断路器控制回路原理

第5章断路器控制回路

教学目的：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路复习旧课：操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置；

重点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；

难点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；

引入新课：

第一节概述

一、断路器控制方式

断路器是电力系统中最重要的开关设备，在正常运行时断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流，在系统发生故障时则能可靠地切断短路电流。

断路器一般由动触头、静触头、灭弧装置、操动机构及绝缘支架等构成。为实现断路器的自动控制，在操动机构中还有与断路器的传动轴联动的辅助触头。断路器的控制方式有多种，分述如下。

1．按控制地点分

断路器的控制方式接控制地点分为集中控制和就地（分散）控制两种。

（1）集中控制。在主控制室的控制台上，用控制开关或按钮通过控制电缆去接通或断开断路器的跳、合闸线圈，对断路器进行控制。一般对发电机、主变压器、母线、断路器、厂用变压器35kV以上线路等主要设备都采用集中控制。

（2）就地（分散）控制。在断路器安装地点（配电现场）就地对断路器进行跳、合闸操作（可电动或手动）。一般对10kV线路以及厂用电动机等采用就地控制，可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。

2．按控制电源电压分

断路器的控制方式接控制电源电压分为强电控制和弱电控制两种。

（1）强电控制。从断路器的控制开关到其操作机构的工作电压均为直流110V或220V。

（2）弱电控制。控制开关的工作电压是弱电（直流48V），而断路器的操动机构的电压是220V。目前在500kV变电所二次设备分散布置时，在主控室常采用弱电一对一控制。

3．按控制电源的性质分

断路器的控制方式按控制电源的性质可分为直流操作和交流操作（包括整流操作）两种。

直流操作一般采用蓄电池组供电；交流操作一般是由电流互感器、电压互感器或所用变压器提供电源。

二、对断路器控制回路的基本要求

断路器的控制回路必须完整、可靠，因此应满足下面一些要求：

（1）断路器的合、跳闸回路是按短时通电设计的，操作完成后，应迅速切断合、跳闸回路，解除命令脉冲，以免烧坏合、跳闸线圈。为此，在合、跳闸回路中，接入断路器的辅助触点，既可将回路切断，又可为下一步操作做好准备。

（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸和跳闸。

（3）控制回路应具有反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同显示信号。

（4）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。

（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。

（6）对于采用气压、液压和弹簧操作的断路器，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。

（7）接线应简单可靠、使用电缆芯数应尽量少。

三、控制开关

控制开关又称万能转换开关，是由运行人员手动操作，发出控制命令使断路器进行跳、合闸的装置。发电厂和变电所常用的控制开关为LW系列自动复位的控制开关，有三种类型：（1）LW2系列控制开关：是跳、合闸操作都分两步进行，手柄和触点盒有两个固定位置和两个操作位置的封闭式控制开关。此种开关常用于火电厂和有人值班的变电所中。

（2）LW1系列控制开关：是跳、合闸操作只用一步，其手柄和触点只有一个固定位置和两个操作位置的控制开关。此种开关常用于无人值班的变电所和水电站中。

（3）LWX系列强电小型控制开关：其跳、合闸为一步进行，近年来在各种集控台的控制和300MW以上机组的分控室中已被广泛应用。下面以LW2型控制开关为例说明控制开关的结构及作用。

1．控制开关的构成

图5－l是发电厂和变电所普遍应用的LW2－Z型控制开关的结构图。左端是操作手柄，装于屏前；与手柄固定连接的方轴上装有5～8节触点盒，用螺杆相连装于屏后，如图5－1（a）所示。图5－1（b）是控制开关的左视图，由图可见，控制开关的手柄有两个固定位置和两个操作位置。固定位置：垂直位置是预备合闸和合闸后；水平位置是预备跳闸和跳闸后。操作位置：右上方为合闸位置，左下方为跳闸位置。

图5－1LW2－Z型控制开关结构图

（a）控制开关外形图；（b）控制开关左视图

控制开关的操作过程：

合闸操作：如图5－1（b）示出手柄为预备合闸状态，将手柄右旋30°为合闸位置，手放开后在自复弹簧的作用下，手柄复位于垂直位置，成为合闸后位置；

跳闸操作：先将手柄左旋至水平位置，即预备合闸位置，再左旋30°即为跳闸位置，手放开后在自复弹簧的作用下，手柄复位于水平位置，成跳闸后位置。

2．控制开关的触点盒位置表

控制开关右端的数节触点盒，其四角均匀固定着四个静触点，其触点外端伸出盒外接外电路，而内端与固定于方轴上的动触点簧片相配合。由于动触点（簧片）的形状及安装位置的不同，组成14种型号的触点盒，代号为1、la、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50，如表5－1所示。其中1、1a、2、4、5、6、6a、7、8型的动触点是固定于方轴上随轴表5－1 LW2－Z和LW2－YZ型触点盒位置表

转动的，而后5种触点是有自由行程的，即进行跳、合闸操作时动触点随轴转动，而手柄自复后触点不随轴复位，其中10、40、50型的动触点在轴上有45°的自由行程；20型有90°自由行程；30型有135°自由行程。

LW2型控制开关型号、型式及其符号含义

（1）型号说明

LW2－1－2／3 4－5 6－7

式中 1 开关型式，共有6类，如表5－1所示；

2 触点型式，共14种；

3 板面型式，共有两种，“F”为方形，“O”为圆形；

4 手柄型式，共有9种；

5 定位器型式，共有两种，45°定位用“8”表示，90°定位不表示；