斷路器的控制和信號電路

關(guān)于斷路器的控制和信號電路第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四2概述一、斷路器及其作用

斷路器是一種高壓開關(guān)，它有專門的滅弧裝置，不僅能開合負(fù)荷電流，而且能切斷短路電流。因此斷路器在高壓電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，二是保護(hù)作用。SN10-10型少油斷路器第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四3概述一、斷路器及其作用斷路器的輔助常開觸點(diǎn)隨主觸頭合而合，開而開；斷路器的輔助常閉觸點(diǎn)隨主觸頭合而開，開而合。QS1QS2QF輔助常開輔助常閉第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四4概述二、斷路器的控制類型按操作電源強(qiáng)電控制：110V或220V弱電控制：48V及以下按控制地點(diǎn)就地控制：控制設(shè)備安裝在斷路器附近，適用于不重要的設(shè)備遠(yuǎn)方控制：在主控制室的主控制屏上對斷路器進(jìn)行操作。適用于發(fā)電廠和變電站內(nèi)較重要的設(shè)備按控制方式一對一控制：適用于重要且操作機(jī)會(huì)少的設(shè)備(發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器等）。一對N選線控制：一般適用于饋線較多，接線和要求基本相同的高壓和廠用饋線。第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四5第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四6第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四7第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四8作用是斷路器本身附帶的合、跳閘傳動(dòng)裝置，用來使斷路器合閘或維持閉合狀態(tài)，或使斷路器跳閘分類電磁操作機(jī)CD彈簧操作機(jī)構(gòu)CT液壓操作機(jī)構(gòu)CY氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)CQ是靠預(yù)先儲(chǔ)存在彈簧內(nèi)的位能來進(jìn)行合閘的機(jī)構(gòu)。彈簧儲(chǔ)能時(shí)耗用功率小，合閘電流小，合閘回路可直接用控制開關(guān)觸點(diǎn)接通。是靠壓縮氣體（氮?dú)猓┳鳛槟茉?，以液壓油作為傳遞媒介來進(jìn)行合閘的機(jī)構(gòu)。合閘電流小，而且壓力高，傳動(dòng)快，動(dòng)作準(zhǔn)確，出力均勻。110kV的少油及SF6斷路器是以壓縮空氣儲(chǔ)能和傳遞能量的機(jī)構(gòu)。功率大，速度快，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需配備空氣壓縮設(shè)備，只應(yīng)用于空氣斷路器上。合閘電流也較小。

500kV的SF6斷路器廣泛應(yīng)用于3~500kV斷路器概述二、斷路器的操作機(jī)構(gòu)是靠電磁力進(jìn)行合閘的機(jī)構(gòu)。合閘電流很大，可達(dá)幾十安至數(shù)百安，故合閘回路必須采用合閘接觸器。第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四9三相操作斷路器的控制和信號電路（1）斷路器操作機(jī)構(gòu)中的合、跳閘線圈是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，故在合、跳閘完成后應(yīng)自動(dòng)解除命令脈沖，切斷合、跳閘回路，以防合、跳閘線圈長時(shí)間通電。（2）合、跳閘電流脈沖一般應(yīng)直接作用于斷路器的合、跳閘線圈，但對電磁操作機(jī)構(gòu)，合閘線圈電流很大（35~250A左右），須通過合閘接觸器接通合閘線圈。（3）無論斷路器是否帶有機(jī)械閉鎖，都應(yīng)具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施。（4）斷路器既可利用控制開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)跳閘與合閘，又可由繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置自動(dòng)跳閘與合閘。一、斷路器控制回路的基本要求第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四10三相操作斷路器的控制和信號電路（5）應(yīng)能監(jiān)視控制電源及合、跳回路的完好性；應(yīng)對二次回路短路或負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)。（6）應(yīng)有反映斷路器狀態(tài)的位置信號和自動(dòng)合、跳閘的不同的顯示信號。（7）對于采用氣壓、液壓和彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器，應(yīng)有壓力是否正常、彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。（8）對于分相操作的斷路器，應(yīng)有監(jiān)視三相位置是否一致的措施。（9）接線應(yīng)簡單可靠，使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。一、斷路器控制回路的基本要求第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四11又稱萬能開關(guān)，是控制回路中的控制元件，由運(yùn)行人員直接操作，發(fā)出合、跳閘命令脈沖，使斷路器合、跳閘。

LW2型控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)操作手柄觸點(diǎn)盒接線端子面板操作手柄三相操作斷路器的控制和信號電路二、控制開關(guān)第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四12LW2型控制開關(guān)的觸點(diǎn)圖表觸點(diǎn)圖表是用于表明控制開關(guān)的操作手柄在不同位置時(shí)觸點(diǎn)盒內(nèi)各觸點(diǎn)通斷情況的圖表。注：“·”表示接通，“—”表示斷開二、控制開關(guān)三相操作斷路器的控制和信號電路第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四13控制開關(guān)的圖形符號二、控制開關(guān)（C）合閘（PC）預(yù)備合閘（CD）合閘后（PT）預(yù)備跳閘（T）跳閘（TD）跳閘后操作手柄位置觸點(diǎn)對“·”

表示該對觸點(diǎn)在此位置是閉合的。垂直虛線表示控制開關(guān)手柄的六個(gè)不同的操作位置，水平線即端子引線，注意操作順序。第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四14三、斷路器控制信號電路的構(gòu)成1.基本跳、合閘電路斷路器輔助觸點(diǎn)QF的作用:自動(dòng)解除合、跳閘命令脈沖；切斷電路電弧，保護(hù)SA。第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四15（1）QF合閘位置：紅燈發(fā)平光（2）QF跳閘位置：綠燈發(fā)平光（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成

2.位置信號電路雙燈制位置信號電路斷路器的位置信號一般用信號燈表示，其形式分單燈制和雙燈制兩種。單燈制：音響監(jiān)視的QF控制信號回路雙燈制：燈光監(jiān)視的QF控制信號回路第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四16（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成2.位置信號電路（1）QF合閘位置：紅色回路接通電源發(fā)平光（2）QF跳閘位置：藍(lán)色回路接通電源發(fā)平光單燈制位置信號電路用于音響監(jiān)視第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四17（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成3.自動(dòng)合、跳閘的燈光顯示

自動(dòng)裝置動(dòng)作使斷路器合閘或繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí)，為了引起運(yùn)行人員注意，普遍采用指示燈閃光的辦法。其電路采用“不對應(yīng)”原理設(shè)計(jì)。所謂不對應(yīng)是指控制開關(guān)SA的位置與斷路器位置不一致。（1）自動(dòng)跳閘時(shí)：綠燈發(fā)閃光（2）自動(dòng)合閘時(shí)：紅燈發(fā)閃光此圖還有哪些情況紅綠燈發(fā)閃光？QF自動(dòng)跳閘，SA在“合閘后”QF自動(dòng)合閘，

SA在“跳閘后”閃光小母線第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四18（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成4.事故跳閘音響信號電路

斷路器在繼電保護(hù)作用下動(dòng)作而跳閘時(shí)，還要求發(fā)出事故跳閘音響信號。它也是利用“不對應(yīng)“原理實(shí)現(xiàn)的。（1）各元件作用及改錯(cuò)（2）啟動(dòng)過程（3）SA的1-3、19-17為什么要串聯(lián)使用？音響小母線第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四19斷路器的跳躍問題

當(dāng)斷路器合閘后，在控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)5-8或自動(dòng)裝置觸點(diǎn)K1被卡死的情況下，如遇到一次系統(tǒng)永久性故障，繼電保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘，則會(huì)出現(xiàn)多次“跳閘—合閘”現(xiàn)象，我們稱這種現(xiàn)象為“跳躍”。如果斷路器發(fā)生多次跳躍現(xiàn)象，會(huì)使其損壞，造成事故擴(kuò)大。

“防跳”就是采取措施，防止這種跳躍的發(fā)生。

“防跳”措施有機(jī)械防跳和電氣防跳兩種。

（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成

5.斷路器的“防跳”閉鎖電路第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四20由防跳繼電器構(gòu)成的電氣防跳電路合閘：利用5-8或K1（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成

5.斷路器的“防跳”閉鎖電路合在短路故障上，K2閉合，斷路器跳閘。KCF的電流線圈啟動(dòng)，KCF的常開閉合5-8接通或K1被卡死，KCF的電壓線圈得電自保持，KCF的常閉斷開，切斷合閘回路。電流啟動(dòng)電壓保持電流線圈啟動(dòng)之后才能閉合第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四21由跳閘線圈輔助觸點(diǎn)構(gòu)成的防跳電路合閘：利用5-8或K1合在短路故障上，K2閉合，斷路器跳閘。YT帶電，常閉打開，切斷合閘回路；常開閉合，使合閘脈沖通至跳閘回路。缺點(diǎn)：跳閘線圈會(huì)長時(shí)間帶電。（一）斷路器控制信號電路的構(gòu)成

5.斷路器的“防跳”閉鎖電路第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四22實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路組成第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四23實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路手動(dòng)合閘合閘前（綠亮）預(yù)備合閘（綠閃）

合閘合閘后（紅亮）第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四24實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路手動(dòng)跳閘跳閘前（紅亮）預(yù)備跳閘（紅閃）

跳閘跳閘后（綠亮）第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四25實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路自動(dòng)合閘自動(dòng)裝置動(dòng)作前（綠亮）自動(dòng)裝置動(dòng)作（綠亮）合上閘后（紅閃）發(fā)閃光控制開關(guān)SA在TD當(dāng)SA在TD位置，紅燈閃光，表明斷路器已自動(dòng)合閘。第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四26實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路自動(dòng)跳閘保護(hù)裝置動(dòng)作前（紅亮）保護(hù)裝置動(dòng)作（紅亮）跳開閘后（綠閃）發(fā)事故音響發(fā)閃光控制開關(guān)SA在CD當(dāng)SA在CD位置，綠燈閃光，并伴有事故音響信號，表明斷路器已自動(dòng)跳閘。第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四27實(shí)用電路一：燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路防跳分析電流啟動(dòng)電壓保持一旦KCF動(dòng)作，該觸點(diǎn)將切斷合閘回路KCF常開觸點(diǎn)的作用？第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四28實(shí)用電路二：彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路不同點(diǎn)的分析（1）彈簧未拉緊時(shí)，Q1閉鎖合閘回路，并啟動(dòng)儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)，發(fā)預(yù)告信號。（2）彈簧拉緊后，解除合閘回路閉鎖，允許合閘；儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。（3）只能完成一次自動(dòng)重合閘。第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四29實(shí)用電路二：彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路不同點(diǎn)的分析（1）彈簧未拉緊時(shí)，Q1閉鎖合閘回路，并啟動(dòng)儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)，發(fā)預(yù)告信號。（2）彈簧拉緊后，解除合閘回路閉鎖，允許合閘；儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。（3）只能完成一次自動(dòng)重合閘。第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四30實(shí)用電路三：液壓操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路S1～S5為液壓操作機(jī)構(gòu)所帶微動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)，微動(dòng)開關(guān)的閉合和斷開，與操作機(jī)構(gòu)中儲(chǔ)壓器活塞桿的行程調(diào)整和液壓有關(guān)；S6、S7為壓力表電觸點(diǎn)。KM為直流接觸器，M為直流電動(dòng)機(jī)，KC1、KC2為中間繼電器。第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四31實(shí)用電路三：液壓操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路（1）為保證斷路器可靠工作，油的正常壓力應(yīng)在15.8～17.5MPa的允許范圍之內(nèi)。運(yùn)行中，油壓小于15.8MPa時(shí)，S1、S2閉合。KM線圈帶電，觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M，使油壓升高；另一對形成KM的自保持回路。當(dāng)油壓上升至15.8MPa以上時(shí)，S2斷開，但KM并不返回，一直等到油壓上升至17.5MPa，S1斷開，KM線圈失電，油泵電動(dòng)機(jī)M停止運(yùn)轉(zhuǎn)。維持液壓在要求的范圍之內(nèi)。第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四32實(shí)用電路三：液壓操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路（2）液壓出現(xiàn)異常情況時(shí)，能自動(dòng)發(fā)信號。當(dāng)油壓降低到14.4MPa時(shí)，S3閉合，發(fā)油壓降低信號。當(dāng)油壓降低到13.2MPa時(shí)，S4斷開，切斷合閘回路。當(dāng)油壓降低到10MPa以下或上升到20MPa以上時(shí)，壓力表電觸點(diǎn)S6或S7閉合，啟動(dòng)中間繼電器KC2，其觸點(diǎn)閉合，發(fā)油壓異常信號。第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四33實(shí)用電路三：液壓操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路（3）油壓嚴(yán)重下降，不能滿足故障狀態(tài)下斷路器跳閘要求時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)跳閘。當(dāng)油壓降低到12.6MPa時(shí)，微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)S5閉合，啟動(dòng)中間繼電器，其常開觸點(diǎn)閉合，使斷路器自動(dòng)跳閘且不允許再合閘。第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四34實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路組成跳閘位置繼電器合閘位置繼電器手柄內(nèi)的指示燈第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四35發(fā)閃光實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路手動(dòng)合閘合閘前（KCT帶電，發(fā)平光）發(fā)平光預(yù)備合閘（KCT帶電，發(fā)閃光）合閘合閘后（KCC帶電，發(fā)平光）第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四36實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路手動(dòng)跳閘跳閘前（KCC帶電，發(fā)平光）預(yù)備跳閘（KCC帶電，發(fā)閃光）跳閘跳閘后（KCT帶電，發(fā)平光）發(fā)平光發(fā)閃光第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四37實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路自動(dòng)合閘自動(dòng)裝置動(dòng)作前（KCT帶電，發(fā)平光）發(fā)平光自動(dòng)裝置動(dòng)作合上閘后（KCC帶電，發(fā)閃光）發(fā)閃光控制開關(guān)SA在TD第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期四38實(shí)用電路四：音