斷路器控制回路基本原理(推薦)

1、斷路器控制回路基本原理1 、控制回路的基本要求開始學(xué)習(xí)控制回路之前，我們先了解一下控制回路需要具備哪些基本的功能：（ 1）能進(jìn)行手動跳合閘和由保護(hù)和自動裝置的跳合閘；（ 2）具有防止斷路器多次重復(fù)動作的防跳回路；（ 3）能反映斷路器位置狀態(tài)；（ 4）能監(jiān)視下次操作時對應(yīng)跳合閘回路的完好性；（ 5）有完善的跳、合閘閉鎖回路；2 、典型的控制回路根據(jù)控制回路的幾點基本要求，我們以10kV 的 PSL641 保護(hù)裝置為例，分為五個步驟，一步步搭建基本的控制回路，并了解每個部分的作用。（ 1）跳閘與合閘回路首先，能夠完成保護(hù)裝置的跳合閘是控制回路最基本的功能。這個功能的實現(xiàn)很簡單，回路如下圖所示。假定

2、斷路器在合閘狀態(tài)，斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當(dāng)保護(hù)裝置發(fā)跳閘命令，TJ 閉合時，正電源-> TJ-> LP1-> DL-> TQ->負(fù)電源構(gòu)成回路。跳閘線圈TQ得電，斷路器跳閘。合閘過程同理。分閘到位后，DL常開接點斷開跳閘回路。DL常閉接點閉合，為下一次操作對應(yīng)的合閘回路做好準(zhǔn)備。利用 DL 常開接點斷開跳閘電流， 一是為了防止 TJ 粘連造成 TQ燒壞（因為 TQ的熱容量是按短時通電來設(shè)計的） ；二是因為如果由 TJ 來斷開合閘電流， 由于 TJ 接點的斷弧容量不夠，容易造成 TJ 接點燒壞（ HJ 也是一樣的道理），這就為下一次保護(hù)跳閘（或合閘）埋下了

3、隱患且不易被發(fā)現(xiàn)。（ 2）跳閘 / 合閘保持回路為了防止TJ 先于 DL 輔助接點斷開（如開關(guān)拒動等情況），我們增加了“跳閘自保持回路” 。該回路可以起到保護(hù)出口接點TJ 以及可靠跳閘的作用。增加的部分用 紅色 標(biāo)記， R在 0.1 左右。當(dāng)分閘電流流過TBJ 時， TBJ 動作， TBJ1 閉合自保持，直到DL 斷開分閘電流。這時無論TJ 是否先于DL斷開，都不會影響斷路器分閘，也不會燒壞TJ。（ 3）防跳回路TBJ 我們有時也叫它“防跳繼電器”。這是因為它有另一個非常重要的功能：防跳。防跳的概念：所謂的防跳，并不是“防止跳閘”，而是“防止跳躍”。當(dāng)合閘于故障線路時，保護(hù)會發(fā)跳令將線路跳開。

4、如果此時HJ 接點發(fā)生粘連，斷路器就會在短時間內(nèi)反復(fù)跳、合、跳、合。這就是“跳躍現(xiàn)象”。（斷路器跳閘時間需要30-60ms，合閘時間需要 60-90ms，一個跳合周期只需要 150ms，很容易在短時間內(nèi)完成幾個周期的跳合跳的循環(huán)）跳躍現(xiàn)象輕則對系統(tǒng)造成多次沖擊，嚴(yán)重時可能使斷路器爆炸。 所以“防跳” 回路是必不可少的。下圖中我們增加了防跳回路的部分，用綠色 標(biāo)記。TBJ 是一個雙線圈繼電器，由串接與跳閘回路的電流啟動線圈TBJ，和接于防跳回路的電壓自保持線圈TBJV組成。在跳閘過程中，當(dāng)有分閘電流流過TBJ 時，防跳回路中的TBJ2閉合，電壓自保持線圈啟動，TBJV2閉合，TBJV1斷開。如果

5、在保護(hù)跳閘期間，HJ 發(fā)生粘連，HJ->LP2->TBJV2->TBJV這條回路接通，TBJV電壓自保持，使得TBJV1 始終斷開， 合閘回路始終處于斷開狀態(tài)。這也就是防跳的目的：將斷路器保持在跳閘狀態(tài)。如果跳閘期間沒有跳令存在，則在斷路器完成分閘后，跳閘回路被DL 常開接點斷開，TBJ 電流線圈失電，此時由于HJ 是斷開的，不能形成TBJV電壓自保持，復(fù)歸。TBJV1重新閉合，合閘回路完好，不影響下次的跳合閘。需要注意， 接于跳閘回路的TBJ 電流線圈， 要求其在分閘時造成的壓降要小。規(guī)程規(guī)定不能大于控制電源額定電壓的5%。 TBJ 電流線圈的額定動作電流不能大于分閘電流的

6、50%，保證 TBJ 在跳閘過程中可靠動作。在有些斷路器中也設(shè)置了防跳回路，它一般是由電壓型繼電器完成防跳功能的。但操作箱中的防跳回路與斷路器中的防跳回路一般不能同時使用，以免產(chǎn)生寄生回路。通常斷路器自身有防跳回路的用其自身的防跳回路，沒有的用操作箱的防跳回路。（ 4）斷路器位置監(jiān)視回路前面提到， 控制回路應(yīng)該能夠反映斷路器的位置狀態(tài)以及跳合閘回路的完整性。 所以我們在回路中增加了 TWJ、 HWJ來監(jiān)視跳閘回路、合閘回路的完整性。圖中用 藍(lán)色表示。TWJ和 HWJ的常閉接點串聯(lián)來發(fā)出“控制回路斷線”的信號?；芈吠旰脮r，TWJ和HWJ必然有一個啟動。當(dāng)控制回路異常時，TWJ和HWJ均失電，報“

7、控制回路斷線”。同時用TWJ的常開接點起動綠燈，HWJ的常開接點起動紅燈。綠燈亮，表示斷路器在分閘狀態(tài)，合閘回路完好；紅燈亮，表示斷路器在合閘狀態(tài)，跳閘回路完好。（ 5）手分/ 手合回路除了保護(hù)裝置跳合閘外，控制回路還需要具備遙分、遙合，就地分合的功能。其基本的原理是類似的，就不贅述了。增加的部分圖中用橙色 表示。圖中的KKJ 是一只雙位置繼電器。它一個線圈得電后即使該動作電壓小時，繼電器還是保持在原來狀態(tài)，直到另外一個線圈得電才能使繼電器轉(zhuǎn)換到另外一種狀態(tài)。比如手分/ 遙分，使 KKJ=0，只有手合 / 遙合后才能使KKJ=1。KKJ 的作用是用來判斷是正常的分合閘操作，還是故障時保護(hù)裝置的

8、跳合閘動作。當(dāng)正常的分合閘操作時，KKJ 應(yīng)變位，當(dāng)保護(hù)動作跳合閘時，KKJ應(yīng)不變位。 KKJ的常開接點提供給“事故總”信號以及重合閘裝置使用。（ 6）控制回路的閉鎖為保證斷路器工作的安全，控制回路往往采取多種閉鎖措施，當(dāng)條件不滿足時，禁止斷路器的操作。常見的閉鎖回路一般有三種：A、斷路器的操作系統(tǒng)異常時對分、合閘回路進(jìn)行閉鎖。當(dāng)液壓 / 氣壓操作機(jī)構(gòu)壓力過高或過低，彈簧操作機(jī)構(gòu)彈簧未儲能， SF6 斷路器的 SF6壓力低等，這些都將串接在跳、合閘回路中的常閉接點斷開，不允許斷路器分合。B 、存在不通電源需要并列的場合，斷路器控制回路要增加同期閉鎖回路。C 、為了防止誤操作的防誤閉鎖回路，在不

9、具備操作條件時將控制回路斷開。以上所討論的是三相操作的斷路器控制回路。在 220kV 及以上系統(tǒng)中， 通常采用分相操作的控制回路。 分相操作控制回路看似復(fù)雜，其實原理是相同的，就不再贅述了。但分相操作控制回路有雙組跳圈，第一組與合圈公用一組電源，第二組跳圈單獨使用一組電源。兩組直流電壓相互獨立。另外，每組跳閘回路都有一套三相不一致保護(hù)。3、斷路器常見異常處理（ 1）位置指示不正確斷路器位置指示不正確會使運(yùn)行人員不能正確判斷斷路器的分、合閘位置， 在倒閘操作和事故處理中造成誤判斷。如果位置指示不正確是由于控制回路故障引起的，會造成斷路器不能正常操作。 分閘回路故障會使斷路器在故障時不能自動跳閘，

10、擴(kuò)大事故范圍； 合閘回路故障會使斷路器在瞬時故障跳閘后不能自動重合，延長停電時間。 斷路器位置指示不正確的現(xiàn)象和原因主要有：1）斷路器位置指示燈不亮（監(jiān)控系統(tǒng)斷路器顯示為紅、綠色以外的其他顏色），原因有：A、指示燈燈泡燒毀。B、如有“控制回路斷線”信號，則是控制回路無電源或斷線，紅燈不亮是跳閘回路故障，綠燈不亮是合閘回路故障。如控制熔斷器熔斷或接觸不良、控制回路接點接觸不良、斷路器輔助接點轉(zhuǎn)換不到位、繼電器線圈斷線等。C、斷路器由于SF6 壓力過低或操作機(jī)構(gòu)儲能不足被閉鎖。此時會同時發(fā)出“操縱機(jī)構(gòu)未儲能”或“閉鎖”信號。D、監(jiān)控系統(tǒng)斷路器位置指示消失的原因有：測控裝置故障或失電、測控通道故障、

11、斷路器檢修時投入“置檢修狀態(tài)”壓板等。2）斷路器位置指示紅、綠燈全亮或閃光。是由于回路中有接地點，或者分、合閘回路之間絕緣損壞（檢修后一般為接線錯誤），或有異常連接的地方。3）監(jiān)控系統(tǒng)斷路器位置指示相反。即合閘是顯示為綠色、分閘是顯示為紅色，一般是由于新投斷路器或監(jiān)控系統(tǒng)檢修后將斷路器分、合閘狀態(tài)位置接反所致。4）機(jī)械位置指示器內(nèi)部脫扣或位移。（ 2）斷路器控制回路斷線1）斷路器控制回路斷線的現(xiàn)象有：A、警鈴響，故障斷路器紅、綠位置指示燈熄滅或指示異常（若為三相指示燈，則可能出現(xiàn)某相指示燈熄滅）。B、相應(yīng)線路控制盤發(fā)出“控制回路斷線”、“壓力降低分閘閉鎖”、“壓力降低合閘閉鎖”、“裝置異?！钡?/p>

12、光字牌信號。2）控制回路斷線的原因有：A、彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧未儲能、儲能未滿， 或液壓、氣動機(jī)構(gòu)的壓力降低至閉鎖值及以下。B、分、合閘回路接線端子松動、斷線等。C、分閘或合閘線圈斷線。D、斷路器動合或動斷輔助觸點接觸不良。E、分、合閘位置繼電器或防跳繼電器線圈燒斷。F、控制熔斷器熔斷或松開等（控制電源空開跳閘）。（ 3）斷路器拒絕合閘斷路器拒合的原因主要有監(jiān)控系統(tǒng)原因、電氣方面原因和機(jī)械方面原因。1）監(jiān)控系統(tǒng)顯示操作閉鎖未開放，則是監(jiān)控系統(tǒng)原因，如：A、監(jiān)控系統(tǒng)閉鎖未解除。如選擇斷路器錯誤，“五防” 拒絕操作； 監(jiān)控系統(tǒng)與 “五防”系統(tǒng)信號傳輸故障等原因造成閉鎖不能打開。B、監(jiān)控系統(tǒng)遙控超時。C、

13、監(jiān)控系統(tǒng)通道故障。D、測控裝置故障。E、“遠(yuǎn)方 / 就地”控制把手在“就地”位置。2）合閘操作前紅、綠指示燈均不亮，說明控制回路有斷線現(xiàn)象、無控制電源或者斷路器被閉鎖。3）當(dāng)操作合閘后紅燈不亮，綠燈閃光且事故喇叭響時，說明操作手柄位置和斷路器的位置不對應(yīng)，斷路器未合上。其常見的原因有：A、合閘回路熔斷器熔斷或接觸不良。B、合閘接觸器未動作。C、合閘線圈故障。D、合閘電壓過低。E、直流系統(tǒng)兩點接地造成合閘線圈短路。F、斷路器機(jī)械故障，如合閘鐵芯卡滯、合閘支架與滾軸故障等。G、斷路器采用控制把手操作時，合閘時間過短。4）當(dāng)操作斷路器合閘后綠燈熄滅，紅燈亮， 但瞬間紅燈又滅、綠燈閃光， 事故喇叭響，

14、說明斷路器合閘后又自動跳閘。原因有：A、直流系統(tǒng)兩點接地造成跳閘回路接通。B、操作機(jī)構(gòu)能量不足、三點過高等。5）操作合閘后紅、綠燈均不亮并且斷路器無電流，機(jī)械指示分閘或合閘?？赡艿脑蛴校嚎刂苹芈窋嗑€或觸頭卡在中間位置等。6）合閘后斷路器位置指示紅燈亮，但斷路器無電流指示，多是由于傳動軸桿或銷子脫出造成斷路器觸頭未合上，此時斷路器機(jī)械指示多在合閘位置。（ 4）斷路器拒絕分閘斷路器的拒分對系統(tǒng)安全運(yùn)行威脅很大，一旦某一單元發(fā)生故障時，斷路器拒動， 將會造成上一級斷路器跳閘，擴(kuò)大事故停電范圍，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)解列，造成大面積停電的惡性事故。因此， “拒分”比“拒合”帶來的危害性更大。斷路器拒絕分閘，監(jiān)控系統(tǒng)的原