断路器控制回路讲座基础

新疆公司2013年培训教材重实际、干实事、结实果2页断路器控制回路基础编制单位：中广核太阳能新疆分公司运维部编制时间：2013年4月重实际、干实事、结实果3页做好最基础的工作、练好最基本的功夫断路器控制回路在变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操动机构来实现的。控制回路是连接一次设备和二次设备的桥梁，通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控。通过控制回路，实现了低压设备对高压设备的控制。重实际、干实事、结实果4页做好最基础的工作、练好最基本的功夫一、控制信号传送过程保护屏操作插件断路器跳合闸线圈远动屏母差、低周减载、备自投、主变等控制屏就地操作通信设备通道（一）常规变电站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程重实际、干实事、结实果5页做好最基础的工作、练好最基本的功夫由上图可以看出，断路器的控制操作，有下列几种情况：1主控制室远方操作：通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件，再由保护屏操作插件传递到开关机构箱，驱动跳、合闸线圈。2就地操作：通过机构箱上的操作按钮进行就地操作。3遥控操作：调度端发遥控命令，通过通信设备、远动设备将操作信号传递至变电站远动屏，远动屏将空接点信号传递到保护屏，实现断路器的操作。重实际、干实事、结实果6页做好最基础的工作、练好最基本的功夫4开关本身保护设备、重合闸设备动作，发跳、合闸命令至操作插件，引起开关进行跳、合闸操作。5母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作，引起断路器跳闸。可以看出，前三项为人为操作，后两项为自动操作，因此断路器的操作据此可分为人为操作和自动操作。重实际、干实事、结实果7页做好最基础的工作、练好最基本的功夫根据操作时相对断路器距离的远近，可分为就地操作、远方操作、遥控操作。就地通过开关机构箱本身操作按钮进行的操作为就地操作，有些开关的保护设备装在开关柜上，相应的操作回路也在就地，这样通过保护设备上操作回路进行的操作也是就地操作，保护设备在主控室，在主控室进行的操作为远方操作，通过调度端进行的操作为遥控操作。重实际、干实事、结实果8页（二）综自站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程保护屏操作插件断路器跳合闸线圈母差、低周减载、备自投、主变保护等就地操作通信屏后台机测控屏远动通信屏屏通信设备远动通信屏屏通信设备通道重实际、干实事、结实果9页操作方式与常规变电站相比，仅在远方操作和遥控操作时不同。在主控室内进行远方操作，一般是通过后台机进行，操作命令传达到测控装置，启动测控装置跳、合闸继电器，跳、合闸信号传递到保护装置操作插件，启动操作插件手跳、手合继电器，手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路，启动断路器跳、合闸。当后台机死机或其它原因不能操作时，可以在测控屏进行操作。重实际、干实事、结实果10页做好最基础的工作、练好最基本的功夫遥控操作由调度端（或集控站端）发送操作命令，经通讯设备至站内远动通讯屏，远动通讯屏将命令转发至站内保护通讯屏，然后保护通讯屏将命令传输至测控屏，逐级向下传输。需要指出，有些老站遥控命令是通过后台机进行传输的，如虚线图所示，但由于后台机死机时，将不能进行遥控操作，现在新上站，遥控通道不再经后台机，提高了遥控操作可靠性。重实际、干实事、结实果11页做好最基础的工作、练好最基本的功夫二、常规断路器控制回路原理下图为最简单的断路器控制回路原理图手动-+TQHCDLDLKKKKBCJ1ZJ7685自动手动自动合闸回路跳闸回路+-HCHCHQ合闸线圈回路重实际、干实事、结实果12页做好最基础的工作、练好最基本的功夫KK—控制开关HC—合闸线圈或合闸接触器线圈（电磁机构）TQ—跳闸线圈DL—断路器辅助接点1ZJ—保护及自动装置接点BCJ—保护出口继电器接点HQ—电磁机构中的断路器合闸线圈手动-+TQHCDLDLKKKKBCJ1ZJ7685自动手动自动合闸回路跳闸回路+-HCHCHQ合闸线圈回路重实际、干实事、结实果13页做好最基础的工作、练好最基本的功夫（一）合闸回路断路器合闸回路由以下几部分组成合闸启动回路→断路器辅助接点（常闭）→合闸线圈手动合闸或自动合闸时，合闸启动回路瞬时接通，合闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关合上后，串于合闸回路的断路器常闭接点打开，断开合闸回路。重实际、干实事、结实果14页做好最基础的工作、练好最基本的功夫（二）跳闸回路断路器跳闸回路由以下几部分组成跳闸启动回路→断路器辅助接点（常开）→跳闸线圈手动跳闸或自动跳闸时，跳闸启动回路瞬时接通，跳闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关跳开后，串于跳闸回路的断路器常开接点打开，断开跳闸回路。重实际、干实事、结实果15页做好最基础的工作、练好最基本的功夫（三）断路器辅助接点的作用在操作回路中串入断路器辅助接点的作用：（1）跳闸线圈与合闸线圈厂家是按短时通电设计的，在跳、合闸操作完成后，通过DL触点自动地将操作回路切断，以保证跳、合闸线圈的安全；（2）跳、合闸启动回路的触点（操作把手触点、继电器触点）由于受自身断开容量限制，不能很好地切断操作回路的电流，如果由它们断开操作电流，将会在操作过程中拉弧，致使触点烧毁。断路器辅助接点断开容量大，由断路器辅助接点断开操作电流，可以很好地灭弧，保护控制开关及继电器接点不被烧毁。重实际、干实事、结实果16页做好最基础的工作、练好最基本的功夫（四）断路器防跳回路以上只是最简单的断路器控制回路示意图，在生产过程中，有时由于控制开关原因或自动装置触点原因，在断路器合闸后，上述启动回路触点未断开，合闸命令一直存在，此时，如果继电保护动作，开关跳闸，但由于合闸脉冲一直存在，则会在开关跳闸后重新合闸，如果线路故障为永久性故障，保护将再次将开关跳开，持续存在的合闸脉冲将会使开关再次合闸，如此将会发生多次的“跳—合”现象，此种现象被称为“跳跃”。断路器的多次跳跃，会使断路器毁坏，造成事故扩大。因此，必须对操作回路进行改进，防止“跳跃”发生。防跳继电器就是专门用于防止断路器跳跃的。（有些开关机构本省设计有防跳功能）在操作回路中增加防跳回路后示意图如图所示。重实际、干实事、结实果17页做好最基础的工作、练好最基本的功夫带防跳回路的断路器控制回路IVTBJTBJTBJ-+TQHCDLDLKKKKBCJ1ZJ7685重实际、干实事、结实果18页与上图相比，增加了中间继电器TBJ，称为跳跃闭锁继电器。它有两个线圈，一个是电流启动线圈，串联于跳闸回路中，这个线圈的额定电流应根据跳闸线圈的动作电流选取，并要求其灵敏度高于跳闸线圈的灵敏度，以保证在跳闸操作时它能可靠地起动；另一个线圈为电压自保持线圈，经过自身的常开触点并联于合闸线圈回路中。在合闸回路中还串联接入了一个TBJ的常闭触点。重实际、干实事、结实果19页工作原理如下：当利用控制开关合闸或自动装置合闸以后，若合闸接点未断开，当线路发生故障时，保护出口，BCJ（保护出口继电器）闭合，将跳闸回路接通，使断路器跳闸，同时跳闸电流也流过防跳继电器TBJ的电流启动线圈，使TBJ启动，其常闭触点断开合闸回路，常开触点接通TBJ电压线圈，此时如果合闸脉冲未解除，（控制开关未复归或自动装置触点1ZJ卡住等）则TBJ的电压线圈通过KK的5—8触点或1ZJ的触点实现自保持，长期断开合闸回路，使断路器不能再次合闸。只有合闸脉冲解除，TBJ的电压自保持线圈断电后，才能恢复至正常状态。防跳继电器在保护屏操作插件内。重实际、干实事、结实果20页（五）断路器位置监视回路DLDL电阻电阻HD红灯LD绿灯+-以下是常规控制回路的红绿灯监视回路原理图重实际、干实事、结实果21页断路器灯光监视回路，一般用红灯表示断路器的合闸状态，用绿灯表示断路器的跳闸状态，指示灯是利用与断路器传动轴一起联动的辅助触点DL来进行切换的。当断路器在断开位置时，DL常闭触点接通，绿灯亮，当断路器在合闸位置时，DL的常开触点接通，红灯亮。红、绿灯一方面监视断路器的位置，一方面监视控制回路的完好性，断路器处于分位时，绿灯亮，表示外部合闸回路完好，断路器处于合位时，红灯亮，表示外部跳闸回路完好。重实际、干实事、结实果22页以下是完整的直接用跳、合闸回路启动红绿灯的控制回路图。(+)SMTBJ1RXJ信号HDLDTBJ15141291110IVTBJTBJTBJ-+TQHCDLDLKKBCJ1ZJ7685重实际、干实事、结实果23页•断路器位置继电器监视回路，断路器位置可以用红、绿灯监视，也可以用位置继电器监视，在合闸回路中用跳闸位置继电器TWJ代替了绿色信号灯LD，在跳闸回路中用合闸位置继电器HWJ代替了红色信号灯HD。正常情况下只有一个继电器通电，当断路器在合闸位置时，合闸位置继电器HWJ通电，当断路器在跳闸位置时，跳闸位置继电器TWJ通电。当控制回路断线时，TWJ和HWJ同时断电，利用两个相串联的常闭触点TWJ和HWJ报“控制回路断线”信号。重实际、干实事、结实果24页（六）开关机构压力监视回路所谓开关机构箱的压力监视回路，是指开关机构箱的压力异常时，应能发出信号到断路器控制回路，进行报信号，或闭锁控制回路的相应操作功能。重实际、干实事、结实果25页重实际、干实事、结实果26页图所示为断路器机构箱SF6气体密度继电器及其辅助继电器构成的低气压报警和气压异常闭锁回路图。气体密度继电器的报警接点MJ1和MJ2仅用来发“低气压报警”信号，此时，断路器依然能够正常的分合闸操作，它只是提醒运行人员断路器SF6气压已经低于正常限值，需要及时补气。当断路器SF6气体泄露到另一个限值(无论在任何情况下操作时，SF6气体压力不得低于0.3Mpa，否则会引起断路器机械损伤)，气体密度继电器的闭锁接点MJ3和MJ4动作，则不但要报“气压异常闭锁信号”，同时启动辅助继电器DBJ，触点DBJ21和DBJ22以及DBJ31和DBJ32同时动作，闭锁了断路器的分合闸操作回路，以确保断路器的安全可靠运行。重实际、干实事、结实果27页•三、控制回路应实现的功能通过以上分析，控制回路应具备以下功能：(一)应能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸。并且当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流。（由断路器辅助接点自动切断跳、合闸脉冲电流）（二）应具备防止断路器跳跃功能。此功能由防跳继电器实现。（三）应能指示断路器的合闸与断路器的跳闸位置状态。跳闸位置继电器，合闸位置继电器。红绿灯。重实际、干实事、结实果28页（四）自动跳闸或合闸应有明显的信号。保护屏操作箱上跳、合闸回路中串有信号继电器。用于指示保护动作、重合闸动作。（五）应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性。跳闸位置继电器，合闸位置继电器。红绿灯。（六）开关压力异常时应能报信号，或者闭锁操作回路。保护屏操作箱中有开关压力监视继电器，实现闭锁操作功能。重实际、干实事、结实果29页四、运行人员在操作开关时应注意事项通过以上分析，我们明白了二次回路的原理和基本的接线方式，作为运行人员，在操作过程首先要避免人为因素引起的线圈烧毁。在我们的变电站，10KV开关信号不是很完善，对于弹簧机构，开关未储能信号可能在主控制室看不到；另外，有些开关在未储能情况下，没有闭锁操作回路，我们在主控室看到红绿灯正常，没有异常信号，并不能说明没有问题。重实际、干实事、结实果30页正确的做法是，即便是信号完善，回路完善，也要在操作前到开关本体进行检查，检查开关储能指示是否正常，检查储能电源是否正常。对于电磁机构，就是要检查大合闸保险是否正常投入。在排除人为操作因素的情况下，如果在操作过程中遇到了开关拒合的情况，运行人员应该果断处理，及时断开操作保险，使合闸保持回路解除，终止设备损坏的继续发生。通知相关专业人员进行及时处理。因为合闸线圈只允许短时通电，如果在操作故障发生时，没有采取果断措施断开保险，而是停下来汇报调度，汇报部门领导，恐怕设备早已烧毁。这样将会严重延误送电时间。重实际、干实事、结实果31页五、结束语控制回路是二次回路中特别重要的回路，也是最复杂的二次回路，在日常工作中我们碰到最多的问题出在控制回路中