第3章 斷路器的控制及信號電路

第三章斷路器的控制與信號發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

3-1概述

一、斷路器的控制類型

按控制方式:可分為一對一控制和一對N的選線控制。按操作電源不同:可分為強(qiáng)電控制和弱電控制。強(qiáng)電控制電壓一般為110V或220V，弱電控制電壓為48V及以下。對于強(qiáng)電控制，按其控制地點(diǎn)，又可分為遠(yuǎn)方控制和就地控制。

二、斷路器的操作機(jī)構(gòu)

(1)電磁操作機(jī)構(gòu)

操作機(jī)構(gòu)：斷路器本身附帶的合、跳閘傳動裝置，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)構(gòu)(CD)、彈簧操作機(jī)構(gòu)(CT)、液壓操作機(jī)構(gòu)(CY)、電動機(jī)操作機(jī)構(gòu)(CJ)等。

利用電磁鐵將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能來實(shí)現(xiàn)斷路器分、合閘的動力機(jī)構(gòu)，稱為電磁操動機(jī)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，運(yùn)行可靠，應(yīng)用廣泛。合閘電流很大，可達(dá)幾十安至數(shù)百安，合閘回路不能直接利用控制開關(guān)觸點(diǎn)接通，必須采用中間接觸器。國產(chǎn)電磁操作機(jī)構(gòu)CD1~CD5、CD6-G、CD8、CD10、CD11、CD15、CD17型等型號。①CD10型直流電磁操動機(jī)構(gòu)供操動SN10-10系列少油斷路器和小型真空斷路器用。

操作機(jī)構(gòu)的電壓一般為110V或220V，由兩個線圈組成，兩線圈串聯(lián)適于220V；并聯(lián)則適于110V。

②CD17型直流電磁操動機(jī)構(gòu)

CD17型操作機(jī)構(gòu)專供操作ZN28-10系列手車式戶內(nèi)高壓真空斷路器及操作頻作頻繁的真空斷路器之用。

(2)彈簧操作機(jī)構(gòu)

是靠預(yù)先儲存在彈簧內(nèi)的位能來進(jìn)行合閘的機(jī)構(gòu)。彈簧儲能時耗用功率小(用1.5kW電動機(jī)儲能)，合閘電流小，合閘回路可直接用控制開關(guān)觸點(diǎn)接通。

CT7、CT8型供SN10系列的少油斷路器使用；CT6型供SW4系列的少油斷路器使用；CT19型供操動各類手車式開關(guān)柜中ZN28系列高壓真空斷路器以及合閘功與之相當(dāng)?shù)钠渌愋偷恼婵諗嗦菲鳌?/p>

(3)液壓操作機(jī)構(gòu)依靠壓縮氣體(氮?dú)?作為能源，以液壓油作為傳遞媒介來進(jìn)行合閘的機(jī)構(gòu)。高壓油預(yù)先儲存在貯油箱內(nèi)，用(1.5kW)的電動機(jī)帶動油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將油壓入貯壓筒內(nèi)，使預(yù)壓縮的氮?dú)膺M(jìn)一步壓縮，從而不僅合閘電流小，合閘回路可直接用控制開關(guān)觸點(diǎn)接通。壓力高，傳動快，動作準(zhǔn)確，出力均勻。110kV及以上廣泛應(yīng)用。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

3-2三相操作斷路器的控制和信號電路

一、斷路器控制回路的基本要求

(1)操作機(jī)構(gòu)中的合、跳閘線圈是按短時通電設(shè)計的。(2)合、跳閘電流脈沖一般應(yīng)直接作用于合、跳閘線圈，電磁機(jī)構(gòu)合閘線圈電流大，須經(jīng)合閘接觸器接通。(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)既可利用控制開關(guān)進(jìn)行手動跳閘與合閘,又可由繼電保護(hù)和自動裝置自動跳閘與合閘.(5)能監(jiān)視控制電源及合、跳閘回路的完好性；對二次回路短路或過負(fù)載進(jìn)行保護(hù)。

(6)有反映斷路器狀態(tài)的位置信號和自動合、跳閘的不同的顯示信號。(7)采用液壓和彈簧操作機(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)分相操作斷路器，應(yīng)有監(jiān)視三相位置是否一致措施。(9)接線應(yīng)簡單可靠，使用電纜芯數(shù)應(yīng)盡量少。

二、控制開關(guān)

(一)LW2型控制開關(guān)

正面為一個操作手柄和面板，安裝在控制屏前。與手柄固定連接的轉(zhuǎn)軸上有數(shù)節(jié)觸點(diǎn)盒，安裝在控制屏后。每個觸點(diǎn)盒內(nèi)有4個定觸點(diǎn)和1個動觸點(diǎn)。定觸點(diǎn)分布在盒的四角，盒外有供接線用的四個引出線端子。

動觸點(diǎn)根據(jù)凸輪和簧片形狀以及在轉(zhuǎn)軸上安裝的初始位置可組成14種型式的觸點(diǎn)盒，其代號為1、1a、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50等。跳閘后合閘預(yù)備合閘合閘后預(yù)備跳閘跳閘發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

斷路器的控制信號電路中，觸點(diǎn)通斷情況采用圖形符號表示。六條垂直虛線表示控制開關(guān)手柄的六個不同的操作位置。

PC：預(yù)備合閘

C：合閘

CD：合閘后

PT：預(yù)備跳閘

T：跳閘

TD：跳閘后水平線即端子引線。水平線下方位于垂直虛線上的粗點(diǎn)，表示該對觸點(diǎn)在此位置是閉合的。PCCCDPTTTD發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

三、三相操作斷路器的控制信號電路

(一)控制信號電路的構(gòu)成

1、基本跳、合閘電路

手動合閘：將SA置于“合閘”位置其觸點(diǎn)5-8接通;經(jīng)斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF1接通合閘接觸器的線圈KM;KM動作,其常開觸點(diǎn)閉合,接通合閘線圈YC，斷路器即合閘。合閘完成后,斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF1斷開,切斷合閘回路。

手動跳閘：觸點(diǎn)6-7閉合；經(jīng)斷路器輔助常開觸點(diǎn)QF2接通跳閘線圈YT,斷路器即跳閘。跳閘后,常開觸點(diǎn)QF2斷開,切除跳閘回路。KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2KMKMYCFU4-+FU3SA

自動合閘:是通過自動裝置中間繼電器節(jié)點(diǎn)K1閉合，代替了控制開關(guān)SA5-8觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)的；自動跳閘：是通過繼電保護(hù)出口繼電器節(jié)點(diǎn)K2閉合代替SA6-7觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)的。輔助觸點(diǎn)QF作用①自動解除合、跳閘命令脈沖,防止合、跳閘線圈長期勵磁而燒毀；②切斷電路中的電弧。由于接觸器和跳閘線圈都是感性負(fù)載,由SA的觸點(diǎn)切斷合、跳閘操作電源，容易產(chǎn)生電弧，燒毀其觸點(diǎn)。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

2、位置信號電路

位置信號一般用信號燈表示，分單燈制和雙燈制。單燈制用于音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路；雙燈制用于燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路。R1R2FU2-+FU1M100(+)QF1QF2

①雙燈制

紅燈HL2發(fā)平光，表示斷路器處于合閘位置，SA置于“合閘”或“合閘后”位置。由SA的觸點(diǎn)16-13和斷路器輔助常開觸點(diǎn)QF2接通電源發(fā)平光的。綠燈HLl發(fā)平光，則表示斷路器處于跳閘狀態(tài)，控制開關(guān)置于“跳閘”或“跳閘后”位置。它是由控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)11-10和斷路器輔助常閉觸點(diǎn)QF1接通電源而發(fā)平光的。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

②單燈制斷路器處于跳閘狀態(tài):SA置于“跳閘后”位置,跳閘位置繼電器KCT線圈帶電,其常開觸點(diǎn)閉合，則信號燈經(jīng)SA觸點(diǎn)1-3、15-14及跳閘位置繼電器觸點(diǎn)KCT接通電源發(fā)出平光。RKCTFU2-+FU1M100(+)KCCWHSASA斷路器處于合閘狀態(tài):SA置于“合閘后”位置,合閘位置繼電器KCC線圈帶電,其常開觸點(diǎn)閉合,則信號燈經(jīng)控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)2-4、20-17及合閘位置繼電器觸點(diǎn)KCC接通電源而發(fā)平光。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

3、自動合、跳閘的燈光顯示R1R2FU2-+FU1M100(+)QF1QF2

自動裝置動作→合閘繼電保護(hù)動作→跳閘為引起運(yùn)行人員注意,采用指示燈閃光辦法。電路采用“不對應(yīng)”原理設(shè)計。所謂不對應(yīng)是指SA的位置與斷路器位置不一致。如斷路器原來是合閘位置，SA置于“合閘后”位置，當(dāng)發(fā)生事故，斷路器自動跳閘時，控制開關(guān)仍在“合閘后”位置，兩者是不對應(yīng)的。

斷路器合閘后,QF2接通、QF1斷開、SA16-13接通，紅燈發(fā)平光。運(yùn)行中有故障,保護(hù)動作使斷路器跳閘,QF1接通、QF2斷開,則綠燈HL1經(jīng)QF1和SA9-10觸點(diǎn)接至閃光小母線M100(+)上,綠燈閃光，提醒運(yùn)行人員斷路器已跳閘。當(dāng)運(yùn)行人員將控制開關(guān)SA置于“跳閘后”的對應(yīng)位置時，綠燈發(fā)平光。

同理，自動合閘時，紅燈HL2閃光。

當(dāng)SA在“預(yù)備合閘”或“預(yù)備跳閘”位置時，紅燈或綠燈也要閃光，這種閃光可讓運(yùn)行人員進(jìn)一步核對操作是否無誤。操作完畢，閃光即可停止，表明操作過程結(jié)束。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

4、事故跳閘音響信號電路

(1)利用斷路器輔助觸點(diǎn)

正常運(yùn)行時：SA的1-3、19-17接通、QF斷開。

事故跳閘時：QF閉合，發(fā)出信號。-FU2RQFM708700M708-700FU2R

(2)利用跳閘位置繼電器正常運(yùn)行時，SA的5-7、23-21接通、KCT斷開。事故跳閘時：KCT閉合，發(fā)出信號。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

5、斷路器的“防跳”閉鎖電路當(dāng)斷路器合閘后,在控制開關(guān)SA觸點(diǎn)5-8或自動裝置觸點(diǎn)K1被卡死的情況下，如遇到永久性故障，繼電保護(hù)動作使斷路器跳閘，則會出現(xiàn)多次跳—合閘現(xiàn)象，稱為“跳躍”。如果斷路器發(fā)生多次跳躍，會使其毀壞,造成事故擴(kuò)大。所謂“防跳”就是采取措施，防止這種跳躍的發(fā)生?！胺捞贝胧┯袡C(jī)械防跳和電氣防跳兩種。KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2

無“防跳”裝置時：當(dāng)利用控制開關(guān)SA的觸點(diǎn)5-8或自動裝置觸點(diǎn)K1進(jìn)行合閘時，合閘后QF1斷、QF2通。如合閘在短路故障上，繼電保護(hù)動作，其觸點(diǎn)K2閉合，斷路器跳閘。跳閘后QF1通、QF2斷。如此時SA的觸點(diǎn)5-8仍接通或自動裝置觸點(diǎn)K1被卡住，則會出現(xiàn)再次合閘，繼而跳閘。發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號KMYTFU2-+FU1K2K1QF1QF2KCF2KCF1KCF-IKCF-V

有防跳裝置時：

利用防跳繼電器實(shí)現(xiàn)

當(dāng)利用SA的觸點(diǎn)5-8或自動裝置觸點(diǎn)K1進(jìn)行合閘時，合閘后QF1斷、QF2通。如合閘在短路故障上，保護(hù)動作，觸點(diǎn)K2閉合，使斷路器跳閘。跳閘電流流過防跳繼電器KCF-I的電流線圈，使其啟動，并保持到跳閘過程結(jié)束。KCF-I線圈勵磁，其觸點(diǎn)KCF1斷開，切斷合閘回路；KCF2閉合，如此時合閘脈沖未解除，即SA觸點(diǎn)5-8仍接通或觸點(diǎn)K1被卡住，KCF-V的電壓線圈得電自保持。跳閘結(jié)束后YT、KCF-I失電后，依靠KCF-V仍能維持KCF-1斷開，切斷合閘回路，使斷路器不能再合閘。只有在合閘脈沖解除，防跳繼電器電壓線圈KCF-V失電后，整個電路才恢復(fù)正常。利用跳閘線圈輔助觸點(diǎn)發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

(二)燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路

1、電磁操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路R1R2HL1GNHL2RDKCF-IKMYTFU2-+FU1M100(+)KCF3R4QF1QF2K2K1+_KMKMFU3FU4KCF2KCF1KCF-VYC-FU2RQF3M708700發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

(二)燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路

2、彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路R1R2HL1GNHL2RDKCF-IYCYTFU2-+FU1M100(+)KCFR4QFQFK2K1+_Q1Q1FU3FU4KCFKCFKCFM-FU2RQFM708700至預(yù)告信號Q1Q1發(fā)電廠及變電站的二次回路第三章斷路器的控制與信號

(二)燈光監(jiān)視的斷路器控制信號電路

3、液壓操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制信號電路R1R2HL1GNHL2RDKCFYCYTFU2-+FU1M100(+)KCFR3QFQFK2K1KCFKCFKCFS4KC1S5KC1FU4-700+700FU3S6S7KC2KMS3KC2油壓異常信號電動機(jī)啟動信號油壓降低信號FU6-+FU5S2S1KMKMKMMKM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合閘合閘前發(fā)平光預(yù)備合閘合閘合閘后實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路手動跳閘跳閘前預(yù)備跳閘跳閘跳閘后發(fā)平光發(fā)閃光實(shí)用電路四：音響監(jiān)視的斷路器控制信號電路自動合閘自動裝置動作前發(fā)平光自動裝置動作合上閘后發(fā)閃光實(shí)用電路四：音響監(jiān)視