ. 6 7Q-BCJHC HQ HC +一一一KK 一控制開關(guān)HC合閘線圈或合閘接觸器線圈（電磁機(jī)構(gòu)）TQ一跳閘線圈DL一斷路器輔助接點1ZJ保護(hù)及自動裝置接點BCJ一保護(hù)出口繼電器接點HQ-電磁機(jī)構(gòu)中的斷路器合閘線圈（一）合閘回路斷路器合閘回路由以下幾部分組成合閘啟動回路一斷路器輔助接點（常閉）一合閘線圈

5、手動合閘或自動合閘時，合閘啟動回路瞬時接通，合閘線圈勵磁，啟動斷路器操動機(jī)構(gòu)，開關(guān)合上后，用于合閘回路的斷路器常閉接點打開，斷開合閘回路。（二）跳閘回路斷路器跳閘回路由以下幾部分組成跳閘啟動回路一斷路器輔助接點（常開）一跳閘線圈手動跳閘或自動跳閘時，跳閘啟動回路瞬時接通，跳閘線圈勵磁，啟動斷路器操動機(jī)構(gòu)，開關(guān)跳開后，串于跳閘回路的斷路器常開接點打開，斷開跳閘回路。（三）斷路器輔助接點的作用在操作回路中串入斷路器輔助接點的作用：（ 1）跳閘線圈與合閘線圈廠家是按短時通電設(shè)計的，在跳、合閘操作完成后，通過DL 觸點自動地將操作回路切斷， 以保證跳、合閘線圈的安全；（ 2） 跳、 合閘啟動回路的觸點

6、（操作把手觸點、繼電器觸點）由于受自身斷開容量限制，不能很好地切斷操作回路的電流，如果由它們斷開操作電流，將會在操作過程中拉弧，致使觸點燒毀。斷路器輔助接點斷開容量大，由斷路器輔助接點斷開操作電流，可以很好地滅弧，保護(hù)控制開關(guān)及繼電器接點不被燒毀。（四）斷路器防跳回路以上只是最簡單的斷路器控制回路示意圖，在生產(chǎn)過程中，有時由于控制開關(guān)原因或自動裝置觸點原因，在斷路器合閘后，上述啟動回路觸點未斷開，合閘命令一直存在，此時， 如果繼電保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，但由于合閘脈沖一直存在，則會在開關(guān)跳閘后重新合閘，如果線路故障為永久性故障，保護(hù)將再次將開關(guān)跳開，持續(xù)存在的合閘脈沖將會使開關(guān)再次合閘，如此將會發(fā)

7、生多次的“跳合”現(xiàn)象，此種現(xiàn)象被稱為“跳躍”。斷路器的多次跳躍，會使斷路器毀壞，造成事故擴(kuò)大。因此，必須對操作回路進(jìn)行改進(jìn)，防止“跳躍”發(fā)生。防跳繼電器就是專門用于防止斷路器跳躍的。（有些開關(guān)機(jī)構(gòu)本省設(shè)計有防跳功能）在操作回路中增加防跳回路后示意圖如圖所示。+ KK581ZJTBJ-1VTBJ DL HC-DKKTBJ DL TQ6 ，、7B->-BCJ帶防跳回路的斷路器控制回路與上圖相比，增加了中間繼電器TBJ,稱為跳躍閉鎖繼電器。它有兩個線圈， 一個是電流啟動線圈，串聯(lián)于跳閘回路中，這個線圈的額定電流應(yīng)根據(jù)跳閘線圈 的動作電流選取，并要求其靈敏度高于跳閘線圈的靈敏度，以保證在跳閘操作

8、時它能可靠地起動；另一個線圈為電壓自保持線圈，經(jīng)過自身的常開觸點并聯(lián)于合 閘線圈回路中。在合閘回路中還串聯(lián)接入了一個 TBJ的常閉觸點。工作原理如下：當(dāng)利用控制開關(guān)合閘或自動裝置合閘以后，若合閘接點未斷開，當(dāng)線路發(fā)生故障時，保護(hù)出口， BCJ （保護(hù)出口繼電器）閉合，將跳閘回路 接通，使斷路器跳閘，同時跳閘電流也流過防跳繼電器TBJ的電流啟動線圈，使TBJ啟動，其常閉觸點斷開合閘回路，常開觸點接通 TBJ電壓線圈，此時如 果合閘脈沖未解除，（控制開關(guān)未復(fù)歸或自動裝置觸點1ZJ卡住等）則TBJ的電 壓線圈通過KK的58觸點或1ZJ的觸點實現(xiàn)自保持，長期斷開合閘回路，使 斷路器不能再次合閘。只有合

9、閘脈沖解除，TBJ的電壓自保持線圈斷電后，才能 恢復(fù)至正常狀態(tài)。防跳繼電器在保護(hù)屏操作插件內(nèi)。（五）斷路器位置監(jiān)視回路以下是常規(guī)控制回路的紅綠燈監(jiān)視回路原理圖LD錄燈電阻DLHD工燈電阻DL斷路器燈光監(jiān)視回路，一般用紅燈表示斷路器的合閘狀態(tài)，用綠燈表示斷路 器的跳閘狀態(tài)，指示燈是利用與斷路器傳動軸一起聯(lián)動的輔助觸點 DL來進(jìn)行切 換的。當(dāng)斷路器在斷開位置時，DL常閉觸點接通，綠燈亮，當(dāng)斷路器在合閘位 置時，DL的常開觸點接通，紅燈亮。紅、綠燈一方面監(jiān)視斷路器的位置，一方 面監(jiān)視控制回路的完好性，斷路器處于分位時，綠燈亮，表示外部合閘回路完好， 斷路器處于合位時，紅燈亮，表示外部跳閘回路完好。以

10、下是完整的直接用跳、合閘回路啟動紅綠燈的控制回路圖。斷路器位置繼電器監(jiān)視回路， 斷路器位置可以用紅、綠燈監(jiān)視，也可以用位 置繼電器監(jiān)視，在合閘回路中用跳閘位置繼電器 TWJ代替了綠色信號燈LD,在 跳閘回路中用合閘位置繼電器 HWJ代替了紅色信號燈 HD。正常情況下只有一 個繼電器通電，當(dāng)斷路器在合閘位置時，合閘位置繼電器HWJ通電，當(dāng)斷路器在跳閘位置時，跳閘位置繼電器 TWJ通電。當(dāng)控制回路斷線時，TWJ和HWJ 同時斷電，利用兩個相串聯(lián)的常閉觸點 TWJ和HWJ報”控制回路斷線”信號。分相操作的斷路器控制回路，220KV設(shè)備開關(guān)實行的是分相操作，控制回 路中通過手跳、手合繼電器實現(xiàn)手動分、

11、合開關(guān)。具體就是利用手跳繼電器、手 合繼電器的觸點實現(xiàn)分相操作。下圖中用位置繼電器代替了上述控制回路中的紅綠燈，同時用位置繼電器的 接點點亮紅綠燈?，F(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)控制回路中，紅綠燈均采用斷路器位置繼電器 接點點亮。TBJTBJKK5 8-1ZJTBJDL HCTWJ跳閘位置(十)SM：11 10T：9(1： 工14位.t =.CHHLDL?)-O-TWJHWJHD-O '!TBJ DL TQ6、7lJBJBCJXJ信上0HWJ合閘位置4HHP（六）開關(guān)機(jī)構(gòu)壓力監(jiān)視回路所謂開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的壓力監(jiān)視回路，是指開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的壓力異常時，應(yīng)能發(fā)出 信號到斷路器控制回路，進(jìn)行報信號，或閉鎖控制回路的相

12、應(yīng)操作功能。三、微機(jī)保護(hù)控制回路與常規(guī)保護(hù)控制回路的不同（一）跳合閘啟動回路不同與常規(guī)控制回路相比，微機(jī)保護(hù)控制回路在進(jìn)行手跳、手合時，要啟動手跳、 手合繼電器，手跳、手合繼電器通過自保持回路啟動跳、合閘回路。而常規(guī)保護(hù)控制回路只在分相操作回路中有手跳、手合繼電器及其自保持回路。常規(guī)三相操作回路中，手跳、手合直接由控制開關(guān)觸點啟動斷路器線圈。（二）紅綠燈啟動回路不同紅綠燈啟動回路不同，常規(guī)保護(hù)紅綠燈直接由斷路器輔助觸點啟動，微機(jī)保護(hù)控制回路中，紅綠燈分別由合閘位置繼電器和跳閘位置繼電器啟動。（三）微機(jī)保護(hù)控制回路中均有自保持功能跳、合閘保持回路，微機(jī)保護(hù)中，不論自動操作（保護(hù)跳閘，重合閘動作）

13、，或人為操作，均有自保持回路，而常規(guī)三相操作回路中，只有自動操作經(jīng)過自保持回路，人為操作不經(jīng)自保持回路。四、控制回路應(yīng)實現(xiàn)的功能通過以上分析，控制回路應(yīng)具備以下功能：（一 ） 應(yīng)能進(jìn)行手動跳、合閘和由繼電保護(hù)與自動裝置實現(xiàn)自動跳、合閘。并且當(dāng)跳、合閘操作完成后，應(yīng)能自動切斷跳、合閘脈沖電流。（由斷路器輔助接點自動切斷跳、合閘脈沖電流）（二）應(yīng)具備防止斷路器跳躍功能。此功能由防跳繼電器實現(xiàn)。（三）應(yīng)能指示斷路器的合閘與斷路器的跳閘位置狀態(tài)。跳閘位置繼電器，合閘位置繼電器。紅綠燈。（四）自動跳閘或合閘應(yīng)有明顯的信號。保護(hù)屏操作箱上跳、合閘回路中串有信號繼電器。用于指示保護(hù)動作、重合閘動作。（五）應(yīng)

14、能監(jiān)視熔斷器的工作狀態(tài)及跳、合閘回路的完整性。跳閘位置繼電器，合閘位置繼電器。紅綠燈。（六）開關(guān)壓力異常時應(yīng)能報信號，或者閉鎖操作回路。保護(hù)屏操作箱中有開關(guān)壓力監(jiān)視繼電器，實現(xiàn)閉鎖操作功能。五、控制回路斷線原因分析首先要明白控制回路斷線信號是怎樣報出來的，控制回路斷線信號是由跳位繼電器與合位繼電器常閉觸點串聯(lián)構(gòu)成的，不論什么原因引起跳位繼電器與合位繼電器同時失磁，控制回路斷線信號都將報出引起控制回路斷線信號的原因有：1、控制保險熔斷，TWJ、HWJ觸點同時失磁，控制回路斷線信號報出2、跳合閘線圈損壞，回路不通。3、斷路器輔助接點沒有閉合好，同樣引起外回路不通。4、由開關(guān)機(jī)構(gòu)箱引至控制回路的各種

15、閉鎖信號，引起控制回路斷線。六、操作故障原因分析控制回路斷線信號并不能監(jiān)視整個控制回路的完好性，在目前的情況下，基于廠家的設(shè)計，控制回路斷線信號僅僅是監(jiān)視保護(hù)屏外二次回路及開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi) 部回路的完好性。沒有控制回路斷線信號報出，并不能說明整個回路沒有問題。測控屏（控制屏）保護(hù)屏 開關(guān)控制回路斷線信號監(jiān)視范圍圖中表示的范圍是控制回路斷線信號監(jiān)視的范圍。在沒有異常信號的情況 下，我們從控制屏合閘，控制信號要經(jīng)過以上圖示途徑，有時開關(guān)合不上，就說 明回路有問題，或者開關(guān)有問題，可以根據(jù)經(jīng)驗逐級排查，運(yùn)行人員在控制屏（測 控屏，后臺機(jī)等）進(jìn)行開關(guān)操作時，會啟動保護(hù)屏內(nèi)手合繼電器（SHJ）、手跳繼電器（

16、STJ）,繼電器動作時會有很利索的“嚓嚓”的動作聲音，如果在操作開 關(guān)時，平常能在保護(hù)屏聽到繼電器動作的聲音，這次操作時，不能聽到繼電器動作的聲音，則說明保護(hù)屏內(nèi)操作繼電器沒有啟動，具體什么原因，可能是控制開 關(guān)有問題；進(jìn)行后臺機(jī)操作時，也可能是測控屏內(nèi)控制跳、合閘的繼電器沒有啟動；或者二次回路接線有松動；也有可能是保護(hù)屏內(nèi)操作繼電器故障。 不管什么原因，只要保護(hù)屏內(nèi)操作繼電器不啟動，運(yùn)行在檢查控制保險正常，沒有異常閉鎖信號， 排除自身操作問題的情況下，可以通知保護(hù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行處理。當(dāng)然，經(jīng)驗豐富的運(yùn)行人員可以看圖紙，用萬用表量電位，具體判斷出是哪一級出了問題。在以上操作過程中，如果操作箱內(nèi)

17、繼電器能夠啟動，開關(guān)仍然不能合閘，就要到開關(guān)本體進(jìn)行觀察，一人在主控室操作，一人聽開關(guān)合閘線圈的動作聲音，如果平時能夠聽到開關(guān)合閘線圈的動作聲音，這次聽不到，則表明開關(guān)合閘線圈沒有啟動。如果當(dāng)班運(yùn)行人員對回路比較熟悉，一人操作，一人可以用萬用表判斷合閘脈沖是否到達(dá)開關(guān)端子箱，開關(guān)合閘脈沖在合閘時過不來，說明問題仍然在二次設(shè)備、二次回路。如果有合閘脈沖，則說明合閘線圈拒動，需要通知檢修人員到現(xiàn)場進(jìn)行處理。如果合閘時，合閘線圈能夠進(jìn)行正常啟動，機(jī)構(gòu)不動，運(yùn)行人員要檢查開關(guān)是否已儲能（彈簧機(jī)構(gòu)）；開關(guān)大合閘保險（電磁機(jī)構(gòu)）是否完好；操作程序是否正確，有無相護(hù)關(guān)聯(lián)的機(jī)械閉鎖；開關(guān)的各種壓力指標(biāo)是否正常

18、，有無閉鎖信號，排查沒有發(fā)現(xiàn)異常問題后，可以通知檢修人員檢查機(jī)構(gòu)。以上是進(jìn)行開關(guān)操作時遇到的一些情況，根本點就是要判斷保護(hù)屏操作箱繼電器是否啟動，開關(guān)跳、合閘線圈是否啟動，據(jù)此來判斷問題該由哪個專業(yè)來處理。七、開關(guān)跳合閘線圈燒毀原因分析在對高壓開關(guān)的操作過程中，每年都有跳、合閘線圈燒毀的情況發(fā)生，其中主要集中在10KV 開關(guān)，尤其集中在合閘過程中。由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)的原因，10KV開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性相對于高電壓等級開關(guān)來說比較低，開關(guān)自身的自我保護(hù)措施不完備，這就是10KV 開關(guān)故障比較多的原因，另外，出于保證設(shè)備故障時可靠跳閘的需要，開關(guān)跳閘的可靠性比較高，因此，線圈燒毀主要集中在合閘線圈。（一

19、 ） 引起線圈燒毀的原因引起開關(guān)合閘線圈燒毀的原因既有間接原因，又有直接原因。（ 1）間接原因先說間接原因，目前的微機(jī)保護(hù)控制回路全部帶有跳、合閘自保持回路，不論是手動操作，還是自動操作。只要合閘命令發(fā)出以后，合閘回路就一直處于自保持狀態(tài)，直到開關(guān)合上以后，依靠斷路器輔助接點的切換，斷開合閘回路合閘電流。 如果開關(guān)由于種種原因開關(guān)沒有合上，或者是合上以后斷路器輔助接點沒有切換到位，則合閘保持回路將一直處于保持狀態(tài)，這樣一直持續(xù)下去，將會把合閘線圈燒毀，對于電磁機(jī)構(gòu)，將會同時燒毀合閘接觸器線圈與大合閘線圈，有時甚至?xí)龤ПＷo(hù)裝置操作插件。（ 2）直接原因1、斷路器輔助接點切換不到位開關(guān)合上以后，斷路器輔助接點切換不到位，沒有及時斷開合閘回路，致使合閘保持回路一直處于保持狀態(tài)，引起嚴(yán)重后果。2、開關(guān)在沒有合閘能量情況下合閘a） 對于彈簧機(jī)構(gòu)，開關(guān)在未儲能情況下合閘，特別是無人值守站的遙控操作，如果未儲能信號不能及時傳到遠(yuǎn)方，將會使操作人員誤操作，造成合閘線圈燒毀，甚至于燒毀保護(hù)裝置操作插件。b） 對于電磁機(jī)構(gòu)，合閘能量為通過大合閘保險的100A 電流，大合閘保險是否完好，現(xiàn)有傳統(tǒng)的二次回路設(shè)計上沒有監(jiān)視回路,如果在合閘過程中，大合閘保險熔斷，或是運(yùn)行人員誤操作，漏投大合閘保險，將會燒毀合閘接觸器線圈，嚴(yán)重的同樣燒毀保護(hù)裝置操作插件。在大合閘保險正常的情況