变电站二次——断路器控制回路资料优秀PPT.ppt

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1、第四篇 电气二次回路 第十五章 断路器限制回路一、概述（1）断路器是用来连接电网，限制电网设备与线路的通断，送出或断开负荷电流，切除故障的重要设备，其限制回路是二次回路的重要组成部分。由于断路器的种类和型号是多种多样，故限制回路的接线方式也很多，但其基本原理与要求是相像的。一、概述（2）断路器的限制回路按其操作方式可分为按对象操作和选线操作；按限制地点可分为集中限制和就地限制；按跳合闸回路监视方式可分为灯光监视和音响监视；按操作电源种类可分为直流操作与沟通操作等等。二、断路器限制回路的基本要求（1）断路器限制回路的基本要求断路器限制回路的基本要求断断路路器器的的限限制制是是通通过过电电气气回回

2、路路来来实实现现的的，为为此此，必必需需有有相相应应的的二二次次设设备备，在在限限制制室室的的限限制制屏屏上上应应有有能能发发出出跳跳合合闸闸吩吩咐咐的的限限制制开开关关（或或按按钮钮），在在断断路路器器上上应应有有执执行行吩吩咐咐的的操操作作机机构构，并并用用电电缆缆将将它它们们连连接接起起来来。断断路路器器的的限限制回路应满足下列要求：制回路应满足下列要求：1 1）能能进进行行手手动动跳跳、合合闸闸和和由由继继电电爱爱护护与与自自动动装装置置（必必要要时时）实实现现自自动动跳跳、合合闸闸，并并在在跳跳、合合闸闸动动作作完完成成后后，自自动动切切断断跳跳合合闸闸脉脉冲冲电电流流（因因为为跳跳

3、、合合闸闸线线圈圈是是按按短短时时间间带电设计的）；带电设计的）；2 2）能能指指示示断断路路器器的的分分、合合闸闸位位置置状状态态，自自动动跳跳、合合闸闸时时应有明显信号；应有明显信号；二、断路器限制回路的基本要求（2）3）能监视电源及下次操作时分闸回路的完整性，对重要元件及有重合闸功能、备用电源自动投入的元件，还应监视下次操作时合闸回路的完整性；4）有防止断路器多次合闸的“跳动”闭锁装置；5）当具有单相操作机构的断路器按三相操作时，应有三相不一样的信号；二、断路器限制回路的基本要求（3）6）气动操作机构的断路器，除满足上述要求外，尚应有操作用压缩空气的气压闭锁；弹簧操作机构应有弹簧是否完成

4、储能的闭锁；液压操作机构应有操作液压闭锁；7）限制回路的的接线力求简洁牢靠，运用电缆最少。三、基本断路器限制回路（1）图151是一个基本的断路器操作回路，它是一个能满足断路器限制回路要求的最为简洁的回路，现在我们就通过对该回路动作过程来分析它是如何来满足断路器限制回路的要求的。图151断路器基本操作回路图三、基本断路器限制回路（2）图中KM、KM是正、负限制小母线，有直流系统供应的限制电源，它通过空气开关1ZK供本断路器的限制电源；（）SM是闪光小母线，供应闪光正电源；HQ为断路器的合闸线圈，TQ为断路器的分闸线圈；DL接点为断路器的协助接点，它的通、断对应于断路器位置；KK为断路器限制开关，

5、运行人员通过操作该开关来实现对断路器的限制；继电器TBJ的作用是防止断路器跳动；红灯HD、绿灯LD用来指示断路器的合闸与分闸位置。为了完成断路器所要求的功能，限制开关的各片接点接通位置与把手位置的对应关系较为困难，具体见表151。151，LW2-1a、4、6a、40、20、20/F8接点图表三、基本断路器限制回路（3）现在我们来简洁分析一下该回路的工作过程。假定该断路器的原始位置在分闸状态，断路器的操作系统正常，断路器的常闭接点接通，常开接点断开，从表151中查出限制开关KK的24、1415等接通，这时正电源通过KK的1011接点、绿灯LD、断路器常闭协助接点DL、合闸线圈HQ及压力闭锁回路到

6、负电源构成回路，绿灯LD亮，发平光，指示断路器在分闸位置。由于绿灯加电阻的阻值较大，运用白炽灯时通过合闸线圈HQ的电流只有数十至一百多mA，如运用LED该电流为二、三十mA，断路器不足以动作。三、基本断路器限制回路（4）当断路器须要合闸时，顺时针转动限制开关KK至预备合闸位置，这时KK的1011接点断开，910接点接通，绿灯LD由正电源改接到闪光小母线（）SM，绿灯闪亮，这样可以提示运行人员对自己的操作是否正确作进一步的推断。须要接着操作时，将KK顺时针转到合闸位置，这时KK的5-8接点接通，正电源通过58接点接至合闸线圈HQ，断路器合闸。合闸到位后，合闸回路的断路器协助常闭接点DL断开合闸电

7、流，一是防止58粘接造成合闸线圈烧坏，因为合闸线圈的热容量是按短时通电来设计的；二是防止由KK接点来断开合闸电流，由于KK接点的断弧容量不够，简洁使KK接点烧坏。须要指出的是，断路器确定要合到位之后，协助接点DL才能打开，否则会出现断路器合闸不足状况，可能会造成断路器跳动。所以协助接点的打开有确定的滞后时间。合闸结束后，断路器常开协助接点DL接通分闸回路，同时KK的1316接点接通，红灯HD亮，发平光，指示断路器在合闸位置。三、基本断路器限制回路（5）断路器分闸的过程与合闸相近，逆时针转动限制开关KK到预备分闸位置时，KK的1314接点接通，红灯闪光，提示运行人员留意，转至分闸位置时，KK的6

8、7接点接通，正电源接到跳闸线圈使断路器跳闸。分闸后断路器的常开协助接点断开跳闸电流，常闭接点接通合闸回路为下一次合闸作好准备，同时绿灯亮，指示断路器在分闸位置。由于分闸回路中接有防跳继电器TBJ的电流线圈，当分闸电流通过该线圈时，该继电器动作，其常开接点对动作自保持，直到断路器分闸后协助接点断开分闸电流。这时无论KK的接点何时断开，都不会影响断路器的分闸。三、基本断路器限制回路（6）断路器在分闸位置时，假如自动装置有合闸信号来（如备用电源自投），断路器将合闸，这时由于KK还在分闸后位置，接点14-15接通，所以会出现红灯闪光信号，提示运行人员该断路器已由分闸位置变为合闸，这时须要人为地将KK由

9、分闸后位置切至合闸后位置，KK地14-15接点断开，1316接点接通，红灯发平光。同样断路器在合闸位置时，假如爱护及自动装置有跳闸信号来，断路器将跳闸，KK的910接点接通，绿灯闪光，在事故音响回路中KK的13、1719接点也在接通位置，跳闸后常闭协助接点DL接通，使中心信号发出事故音响信号。只有将KK复位至分后位置后，KK的1011接点接通，绿灯发平光；KK的13、1719接点断开，事故音响的起动回路解除。三、基本断路器限制回路（7）该接线中TBJ是防跳继电器，当正常分、合闸时，对操作影响不大。但一旦发生合闸于故障线路，限制开关KK的5-8来不及分开或粘连，或自动装置的合闸接点粘连时，假如没

10、有防跳继电器时，断路器会发生反复的跳闸、合闸，短时间内多次切断故障电流，这是不允许的。这种断路器的跳动现象轻则对系统造成多次冲击，严峻时可能使断路器爆炸。三、基本断路器限制回路（8）接入防跳继电器后，当断路器手动分闸或爱护装置跳闸时，都有跳闸电流流过TBJ的电流线圈，这时合闸回路TBJ的常闭接点分开，合闸回路不同，假如合闸信号没有复归，将通过TBJ的常开接点使TBJ的电压线圈得电，使其自保持，直到合闸信号返回。这样TBJ就起到了防止断路器反复分、合闸的作用。三、基本断路器限制回路（9）接于分闸回路的TBJ电流线圈，要求其在分闸时造成的压降要小，规程规定不能大于限制电源额定电压的5，TBJ继电器

11、的动作电流则不能大于分闸电流的50，保证TBJ在分闸过程中牢靠动作。在有些断路器中已经考虑了防跳回路，它一般是有电压型继电器来完成防跳功能的，但操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时运用，假犹如时运用，断路器中的防跳继电器可能会造成因“寄生”回路而自保持，无法返回。至于是拆除操作箱中的防跳回路，还是拆除断路器器中的防跳回路要视操作箱与断路器中的具体接线。三、基本断路器限制回路（10）如图152是运用CZX-12R操作箱与阿尔斯通断路器时的防跳回路简图，K01是断路器中的防跳继电器，假如按两套防跳回路均运用的接线，在断路器合闸时，断路器防跳回路的协助接线-S01在合后接通，但合闸信号

12、一般还未返回，这时防跳继电器-K01就会动作。当合闸信号消逝后，由于跳闸位置继电器TWJ的存在，-K01可能不能返回，始终处于自保持状态。所以要在图中打叉处将回路拆开，这样断路器中的防跳就不起作用了。图152 断路器中的防跳回路图三、基本断路器限制回路（11）因为在爱护及自动化的跳闸回路中，大多接有电流型的信号继电器，为了在TBJ动作时不致使信号继电器不能动作，所以在TBJ爱护回路的接点中串有电阻R，该电阻一般只有1左右，在实际调试中应校核该电阻阻值是否合适。三、基本断路器限制回路（12）从以上动作过程中可以知道，图151的断路器基本操作回路能满足其次节中对断路器限制回路的要求。红、绿灯不但指

13、示了断路器的位置，而且对限制电源是否正常，分、合闸回路是否断线及断路器操作的压力均有监视作用，当断路器操作的液压或气体压力不正常时，压力继电器会断开断路器的分、合闸回路，同时发告警信号。四、监控系统对断路器的限制（1）运用监控系统断路器的限制回路的基本要求未变，但实现方法有所不同。图153为运用监控系统时的限制回路图，该限制回路在增加了远方限制功能的同时，仍旧保留了就地限制的功能。图中KK即是限制开关，也是远方与就地限制的切换开关。在现场无运行人员值班时，该开关放在远方操作位置，KK的1718接点、1920接点接通，通过远方合闸接点可以合闸，通过远方分闸接点可以分闸。当现场检修等状况下不允许远

14、方限制该断路器时，可以将限制开关KK置于就地操作位置，这时KK的1718接点、1920接点不通，即使有远方限制信号来也无法操作断路器，确保了现场工作的平安。图153运用监控系统时的限制回路图四、监控系统对断路器的限制（2）图中的SWJ是一只双位置继电器，它一个线圈得电后即使该动作电压消逝，继电器还是保持在原来状态，直到另外一个线圈得到动作电压才能使继电器转换到另外一种状态。在远方操作时，由于没有就地操作时限制开关KK的变位来推断是正常分、合闸，还是故障时爱护装置的分、合闸，用以正确驱动事故信号及供应应重合闸等自动装置正确的变位信息，全部要加装该双位置继电器。对该位置继电器的动作要求是，当正常的

15、远方或就地分、合闸时，应相应变位，当爱护跳闸及自动重合闸时该继电器不变位。从图153中可以看出，SWJ的两个线圈分别接在手动分闸与手动跳闸回路，由于有二极管V的隔离，在重合闸接点HZJ动作时，SWJ不会动作，同样在爱护装置的跳闸接点TZJ动作时，与SWJ间无连接，全部SWJ也不会动作。四、监控系统对断路器的限制（3）监控系统发出的分、合闸信号都是一个短时接通信号，一般的接通时间在0.20.8s间，为保证分、合闸的牢靠性，确保分、合闸继电器的接点不切断分、合闸电流，所以不仅有防跳继电器TBJ，还有合闸保持继电器HBJ。当有合闸信号来时,HBJ动作并自保持，直到合闸成功由断路器协助接点DL切断合闸

16、电流后HBJ才返回。五、分相操作断路器的限制回路（1）在220kV系统中，常常运用可以按相分、合闸的断路器。图154是分相操作机构的限制回路图。该图是一个工程应用实例，看似困难，但其基本原理仍旧是其次节中的有关要求。图154分相操作机构的限制回路图五、分相操作断路器的限制回路（2）与三相操作机构相比，分相操作机构每相都有一个分、合闸回路，图154还有双组跳圈，第一组为Y2LA、Y2LB、Y2LC，与合闸线圈共用一组电源，其次组为Y3LA、Y3LB、Y3LC，单独用另一组电源。除此以外，每各跳闸回路都有一套三相不一样爱护，如第一组电源中由一组常开及一组常闭协助接点S1LA、S1LB、S1LC，继

17、电器K16、K61及复归按钮S4组成，其次组电源中由一组常开及一组常闭协助接点S1LA、S1LB、S1LC及继电器K64、K63、复归按钮S4组成。另外该操作回路还有完善的压力闭锁、报警回路，当操作机构的压力及SF6压力出现异样时，能牢靠闭锁断路器的分合闸回路。六、分相操作断路器的限制回路（1）断路器限制回路的闭锁断路器限制回路的闭锁为保证断路器工作的平安及电网的平安，断路为保证断路器工作的平安及电网的平安，断路器限制回路往往实行多种闭锁措施，当条件不器限制回路往往实行多种闭锁措施，当条件不满足是禁止断路器的操作。断路器的闭锁回路满足是禁止断路器的操作。断路器的闭锁回路主要有：主要有：六、分相

18、操作断路器的限制回路（2）1）当断路器的操作系统异样时对分、合闸闭锁。液压机构的液压过高或过低，空气操作机构的空气压力过高或过低，弹簧操作机构的弹簧未储能，SF6断路器的SF6压力低等，这是其断路器中的爱护回路均将断开分、合闸回路，不允许断路器操作。如图15-4为液压操作机构的SF6断路器，这里用第一组限制回路对闭锁原理作一介绍。当油压低时，压力接点B2接通，继电器K3动作，其串在继电器K10回路的常闭接点打开，K10失压，串在分闸回路负电源侧的常闭接点打开，断路器无法分闸。同样压力接点B2接通时，继电器K2动作，其串在继电器K12LA、K12LB、K12LC回路的常闭接点打开，继电器K12L

19、A、K12LB、K12LC失压，串在合闸回路负电源侧的常闭接点打开，断路器无法合闸。六、分相操作断路器的限制回路（3）2）在存在不同电源须要并列的场合，断路器的限制回路要增加同期闭锁回路。变电所与发电厂往往设置一套或几套公用的同步系统，当某断路器须要同期合闸时，就将同期装置及相关回路切至该断路器的合闸回路。图155是断路器合闸的同期闭锁回路，其中1STK为同期转换开关，用以切换同期电压回路及断路器限制的同期回路，STK为同期闭锁开关，打开时断路器合闸要经同期继电器TJJ的接点闭锁，合上则不经TJJ接点闭锁，HA为集中的同期合闸按钮，ZJ为自动同期合闸接点。六、分相操作断路器的限制回路（4）当须

20、要对断路器进行同期合闸时，将1STK及相应断路器的TK合上，当满足同期条件时通过手动按HA按钮或自动同期合闸接点ZJ进行合闸操作。假如不须要进行同期合闸，则将1STK及相应断路器的TK合上后，将同期闭锁开关STK也合上，这时可以通过限制开关KK进行合闸操作。通过监控系统合闸时，假如须要进行同期检测，只要将监控系统采集到的并列双方的电压进行比较，假如满足同期的条件，则允许发出合闸吩咐，不满足同期条件，则对合闸吩咐进行闭锁。这一切都有监控系统通过软件来实现。图155 断路器同期合闸回路六、分相操作断路器的限制回路（5）3）为了满足防误须要，在断路器的操作回路应增加防误闭锁回路。完成防误闭锁功能的方

21、法很多，常用的有机械连锁、电气连锁、微机防误等，但其基本要求就是在不具备操作条件时将其回路断开，不予操作。机械连锁与电气连锁的方法多种多样，但一般是针对隔离开关、接地闸刀等。现在比较运用较多、比较完善的微机防误装置，该装置能依据规则库并所执行操作票来推断断路器是否允许合闸，如图156中，SM为一电脑钥匙的插孔，当防护条件满足是，插入的电脑钥匙就会将该回路接通，允许断路器合闸。图156 断路器合闸回路防误闭锁接线图七、提高操作回路牢靠性的措施（1）断路器是否能正常操作，干脆影响到电网的平安运行，且限制回路联系广泛，错综困难，简洁发生故障，全部提高限制回路牢靠性很有必要。七、提高操作回路牢靠性的措

22、施（2）可以从以下途径提高操作回路牢靠性：1）合理选择限制回路的熔断器或空气开关，其额定电流应按最大负荷电流选择，为满足选择性的要求，干线上的熔断器、熔件的额定电流应比支线上的大23级。2）限制回路的电源与爱护及信号回路电源应分别配置专用的熔断器或空气开关，不应混用，避开产生寄生回路。七、提高操作回路牢靠性的措施（3）3）对220kV及以上断路器，接受双跳圈断路器，两个跳圈的限制回路分开，用两组独立的熔断器或空气开关供电。4）每组限制电源回路的熔断器或空气开关设监视回路，当熔断器熔断或空气开关跳开时能自动报警，便于刚好发觉处理。七、提高操作回路牢靠性的措施（4）5）限制回路运用的继电器应防止其

23、断线，电压为220V的直流中间继电器线圈线径不宜小于0.09mm。如线径小于0.09mm时，其线圈须密封处理。当接受110kV中间继电器串联电阻方式时，串联电阻的一端应接于电源的负极。串联防跳继电器的电压保持线圈回路的保持触点也应接到负极，防止因电蚀使线圈断线。七、提高操作回路牢靠性的措施（5）6）限制回路尽量不串接二极管等晶体管元件，当功能要求必需接受晶体管元件时，应确保其参数能满足牢靠运用的要求，并有34倍的牢靠系数。7）不在限制触点上并联以电容、电阻构成的消弧回路，防止断路器击穿时引起误动作。当电容或反向二极管并在中间继电器线圈两端作为消弧回路时，在电容及二进管回路必需串入数百欧的低值电

24、阻。防止电容或二极管短路时，将中间继电器线圈短路。消弧回路的反向二极管，其反向击穿电压不低于1000V。对该消弧电路要留意其中间继电器返回延时和有相关限制回路的影响。七、提高操作回路牢靠性的措施（6）8）各干脆接于直流系统限制电源下的分、合闸继电器的动作电压不宜低于直流额定电压的50，以防止继电器线圈正极接地时，因直流系统过大的对地电容放电引起误动作。但也不应过高，以保证满足直流电源降低时的牢靠动作和正常情下的快速动作的要求，一般不大于直流额定电压的65。对于动作功率较大的中间继电器（动作功率大于5W），因快速动作的要求，允许动作电压略低于额定电压的50，但此时必需实行措施保证继电器的线圈正极

25、回路有足够的绝缘强度，杜绝可能发生的接地故障。假如提高起动电压还不能满足防止误动作的要求，可以考虑在继电器的线圈两端并联适当的电阻以作补充。七、提高操作回路牢靠性的措施（7）9）断路器的分、合闸线圈的限制回路中应设有串联自保持回路，以确保断路器的牢靠分、合闸，并且使分、合闸出口继电器的触点不断弧。对自保持电流应不大于额定分、合闸电流的50，动作灵敏系数不小于1.5，电流自保持线圈的压降不应大于回路额定电压的5，防跳继电器的电流起动线圈的压降不大于额定电压的10。七、提高操作回路牢靠性的措施（8）10）为了增加触点接受两个以上中间继电器并联运用时，应先并联，然后经公共线引出。11）经串联信号继电

26、器起动的中间继电器，在各种可能出现的动作状况下，应保证信号继电器和中间继电器牢靠动作。信号继电器的动作灵敏系数不宜小于1.4；在0.8倍额定直流电压下，串联信号继电器的压降不大于额定大于的10。可通过适当的选择信号继电器的动作电流和在中间继电器线圈两端并联电阻来满足上述要求。七、提高操作回路牢靠性的措施（9）12）接受带屏蔽的铜芯限制电缆，电缆芯截面对于不得小于1.5mm；断路器跳（合）闸回路的限制电缆截面选择，要留意校验包括各串联保持线圈、限制电缆在内的电压降。在跳（合）闸回路操作时，限制母线至跳（合）闸线圈的总电压降不应超过额定电压的10。断路器的跳闸线圈、继电爱护按双重化设置时，两限制回路的电缆应分开，尽量合用一根多芯电缆。13）应保证限制回路的绝缘良好。