1、 断路器的控制和信号电路断路器的控制和信号电路n 概述概述n 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n 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n 空气断路器的控制和信号电路空气断路器的控制和信号电路1 概概 述述一、断路器及其作用一、断路器及其作用 断路器是一种高压开关，断路器是一种高压开关，它有专门的灭弧装置，不仅它有专门的灭弧装置，不仅能开合负荷电流，而且能切能开合负荷电流，而且能切断短路电流。因此断短路电流。因此断路器在断路器在高压电网中起两方面的作用：高压电网中起两方面的作用：一是控制作用，二是保护作一是控制作用，二是保护作用。用。S
2、N10-10SN10-10型少油断路器型少油断路器2 概概 述述一、断路器及其作用一、断路器及其作用 断路器的辅助常开触点随断路器的辅助常开触点随主触头合而合，开而开；主触头合而合，开而开； 断路器的辅助常闭触点随断路器的辅助常闭触点随主触头合而开，开而合。主触头合而开，开而合。QS1QS2QF辅助常开辅助常开辅助常闭辅助常闭3 概概 述述二、二、 断路器的控制类型断路器的控制类型按操作电源按操作电源强电控制：强电控制： 110V或或220V弱电控制：弱电控制： 48V及以下及以下按控制地点按控制地点就地控制：就地控制：控制设备安装在断路器附近，适控制设备安装在断路器附近，适用于不重要的设备用
3、于不重要的设备远方控制：远方控制：在主控制室的主控制屏上对断路在主控制室的主控制屏上对断路器进行操作。适用于发电厂和变电站内较重要器进行操作。适用于发电厂和变电站内较重要的设备的设备按控制方式按控制方式一对一控制：一对一控制：适用于重要且操作机会少的适用于重要且操作机会少的设备设备(发电机、调相机、变压器等）。发电机、调相机、变压器等）。一对一对N选线控制：选线控制：一般适用于馈线较多，一般适用于馈线较多，接线和要求基本相同的高压和厂用馈线。接线和要求基本相同的高压和厂用馈线。4567作用作用是断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来使是断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来使断路器合闸或维持闭
4、合状态，或使断路器跳闸断路器合闸或维持闭合状态，或使断路器跳闸分类分类电磁操作机电磁操作机CD弹簧操作机构弹簧操作机构CT液压操作机构液压操作机构CY气动操作机构气动操作机构CQ是靠预先储存在弹簧内的位能来是靠预先储存在弹簧内的位能来进行合闸的机构进行合闸的机构 。弹簧储能时耗弹簧储能时耗用功率小，合闸电流小用功率小，合闸电流小 ，合闸回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。是靠压缩气体（氮气）作为能是靠压缩气体（氮气）作为能源，以液压油作为传递媒介来源，以液压油作为传递媒介来进行合闸的机构。合闸电流小，进行合闸的机构。合闸电流小，而且压力高，传动快，动作准而且压力高，
5、传动快，动作准确，出力均匀。确，出力均匀。 110kV的少油的少油及及 SF6断路器断路器是以压缩空气储能和传递能量的是以压缩空气储能和传递能量的机构。功率大，速度快，但结构机构。功率大，速度快，但结构复杂，需配备空气压缩设备，只复杂，需配备空气压缩设备，只应用于空气断路器上。合闸电流应用于空气断路器上。合闸电流也较小。也较小。 500kV500kV的的SF6SF6断路器断路器广泛应用于广泛应用于3500kV断路器断路器 概概 述述二、二、 断路器的操作机构断路器的操作机构是靠电磁力进行合闸的机构。合闸是靠电磁力进行合闸的机构。合闸电流很大，可达几十安至数百安，电流很大，可达几十安至数百安，故
6、合闸回路必须采用合闸接触器。故合闸回路必须采用合闸接触器。8 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（1 1）断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，）断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，故在合、跳闸完成后应自动解除命令脉冲，切断合、跳闸故在合、跳闸完成后应自动解除命令脉冲，切断合、跳闸回路，以防合、跳闸线圈长时间通电。回路，以防合、跳闸线圈长时间通电。（2 2）合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的合、跳闸）合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的合、跳闸线圈，但对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（线圈，但对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（353
7、5250A250A左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。（3 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 4）断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由）断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。一、一、 断路器控制回路的基本要求断路器控制回路的基本要求9三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（5 5）应能监视控制电源及合、跳回路的完好性；应对二次回）应
8、能监视控制电源及合、跳回路的完好性；应对二次回路短路或负荷进行保护。路短路或负荷进行保护。 （6 6）应有反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同）应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 7）对于采用气压、液压和弹簧操作机构的断路器，应有压）对于采用气压、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。力是否正常、弹簧是否拉紧到位的监视回路和闭锁回路。（8 8）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的）对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施。措施。（9 9）接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。
9、）接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。一、一、 断路器控制回路的基本要求断路器控制回路的基本要求10又称万能开关，是控制回路中的控又称万能开关，是控制回路中的控制元件，由运行人员直接操作，发制元件，由运行人员直接操作，发出合、跳闸命令脉冲，使断路器合、出合、跳闸命令脉冲，使断路器合、跳闸。跳闸。 LW2型控型控制开关的制开关的结构结构操作手柄操作手柄触点盒触点盒接线端子接线端子面板面板操作手柄操作手柄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二、二、 控制开关控制开关11LW2型控型控制开关的制开关的触点图表触点图表触点图表是触点图表是用于表明控用于表明控制开关的操制开关的
10、操作手柄在不作手柄在不同位置时触同位置时触点盒内各触点盒内各触点通断情况点通断情况的图表。的图表。注：注：“”表示接通，表示接通，“”表示断开表示断开二、二、 控制开关控制开关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12控制开关的控制开关的图形符号图形符号二、二、 控制开关控制开关（C C）合闸合闸（PCPC）预备合闸预备合闸（CDCD）合闸后合闸后（PTPT）预备跳闸预备跳闸（T T）跳闸跳闸（TDTD）跳闸后跳闸后操作手柄操作手柄位置位置触点对触点对“” 表示该对表示该对触点在此位置触点在此位置是闭合的。是闭合的。垂直虚线表垂直虚线表示控制开关示控制开关手柄的六个手柄的
11、六个不同的操作不同的操作位置，水平位置，水平线即端子引线即端子引线，注意操线，注意操作顺序。作顺序。13三、断路器控制信号电路的构成三、断路器控制信号电路的构成1.基本跳、合闸电路基本跳、合闸电路断路器辅助触点断路器辅助触点QF的作用的作用: 自动解除合、跳自动解除合、跳闸命令脉冲；闸命令脉冲； 切断电路电弧，切断电路电弧，保护保护SA。14（1 1）QFQF合闸位置：红灯发平光合闸位置：红灯发平光（2 2）QFQF跳闸位置：绿灯发平光跳闸位置：绿灯发平光（一）断路器控制信号电路的构成（一）断路器控制信号电路的构成 2.位置信号电路位置信号电路双灯制位置信号电路双灯制位置信号电路 断路器的位置
12、信号一般用断路器的位置信号一般用信号灯表示，其形式分单灯制信号灯表示，其形式分单灯制和双灯制两种。和双灯制两种。 单灯制：音响监视的单灯制：音响监视的QFQF控制控制信号回路信号回路 双灯制：灯光监视的双灯制：灯光监视的QFQF控制控制信号回路信号回路15（一）断路器控制信号电路的构成（一）断路器控制信号电路的构成2.位置信号电路位置信号电路（1 1）QFQF合闸位置：红合闸位置：红色回路接通电源发平光色回路接通电源发平光（2 2）QFQF跳闸位置：跳闸位置：蓝蓝色回路接通电源发平光色回路接通电源发平光单灯制位置信号电路单灯制位置信号电路用于音响监视用于音响监视16（一）断路器控制信号电路的构
13、成（一）断路器控制信号电路的构成3.自动合、跳闸的灯光显示自动合、跳闸的灯光显示 自动装置动作使断路器合闸自动装置动作使断路器合闸或继电保护动作使断路器跳闸或继电保护动作使断路器跳闸时，为了引起运行人员注意，时，为了引起运行人员注意，普遍采用指示灯闪光的办法。普遍采用指示灯闪光的办法。其电路采用其电路采用“不对应不对应”原理设原理设计。所谓不对应是指控制开关计。所谓不对应是指控制开关SASA的位置与断路器位置不一致。的位置与断路器位置不一致。（1 1）自动跳闸时：绿灯发闪光）自动跳闸时：绿灯发闪光（2 2）自动合闸时：红灯发闪光）自动合闸时：红灯发闪光此图还有哪些情况红绿灯此图还有哪些情况红绿
14、灯发闪光？发闪光？QF自动跳闸，自动跳闸，SA在在“合闸后合闸后”QF自动合闸，自动合闸， SA在在“跳闸后跳闸后”闪光小闪光小母线母线17（一）断路器控制信号电路的构成（一）断路器控制信号电路的构成4.事故跳闸音响信号电路事故跳闸音响信号电路 断路器在继电保护作断路器在继电保护作用下动作而跳闸时，还用下动作而跳闸时，还要求发出事故跳闸音响要求发出事故跳闸音响信号。它也是利用信号。它也是利用“不不对应对应“原理实现的。原理实现的。（1 1）各元件作用及改错）各元件作用及改错（2 2）启动过程）启动过程（3 3）SASA的的1-31-3、19-1719-17为为什么要串联使用？什么要串联使用？音
15、响小音响小母线母线18断路器的断路器的跳跃问题跳跃问题 当断路器合闸后，在控制开关当断路器合闸后，在控制开关SA的触点的触点5-8或或自动装置触点自动装置触点K1被卡死的情况下，如遇到一次被卡死的情况下，如遇到一次系统永久性故障，继电保护动作使断路器跳闸，系统永久性故障，继电保护动作使断路器跳闸，则会出现多次则会出现多次“跳闸跳闸合闸合闸”现象，我们称这种现象，我们称这种现象为现象为“跳跃跳跃”。如果断路器发生多次跳跃现象，。如果断路器发生多次跳跃现象，会使其损坏，造成事故扩大。会使其损坏，造成事故扩大。 “防跳防跳”就是采就是采取措施，防止这种跳跃的发生。取措施，防止这种跳跃的发生。 “防跳
16、防跳”措施有机械防跳和电气防跳两种。措施有机械防跳和电气防跳两种。 （一）断路器控制信号电路的构成（一）断路器控制信号电路的构成 5.断路器的断路器的“防跳防跳”闭锁电路闭锁电路19由防跳继电器构成的电气防跳电路由防跳继电器构成的电气防跳电路合闸：利用合闸：利用5-85-8或或K1K1（一）断路器控制信号电路的构成（一）断路器控制信号电路的构成 5.断路器的断路器的“防跳防跳”闭锁电路闭锁电路合在短路故障上，合在短路故障上，K2K2闭合，闭合，断路器跳闸。断路器跳闸。KCF的电流线的电流线圈启动，圈启动，KCF的常开闭合的常开闭合5-85-8接通或接通或K1K1被卡死，被卡死，KCFKCF的的
17、电压线圈得电自保持，电压线圈得电自保持，KCFKCF的的常闭断开，切断合闸回路。常闭断开，切断合闸回路。电流电流启动启动电压电压保持保持电流线圈启动电流线圈启动之后才能闭合之后才能闭合20由跳闸线圈辅助触点构成的防跳电路由跳闸线圈辅助触点构成的防跳电路合闸：利用合闸：利用5-85-8或或K1K1合在短路故障上，合在短路故障上，K2K2闭闭合，断路器跳闸。合，断路器跳闸。YTYT带电，常闭打开，切带电，常闭打开，切断合闸回路；常开闭合，断合闸回路；常开闭合，使合闸脉冲通至跳闸回使合闸脉冲通至跳闸回路。路。缺点：跳闸线圈会长时缺点：跳闸线圈会长时间带电。间带电。21（一）断路器控制信号电路的构成（
18、一）断路器控制信号电路的构成 5.断路器的断路器的“防跳防跳”闭锁电路闭锁电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路组成组成22实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路手动手动合闸合闸合闸前（绿亮）合闸前（绿亮）预备合闸（绿闪）预备合闸（绿闪） 合闸合闸合闸后（红亮）合闸后（红亮）23实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路手动手动跳闸跳闸跳闸前（红亮）跳闸前（红亮）预备跳闸（红闪）预备跳闸（红闪） 跳闸跳闸跳闸后（绿亮）跳闸后（绿亮）24实用电路一：灯光监视的断路器控制信
19、号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路自动自动合闸合闸自动装置动自动装置动作前（绿亮）作前（绿亮）自动装置动自动装置动作（绿亮）作（绿亮）合上闸后合上闸后（红闪）（红闪）发闪光发闪光控制开控制开关关SA在在TD当当SA 在在TD 位置，红灯闪位置，红灯闪光，表明断路光，表明断路器已自动合闸。器已自动合闸。25实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路自动自动跳闸跳闸保护装置动保护装置动作前（红亮）作前（红亮）保护装置动保护装置动作（红亮）作（红亮）跳开闸后跳开闸后（绿闪）（绿闪）发发事事故故音音响响发闪光发闪光控制开关控制开关SA在在CD当当SA
20、在在CD 位置，绿灯闪位置，绿灯闪光，并伴有事光，并伴有事故音响信号，故音响信号，表明断路器已表明断路器已自动跳闸。自动跳闸。26实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路实用电路一：灯光监视的断路器控制信号电路防跳防跳分析分析电流启动电流启动电压保持电压保持一旦一旦KCF动动作，该触点作，该触点将切断合闸将切断合闸回路回路KCF常开常开触点的作触点的作用？用？27实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路不同点不同点的分析的分析（1）弹簧未拉紧时，）弹簧未拉紧时，Q1闭锁合闸回路，并启动储闭锁合闸回路，并启动储能电动机，发预告信号。能电动机，发预告
21、信号。（2）弹簧拉紧后，解除）弹簧拉紧后，解除合闸回路闭锁，允许合闸；合闸回路闭锁，允许合闸；储能电动机储能电动机M停转。停转。（3）只能完成一次自动）只能完成一次自动重合闸。重合闸。28实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路实用电路二：弹簧操作机构的断路器控制信号电路不同点不同点的分析的分析（1）弹簧未拉紧时，）弹簧未拉紧时，Q1闭锁合闸回路，并启动储闭锁合闸回路，并启动储能电动机，发预告信号。能电动机，发预告信号。（2）弹簧拉紧后，解除）弹簧拉紧后，解除合闸回路闭锁，允许合闸；合闸回路闭锁，允许合闸；储能电动机储能电动机M停转。停转。（3）只能完成一次自动）只能完成一次自动重合闸。重
22、合闸。29实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路30 S1 S1S5S5为液压操为液压操作机构所带微动开关作机构所带微动开关的触点，微动开关的的触点，微动开关的闭合和断开，与操作闭合和断开，与操作机构中储压器活塞杆机构中储压器活塞杆的行程调整和液压有的行程调整和液压有关；关；S6S6、S7S7为压力表为压力表电触点。电触点。KMKM为直流接为直流接触器，触器，M M为直流电动为直流电动机，机，KC1KC1、KC2KC2为中间为中间继电器。继电器。实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路31（1 1
23、）为保证断路器可靠）为保证断路器可靠工作，油的正常压力应工作，油的正常压力应在在15.815.817.5MPa17.5MPa的允许的允许范围之内。运行中，油范围之内。运行中，油压小于压小于15.8MPa15.8MPa时，时，S1S1、S2S2闭合。闭合。KMKM线圈带电，线圈带电，触点闭合，电动机触点闭合，电动机M M，使，使油压升高；另一对形成油压升高；另一对形成KMKM的自保持回路。当油的自保持回路。当油压上升至压上升至15.8MPa15.8MPa以上时以上时，S2S2断开，但断开，但KMKM并不返并不返回，一直等到油压上升回，一直等到油压上升至至17.5MPa17.5MPa，S1S1断开
24、，断开，KMKM线圈失电，油泵电动机线圈失电，油泵电动机M M停止运转。维持液压在停止运转。维持液压在要求的范围之内。要求的范围之内。实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路32（2 2）液压出现异常情）液压出现异常情况时，能自动发信号况时，能自动发信号。当油压降低到。当油压降低到14.4MPa14.4MPa时，时，S3S3闭合，闭合，发油压降低信号。当发油压降低信号。当油压降低到油压降低到13.2MPa13.2MPa时时，S4S4断开，切断合闸断开，切断合闸回路。当油压降低到回路。当油压降低到10MPa10MPa以下或上升到以下或上升到20MP
25、a20MPa以上时，压力表以上时，压力表电触点电触点S6S6或或S7S7闭合，闭合，启动中间继电器启动中间继电器KC2KC2，其触点闭合，发油压其触点闭合，发油压异常信号。异常信号。实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路实用电路三：液压操作机构的断路器控制信号电路33（3 3）油压严重下降，）油压严重下降，不能满足故障状态下不能满足故障状态下断路器跳闸要求时，断路器跳闸要求时，应能自动跳闸。当油应能自动跳闸。当油压降低到压降低到12.6MPa12.6MPa时，时，微动开关触点微动开关触点S5S5闭合闭合，启动中间继电器，启动中间继电器，其常开触点闭合，使其常开触点闭合，使断路器自动跳闸且
26、不断路器自动跳闸且不允许再合闸。允许再合闸。实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路组成组成跳闸位置跳闸位置继电器继电器合闸位置合闸位置继电器继电器手柄内的指示灯手柄内的指示灯34发闪光发闪光实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路手动手动合闸合闸合闸前（合闸前（KCT带带电，发平光）电，发平光）发平光发平光预备合闸（预备合闸（KCT带电，发闪光）带电，发闪光）合闸合闸合闸后（合闸后（KCC带带电，发平光）电，发平光）35实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路手动手动跳闸跳
27、闸跳闸前（跳闸前（KCC带电，发平光）带电，发平光）预备跳闸（预备跳闸（KCC带电，发闪光）带电，发闪光）跳跳 闸闸跳闸后（跳闸后（KCT带电，带电，发平光）发平光）发平光发平光发闪光发闪光36实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路自动自动合闸合闸自动装置动作前自动装置动作前（KCT带电，发带电，发平光）平光）发平光发平光自动装置自动装置动作动作合上闸后（合上闸后（KCC带电，发闪光）带电，发闪光）发闪光发闪光控制开控制开关关SA 在在TD37实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路自动自动跳闸跳闸保护装置动作前
28、保护装置动作前（KCC带电，发带电，发平光）平光）发平光发平光保护装置保护装置动作动作跳开闸后（跳开闸后（KCT带电，发闪光）带电，发闪光）发闪光发闪光发发事事故故音音响响控制开控制开关关SA在在CD38实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路实用电路四：音响监视的断路器控制信号电路控制电路控制电路及其电源及其电源监视监视控制电路的电源控制电路的电源消失消失 ？在合闸（跳闸）在合闸（跳闸）位置，跳闸（合闸）位置，跳闸（合闸）回路断线？回路断线？控制电源正常，控制电源正常，信号电源消失信号电源消失 ？3940 音响监视方式和灯光监视方式相比，存在以下优点：音响监视方式和灯光监视方式相比，存在以下
29、优点： （1 1）由于跳闸和合闸位置继电器的存在，使控制回路和信）由于跳闸和合闸位置继电器的存在，使控制回路和信号回路分开，这样可以防止当回路或熔断器断开时，由于寄生号回路分开，这样可以防止当回路或熔断器断开时，由于寄生回路而使保护装置误动作。回路而使保护装置误动作。 （2 2）利用音响监视控制回路的完好性，便于及时发现断线）利用音响监视控制回路的完好性，便于及时发现断线故障。故障。 （3 3）信号灯减半，对大型发电厂和变电站不仅可以避免控）信号灯减半，对大型发电厂和变电站不仅可以避免控制屏太拥挤，而且可以防止误操作。制屏太拥挤，而且可以防止误操作。 （4 4）减少了电缆芯数（从四芯减少到三芯）。）减少了电缆芯数（从四芯减少到三芯）。 缺点：缺点： （1 1）音响监视采用单灯制，增加了两个继电器（即）音响监视采用单灯制，增加了两个继电器（即KCTKCT和和KCCKCC）。）。 （2 2）位置指示灯采用单灯不如双灯直管。）位置指示灯采用单灯不如双灯直管。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413-4 空气断路器的控制和信号电路空气断路器的控制和信号电路42
