断路器的控制与信号电路.ppt

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1、第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 3-1 概述概述 一、断路器的控制类型一、断路器的控制类型 按控制方式按控制方式:可分为可分为一对一一对一控制和控制和一对一对N的选线控制。的选线控制。按操作电源不同按操作电源不同:可分为可分为强电控制强电控制和和弱电控制弱电控制。强电控。强电控制电压一般为制电压一般为110V或或220V，弱电控制电压为，弱电控制电压为48V及以下。及以下。对于强电控制，按其控制地点，又可分为对于强电控制，按其控制地点，又可分为远方控制远方控制和和就地就地控制控

2、制。二、断路器的操作机构二、断路器的操作机构 (1)电磁操作机构电磁操作机构 操作机构：断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来操作机构：断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来使断路器合闸使断路器合闸或或维持闭合状态维持闭合状态，或，或使断路器跳闸使断路器跳闸。分类：分类：电磁操作机构电磁操作机构(CD)、弹簧操作机构弹簧操作机构(CT)、液压操液压操作机构作机构(CY)、电动机操作机构电动机操作机构(CJ)等。等。利用电磁铁将电能转变为机械能来实现断路器分、合闸利用电磁铁将电能转变为机械能来实现断路器分、合闸的动力机构，称为电磁操动机构。的动力机构，称为电磁操动机构。结构简单，加工方便，运行可

3、靠，应用广泛。结构简单，加工方便，运行可靠，应用广泛。合闸电流很大，可达几十安至数百安，合闸回路不能直合闸电流很大，可达几十安至数百安，合闸回路不能直接利用控制开关触点接通，必须采用接利用控制开关触点接通，必须采用中间接触器中间接触器。国产电磁操作机构国产电磁操作机构CD1CD5、CD6-G、CD8、CD10、CD11、CD15、CD17型等型号。型等型号。CD10型直流电磁操动机构型直流电磁操动机构 供操动供操动SN10-10系列少油断路器和小型真空断路器用。系列少油断路器和小型真空断路器用。操作机构的电压一般为操作机构的电压一般为110V或或220V，由两个线圈组成，由两个线圈组成，两线圈

4、串联适于两线圈串联适于220V；并联则适于；并联则适于110V。机构型号机构型号CD10-ICD10-IICD10-III配断路器型配断路器型SN10-10ISN10-10IISN10-35SN10-10I SN10-10IIISN10-10III630-161000 1000-31.51000-161200-43.53000-40 2000-40合合闸闸线线圈圈220V计算电流计算电流(A)99120147110V计算电流计算电流(A)196240294分分闸闸线线圈圈24V计算电流计算电流(A)3748V计算电流计算电流(A)18.5110V计算电流计算电流(A)5220V计算电流计算电流

5、(A)2.5 CD17型直流电磁操动机构型直流电磁操动机构 CD17型操作机构专供操作型操作机构专供操作ZN28-10系列手车式户内高压系列手车式户内高压真空断路器及操作频作频繁的真空断路器之用。真空断路器及操作频作频繁的真空断路器之用。(2)弹簧操作机构弹簧操作机构 是靠预先储存在弹簧内的位能来进行合闸的机构。弹簧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储能时耗用功率小(用电动机储能用电动机储能)，合闸电流小，合闸回，合闸电流小，合闸回路可直接用控制开关触点接通。路可直接用控制开关触点接通。CT7、CT8型供型供SN10系列的少油断路器使用；系列的少油断路器使用；CT

6、6型供型供SW4系列的少油断路器使用；系列的少油断路器使用；CT19型供操动各类手车式开关柜中型供操动各类手车式开关柜中ZN28 系列高压真空系列高压真空断路器以及合闸功与之相当的其他类型的真空断路器。断路器以及合闸功与之相当的其他类型的真空断路器。(3)液压操作机构液压操作机构 依靠压缩气体依靠压缩气体(氮气氮气)作为能源，以液压油作为传递媒介作为能源，以液压油作为传递媒介来进行合闸的机构。来进行合闸的机构。高压油预先储存在贮油箱内，用高压油预先储存在贮油箱内，用(1.5kW)的电动机带动的电动机带动油泵运转，将油压入贮压筒内，使预压缩的氮气进一步压油泵运转，将油压入贮压筒内，使预压缩的氮气

7、进一步压缩，从而不仅合闸电流小，合闸回路可直接用控制开关触缩，从而不仅合闸电流小，合闸回路可直接用控制开关触点接通。压力高，传动快，动作准确，出力均匀。点接通。压力高，传动快，动作准确，出力均匀。110kV及以上广泛应用。及以上广泛应用。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 3-2 三相操作断路器的控制和信号电路三相操作断路器的控制和信号电路 一、断路器控制回路的基本要求一、断路器控制回路的基本要求 (1)操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的。操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的。(2)合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于合

8、、跳闸线圈，合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于合、跳闸线圈，电磁机构合闸线圈电流大，须经合闸接触器接通。电磁机构合闸线圈电流大，须经合闸接触器接通。(3)无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、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。跳闸的电气防跳措施。(4)既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸,又可由继电保又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸护和自动装置自动跳闸与合闸.(5)能监视控制电源及合、跳闸回路的完好性；对二次回能监视控制电源及合、跳闸回路的完好性；对二次回路短路或过负载进行保护。路短路或过负载进行保护。(6)有反映

9、断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同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。的显示信号。(7)采用液压和弹簧操作机构的断路器，应有压力是否正采用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。常、弹簧是否拉紧到位的监视回路和闭锁回路。(8)分相操作断路器，应有监视三相位置是否一致措施。分相操作断路器，应有监视三相位置是否一致措施。(9)接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。二、控制开关二、控制开关 (一一)LW2型控制开关型控制开关 正面为一个操作手柄和面板，正面为一个操作手柄和面板，安装在控制屏前

10、安装在控制屏前。与手柄固定连接。与手柄固定连接的转轴上有数节触点盒，的转轴上有数节触点盒，安装在控制屏后安装在控制屏后。每个触点盒内有每个触点盒内有4个定触点个定触点和和1个动触点个动触点。定触点分布在盒的四角，。定触点分布在盒的四角，盒外有供接线用的四个引出线端子。盒外有供接线用的四个引出线端子。动触点根据动触点根据凸轮和簧片形状凸轮和簧片形状以及在转轴上安装的以及在转轴上安装的初始位置初始位置可组成可组成14种型式的触点盒，其代号为种型式的触点盒，其代号为1、1a、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50等。等。LW2系列控制开关触点的切断容量系列控制开关触点的切断容量（

11、A）电流性质电流性质负荷性质负荷性质交流交流直流直流220V127V220V110V电阻性电阻性4045410电感性电感性152327LW2系列控制开关型式系列控制开关型式型号型号特点特点用途用途备注备注LW2-Z 带自动复位及定位带自动复位及定位断路器及接触器控制回路断路器及接触器控制回路灯光监视回路灯光监视回路LW2-YZ 带自动复位及定位带自动复位及定位,有指示灯有指示灯 断路器及接触器控制回路断路器及接触器控制回路音响监视回路音响监视回路LW2-W 带自动复位带自动复位断路器及接触器控制回路断路器及接触器控制回路LW2-Y 带定位及信号灯带定位及信号灯直流系统中监视熔断器直流系统中监视

12、熔断器LW2-H 带定位及可取出手柄带定位及可取出手柄同步回路中相互闭锁同步回路中相互闭锁LW2带定位带定位一般切换电路一般切换电路手柄及触点盒手柄及触点盒接线型式接线型式手柄及型式手柄及型式F81a46a402020触点号触点号位置位置1-32-45-86-79-109-1211-1014-1314-1516-1319-1717-1818-2021-2321-2222-24跳闸后跳闸后合闸合闸预备合闸预备合闸合闸后合闸后预备跳闸预备跳闸跳闸跳闸发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 断路器的控制信号电路中，触点通断断路器的控制信号电

13、路中，触点通断情况情况采用图形符号表示采用图形符号表示。六条垂直虚线表示控制开关手柄的六六条垂直虚线表示控制开关手柄的六个不同的操作位置。个不同的操作位置。PC：预备合闸：预备合闸 C：合闸：合闸 CD：合闸后：合闸后 PT：预备跳闸：预备跳闸 T：跳闸：跳闸 TD：跳闸后：跳闸后 水平线即端子引线。水平线即端子引线。水平线下方位于垂直虚线上的粗点，水平线下方位于垂直虚线上的粗点，表示该对触点在此位置是闭合的。表示该对触点在此位置是闭合的。PCCCDPTTTD发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 三、三相操作断路器的控制信号电路三、

14、三相操作断路器的控制信号电路 (一一)控制信号电路的构成控制信号电路的构成 1、基本跳、合闸电路、基本跳、合闸电路 手动合闸：手动合闸：将将SA置于置于“合闸合闸”位置位置其触点其触点5-8接通接通;经断路器辅助常闭触点经断路器辅助常闭触点QF1接通合闸接触器的线接通合闸接触器的线圈圈KM;KM动作动作,其常开触点闭其常开触点闭合合,接通合闸线圈接通合闸线圈YC，断，断路器即合闸。路器即合闸。合闸完成后合闸完成后,断路器辅助断路器辅助常闭触点常闭触点QF1断开断开,切断切断合闸回路。合闸回路。手动跳闸：手动跳闸：触点触点6-7闭合；闭合；经断路器辅助常开触点经断路器辅助常开触点QF2接通跳闸线

15、圈接通跳闸线圈YT,断断路器即跳闸。路器即跳闸。跳闸后跳闸后,常开触点常开触点QF2断断开开,切除跳闸回路。切除跳闸回路。KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2KMKMYCFU4-+FU3SA 自动合闸自动合闸:是通过自动装置中间继是通过自动装置中间继电器节点电器节点K1闭合，代替了闭合，代替了控制开关控制开关SA5-8触点闭合触点闭合实现的；实现的；自动跳闸：自动跳闸：是通过继电保护出口继是通过继电保护出口继电器节点电器节点K2闭合代替闭合代替SA6-7触点闭合实现的。触点闭合实现的。辅助触点辅助触点QF作用作用自动解除合、跳闸命令自动解除合、跳闸命令脉冲脉冲,防止合、跳闸线圈长防止合

16、、跳闸线圈长期励磁而烧毁；期励磁而烧毁；切断电路中的电弧。切断电路中的电弧。由于接触器和跳闸线圈都由于接触器和跳闸线圈都是感性负载是感性负载,由由SA的触点的触点切断合、跳闸操作电源，切断合、跳闸操作电源，容易产生电弧，烧毁其触容易产生电弧，烧毁其触点。点。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 2、位置信号电路、位置信号电路 位置信号一般用位置信号一般用信号灯信号灯表示，分表示，分单灯制单灯制和和双灯制双灯制。单灯。单灯制用于音响监视的断路器控制信号电路；双灯制用于灯光制用于音响监视的断路器控制信号电路；双灯制用于灯光监视的断路器控

17、制信号电路。监视的断路器控制信号电路。R1R2FU2-+FU1M100(+)QF1QF2 双灯制双灯制 红灯红灯HL2发平光，表示断路发平光，表示断路器处于合闸位置，器处于合闸位置，SA置于置于“合闸合闸”或或“合闸后合闸后”位置。由位置。由SA的触点的触点16-13和断路器辅助和断路器辅助常开触点常开触点QF2接通电源发平光接通电源发平光的。的。绿灯绿灯HLl发平光，则表示断路发平光，则表示断路器处于跳闸状态，控制开关置器处于跳闸状态，控制开关置于于“跳闸跳闸”或或“跳闸后跳闸后”位置。位置。它是由控制开关它是由控制开关SA的触点的触点11-10和断路器辅助常闭触点和断路器辅助常闭触点QF1

18、接通接通电源而发平光的。电源而发平光的。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 单灯制单灯制 断路器处于跳闸状态断路器处于跳闸状态:SA置于置于“跳闸后跳闸后”位置位置,跳闸跳闸位置继电器位置继电器KCT线圈带电线圈带电,其常其常开触点闭合，则信号灯经开触点闭合，则信号灯经SA触触点点1-3、15-14及跳闸位置继电器及跳闸位置继电器触点触点KCT接通电源发出平光。接通电源发出平光。RKCTFU2-+FU1M100(+)KCCWHSASA 断路器处于合闸状态断路器处于合闸状态:SA置于置于“合闸后合闸后”位置位置,合闸合闸位置继电器位

19、置继电器KCC线圈带电线圈带电,其常其常开触点闭合开触点闭合,则信号灯经控制开则信号灯经控制开关关SA的触点的触点2-4、20-17及合闸位及合闸位置继电器触点置继电器触点KCC接通电源而接通电源而发平光。发平光。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 3、自动合、跳闸的灯光显示、自动合、跳闸的灯光显示R1R2FU2-+FU1M100(+)QF1QF2 自动装置动作自动装置动作合闸合闸 继电保护动作继电保护动作跳闸跳闸 为引起运行人员注意为引起运行人员注意,采用指采用指示灯闪光办法。电路采用示灯闪光办法。电路采用“不不对应对应”原理设

20、计。原理设计。所谓不对应是指所谓不对应是指SA的位置与的位置与断路器位置不一致。断路器位置不一致。如断路器原来是合闸位置，如断路器原来是合闸位置，SA置于置于“合闸后合闸后”位置，当发位置，当发生事故，断路器自动跳闸时，生事故，断路器自动跳闸时，控制开关仍在控制开关仍在“合闸后合闸后”位置，位置，两者是不对应的。两者是不对应的。断路器合闸后断路器合闸后,QF2接通、接通、QF1断开、断开、SA16-13接通，红灯发平接通，红灯发平光。光。运行中有故障运行中有故障,保护动作使断保护动作使断路器跳闸路器跳闸,QF1接通、接通、QF2断开断开,则绿灯则绿灯HL1经经QF1和和SA9-10触触点接至闪

21、光小母线点接至闪光小母线M100(+)上上,绿灯闪光，提醒运行人员断路绿灯闪光，提醒运行人员断路器已跳闸。器已跳闸。当运行人员将控制开关当运行人员将控制开关SA置置于于“跳闸后跳闸后”的对应位置时，的对应位置时，绿灯发平光。绿灯发平光。同理，自动合闸时，红灯同理，自动合闸时，红灯HL2闪光。闪光。当当SA在在“预备合闸预备合闸”或或“预预备跳闸备跳闸”位置时，红灯或绿灯位置时，红灯或绿灯也要闪光，这种闪光可让运行也要闪光，这种闪光可让运行人员进一步核对操作是否无误。人员进一步核对操作是否无误。操作完毕，闪光即可停止，操作完毕，闪光即可停止，表明操作过程结束。表明操作过程结束。发电厂及变电站的二

22、次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 4、事故跳闸音响信号电路、事故跳闸音响信号电路 (1)利用断路器辅助触点利用断路器辅助触点 正常运行时：正常运行时：SA的的1-3、19-17接通、接通、QF断开。断开。事故跳闸时：事故跳闸时：QF闭合，发闭合，发出信号。出信号。-FU2RQFM708700M708-700FU2R (2)利用跳闸位置继电器利用跳闸位置继电器 正常运行时正常运行时，SA的的5-7、23-21接通、接通、KCT断开。断开。事故跳闸时：事故跳闸时：KCT闭合闭合，发出信号。发出信号。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三

23、章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 5、断路器的、断路器的“防跳防跳”闭锁电路闭锁电路 当断路器合闸后当断路器合闸后,在控制开关在控制开关SA触点触点5-8或自动装置触点或自动装置触点K1被卡死的情况下，如遇到永久性故障，继电保护动作使被卡死的情况下，如遇到永久性故障，继电保护动作使断路器跳闸，则会出现多次跳断路器跳闸，则会出现多次跳合闸现象，称为合闸现象，称为“跳跃跳跃”。如果断路器发生多次跳跃，会使其毁坏如果断路器发生多次跳跃，会使其毁坏,造成事故扩大。造成事故扩大。所谓所谓“防跳防跳”就是采取措施，防止这种跳跃的发生。就是采取措施，防止这种跳跃的发生。“防跳防跳”措施有措施有

24、机械防跳机械防跳和和电气防跳电气防跳两种。两种。KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2 无无“防跳防跳”装置时：装置时：当利用控制开关当利用控制开关SA的触点的触点5-8或自动装置触点或自动装置触点K1进行合闸进行合闸时，合闸后时，合闸后QF1断、断、QF2通。通。如合闸在短路故障上，继电如合闸在短路故障上，继电保护动作，其触点保护动作，其触点K2闭合，断闭合，断路器跳闸。跳闸后路器跳闸。跳闸后QF1通、通、QF2断。断。如此时如此时SA的触点的触点5-8仍接通仍接通或自动装置触点或自动装置触点K1被卡住，则被卡住，则会出现再次合闸，继而跳闸。会出现再次合闸，继而跳闸。发电厂及变电站的二

25、次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2KCF2KCF1KCF-IKCF-V 有防跳装置时：有防跳装置时：利用防跳继电器实现利用防跳继电器实现 当利用当利用SA的触点的触点5-8或自动或自动装置触点装置触点K1进行合闸时，合闸进行合闸时，合闸后后QF1断、断、QF2通。通。如合闸在短路故障上，保护如合闸在短路故障上，保护动作，触点动作，触点K2闭合，使断路器闭合，使断路器跳闸。跳闸电流流过防跳继电跳闸。跳闸电流流过防跳继电器器KCF-I的电流线圈，使其启的电流线圈，使其启动，并保持到跳闸过程结束。动，并保持到跳

26、闸过程结束。KCF-I线圈励磁，其触点线圈励磁，其触点KCF1断开，切断合闸回路；断开，切断合闸回路；KCF2闭合，如此时合闸脉闭合，如此时合闸脉冲未解除，即冲未解除，即SA触点触点5-8仍接仍接通或触点通或触点K1被卡住，被卡住，KCF-V的的电压线圈得电自保持。电压线圈得电自保持。跳闸结束后跳闸结束后YT、KCF-I失电失电后，依靠后，依靠KCF-V仍能维持仍能维持KCF-1断开，切断合闸回路，断开，切断合闸回路，使断路器不能再合闸。使断路器不能再合闸。只有在合闸脉冲解除，防跳只有在合闸脉冲解除，防跳继电器电压线圈继电器电压线圈KCF-V失电后，失电后，整个电路才恢复正常。整个电路才恢复正

27、常。利用跳闸线圈辅助触点利用跳闸线圈辅助触点发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 (二二)灯光监视的断路器控制信号电路灯光监视的断路器控制信号电路 1、电磁操作机构的断路器控制信号电路、电磁操作机构的断路器控制信号电路R1R2HL1GNHL2RDKCF-IKMYTFU2-+FU1M100(+)KCF3R4QF1QF2K2K1+_KMKMFU3FU4KCF2KCF1KCF-VYC-FU2RQF3M708700发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 (二二)灯光监视的断路器控制

28、信号电路灯光监视的断路器控制信号电路 2、弹簧操作机构的断路器控制信号电路、弹簧操作机构的断路器控制信号电路R1R2HL1GNHL2RDKCF-IYCYTFU2-+FU1M100(+)KCFR4QFQFK2K1+_Q1Q1FU3FU4KCFKCFKCFM-FU2RQFM708700至至预预告告信信号号Q1Q1发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 (二二)灯光监视的断路器控制信号电路灯光监视的断路器控制信号电路 3、液压操作机构的断路器控制信号电路、液压操作机构的断路器控制信号电路R1R2HL1GNHL2RDKCFYCYTFU2-+F

29、U1M100(+)KCFR3QFQFK2K1KCFKCFKCFS4KC1S5KC1FU4-700+700FU3S6 S7KC2KMS3KC2油油压压异异常常信信号号电电动动机机启启动动信信号号油油压压降降低低信信号号FU6-+FU5S2 S1KMKMKMMKM发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 (三三)音响监视的断路器控制信号电路音响监视的断路器控制信号电路发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号 3-3 液压分相操作断路器的控制和信号电路液压分相操作断路器的控制和信号电路 为实现单相重合闸或综合重合闸，目前为实现单相重合闸或综合重合闸，目前220kV及以上的及以上的断路器多采用分相操作机构。断路器多采用分相操作机构。发电厂及变电站的二次回路发电厂及变电站的二次回路第三章第三章 断路器的控制与信号断路器的控制与信号