断路器二次控制回路

模块3 弹簧机构断路器二次回路
220kV西门子3AP1FI型断路器的二次回路
1.断路器设置两组跳闸线圈，一组合闸线圈，两组控 制电源。
2.分合闸回路均采用分相操作回路，其中手动分合闸
三相一体控制。保护跳闸回路可分相出口。 3.储能回路采用三相交流电源供电。 4.信号回路使用遥信电源，独立于断路器控制电源。
6.加入合闸监视回路
+KM1
TWJ FTJ SHJ ZHJ BCJ 就地合闸按钮 S1 FTJ FTJ BSJ CC S1
-KM1
跳位继电
远方/就地
BCJ
器监视合 闸回路的 完好性。
BSJ SF6压力节点 液压机构压力
模块1 小结
本模块介绍了断路器的作用、分类、结构及参数，
了解了断路器二次回路的基本要求。掌握了断路器 分合闸回路的实现方法。 1.断路器操作机构分哪几类？ 2.额定短时耐受(热稳定)电流、额定短
ABC
1.储能回路
F1LA F1LB F1LC F2 F3 K9LA K9LB K9LC S10
N
M M M
电动机 电动机回 回 路
照明回路
照明回
空气开关
-KM1
储能接触器
加热器 加热器回 回 路
+KM
S16LA S16LB S16LC
弹簧未储能接点 储能超时继 电器 K67
S16LA S16LB S16LC 复归S4 K67
分闸 线圈 Y2
合闸过程演示
分闸过程演示
模块2 小结
本模块介绍了断路器弹簧机构、液压机构结构、
储能过程，并通过结构示意图了解了断路器两种
操作机构的工作原理。 1、弹簧储能特点是什么？
2、液压储能特点是什么？
思考题
模块3 弹簧机构断路器二次回路
模块3知识重点：
1.熟悉储能回路原理 2.掌握分闸回路原理 3.掌握合闸回路原理
气动操作机构
模块1 断路器二次回路基础知识
① 额定开断电流：是在额定电压下断路器能安全无损地 开断的最大电流。 ② 额定关合电流：断路器能可靠接通的最大电流。一般 取额定开断电流的1.8√2(≈2.5)倍。 ③ 额定开断容量：是表征断路器开断能力的一个参数， 它是由开断电流通过计算而得出的，对于三相断路器， 额定断流容量公式为：
3. 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，就是应有三相丌一致信号。
模块1 断路器二次回路基础知识
7.断路器分合闸的实现
① 主控室后台机远方操作：通过后台机通过测控屏将操作 命令传递到保护屏操作箱，再由操作箱传递到开关机构箱， 驱动跳、合闸线圈。 ② 就地操作：通过开关机构箱上的操作按钮进行就地 操作。 ③ 遥控操作：调度、集控站发遥控命令，通过远动通信屏 传到测控屏，再到保护操作箱，实现断路器操作。 ④ 开关本身保护、重合闸动作，发跳合闸命令至操作插件， 引起开关跳合闸操作。
继电器就是预先调好一个定值。当作为的电量超过或低于这个数值时才 突然动作。
模块1 断路器二次回路基础知识
1.断路器的作用
断路器是电力系统中，改变运行方式，开断和关合 负载电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，及 开断空载变压器或高压电动机等电感性小负荷电流的设 备。 断路器与继电保护配合，在电网发生故障时，能快 速将故障从电网上切除，以减轻电力设备的损坏和提高 电网的稳定性。 断路器与自动重合闸配合，能保证电网发生瞬时故 障时及时切除故障和恢复供电，提高电网供电的可靠性 .
K9LA K9LB K9LC
-KM
合闸回路的可靠闭合
模块1 断路器二次回路基础知识
3.断路器操动机构中的跳、合闸线圈是按短时通电设计
的，在跳、合闸完成后应自动解除命令脉冲，切断跳、 合闸回路，以防止跳、合闸线圈长时间通电损坏。
+KM1
SHJ ZHJ BCJ 就地合闸按钮 S1 CC 远方/就地 BCJ
-KM1
加入带有一定切断
容量的断路器常闭
作为传递媒介来进行分、合闸。广泛适用110kV及以上
的少油及SF6断路器。 ④ 气动操作机构：以压缩空气为动能，推动活塞实现 分、合闸。需配备空气压缩设备。 气动操作机构：分闸靠压缩空气同时给弹簧储能，合
闸靠弹簧的机构。
模块1 断路器二次回路基础知识
液压碟簧操作机构
液压(N2)操作机构
模块1 断路器二次回路基础知识
百安，所以合闸回路不能直接利用控制开关触点接通，
必须采用合闸接触器。适用于35kV及以下断路器。 ② 弹簧操作机构：靠已储能的合闸弹簧合闸，分闸有时 不释放能量。现广泛运用。
模块1 断路器二次回路基础知识
电磁操作机构
弹簧操作机构
模块1 断路器二次回路基础知识
③ 液压操作机构：以压缩N2(碟簧)作为能源，以液压油
K10 分闸1 SF6总闭锁继电器 K55 分闸2 SF6总闭锁继电器 K16 开关三相不一致时间继电器1 K26 开关三相不一致时间继电器2 K61 开关三相不一致强跳分闸1 K63 开关三相不一致强跳分闸2 K15 弹簧未储能中间继电器 K67 弹簧储能超时继电器 Y1LA/Y1LB/Y1LC 合闸线圈 Y3LA/Y3LB/Y3LC 分闸线圈1 Y4LA/Y4LB/Y41LC 分闸线圈2 HWJ 合位监视继电器 TWJ 跳位监视继电器
2.合闸时，利用活塞两侧高压油油压差驱动活塞移动， 完成合闸。
3.分闸时，活塞一侧为高压油，一侧为常压油，高压油
驱动活塞完成分闸过程。
模块2 断路器的操作机构
液压操作机构
储能筒 活塞 主阀 储能电机 单向阀 压力开关 压力表 安全阀 油泵 泄压阀 油箱 过滤器
合闸指 令阀
合闸 线圈 Y1
分闸指 令阀
模块3 弹簧机构断路器二次回路
S4 “三相不一致/打压超时”复归 按钮 S8 “远方/就地”转换开关 S9 “就地合闸”按钮 S3 “就地分闸”按钮 S10 “门灯”控制开关 S1LA/S1LB/S1LC 断路器辅助节点 ZHJ 重合闸中间继电器 SHJ 手合中间继电器 STJ 手分中间继电器 K76 就地合闸中间继电器 K77 就地分闸中间继电器 K75LA/K75LB/K75LC 防跳继电器 K9LA/K9LB/K9LC 弹簧储能接触器
模块1 断路器二次回路基础知识
④ 固体产气断路器：利用固体产气物质在电弧高温作
用下分解出的气体来熄灭电弧的断路器。由于其灭弧
能力低，一般只做负荷开关用。 ⑤ 六氟化硫断路器：利用高压六氟化硫气体来吹弧的 断路器。因灭弧性能好而得到了广泛应用。 SF6气体的特性: 绝缘强度在均匀电场下为空气的
2-3倍，开断能力是空气的100倍。但SF6气体在电弧
模块2 断路器的操作机构
弹簧操作机构
分闸弹簧
合闸弹簧
弹簧机构的分、合闸过程演示：
模块2 断路器的操作机构
弹簧机构的分闸
模块2 断路器的操作机构
弹簧机构的合闸
模块2 断路器的操作机构
2.液压机构的构造及工作原理
液压储能特点：
1.液压机构压力降低到油泵起动油压时，电动机启动储
能，压力恢复至正常值时经一定延时断开油泵电源。
104 105 615
光耦24V－
D C 保 护 装 置
开入公共
614
106
外部空接点开入
O P T 1
接地铜排 ( B ) ( C )
模块1 断路器二次回路基础知识
8.断路器合闸回路的实现
1.合闸应满足现场及远方手动合闸，保护重合闸的要求。
+KM1
就地合闸按钮 CC
-KM1
现场手动合闸
+KM1
SHJ ZHJ 就地合闸按钮 S8 远方/就地
路开断电流、额定峰值耐受(动稳定)电流
及额定短路关合电流之间的关系是什么?
思考题
3.TWJ、FTJ、BSJ继电器的作用是什么？
模块2 断路器的操作机构
模块2知识重点：
1.熟悉弹簧机构的储能特点； 2.掌握弹簧机构的动作原理； 3.熟悉液压机构的储能特点； 4.掌握液压机构的动作原理。
模块2 断路器的操作机构
不额定短路关合电流相等。
模块1 断路器二次回路基础知识
5. 断路器的结构
① 开断部分:包括导电和触头系统以及灭弧
室。 ② 操作和传动机构:包括操作能源和把操作 能源传动到动触头系统的传动机构。 ③ 绝缘部分:把处于高电位的导电和触头系 统与低电位的操作能源系统，实现绝缘、 连接的元件。
模块1 断路器二次回路基础知识
辅助接点，合闸完 成后断开回路。
模块1 断路器二次回路基础知识
4.应加入相关闭锁条件
+KM
SHJ ZHJ BCJ 就地合闸按钮 S1 BSJ 远方/就地 BCJ
-KM1
断路器正常合闸 应满足SF6压力 及液压/弹簧机
CC
构压力正常条件 (对于分相机构
BSJ SF6压力节点 液压机构压力
还应加入三相丌
的作用下会产生极少量的SF4气体。SF4与金属触头、
SF6气体中的水分化合，产生HF、SOF2。SF4、HF、
SOF2有毒，对金属和绝缘材料都有很大的腐蚀性。
模块1 断路器二次回路基础知识
3. 断路器的分类（按操作机构分）
① 电磁操作机构：利用合闸线圈的电磁力合闸，同时将 分闸弹簧储能。特点是合闸电流很大，可达几十安至数
1.弹簧机构的构造及工作原理
弹簧储能特点：
① 断路器在合闸过程中，合闸弹簧释放能量，部分能 量释放给分闸弹簧，分闸弹簧在此过程中储能。几乎 在合闸过程的同时，马达将自动启动，合闸弹簧重新 储能，即合闸弹簧和分闸弹簧均处于储能状态。此时
开关可执行分—合—分操作。
② 断路器在分闸位置，分闸弹簧未储能，合闸弹簧处 于储能状态。断路器在分闸过程中，只有分闸弹簧释 放能量，合闸弹簧仍处于储能状态。
4. 断路器的参数
额定开断容量=√3×额定开断电流×额定线电压
模块1 断路器二次回路基础知识
④ 额定短时耐受(热稳定)电流：反映的使断路器承受短
路电流热效应的能力。它是在规定的时间内断路器在合
闸位置能够承载的电流的有效值，数值上就等于断路器 的额定短路开断电流。 ⑤ 额定峰值耐受(动稳定)电流：是指断路器在合闸位置 能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流。
通道
模块1 断路器二次回路基础知识
通道
电源插件(DC)
Biblioteka BaiduDC
101 滤 102 104 105 106 波 器 DC/DC
至装置 ±12V 内部其 ＋24V 他插件 光耦24V 至OPT1插件
＋5V
( A )
光耦24V＋
+220V/+110V -220V/-110V
101 102 保 护 装 置
模块1 断路器二次回路基础知识
2. 断路器的分类（按介质分）
型号特征 S─少油断路器 D─多油断路器 K─空气断路器 Q─产气断路器 Z─真空断路器 L─六氟化硫断路器 C─磁吹断路器 额定开断容量，MVA 额定电流，A 派生标志 C─带有手车装置 G─改进型 D─带有电磁操作结构
额定电压，kV 安装条件 N─户内 W─户外 设计序号
模块1 断路器二次回路基础知识
① 油断路器：指触头在变压器油中开断，利用变压器 油作为灭弧介质的断路器。其中油只作灭弧介质，用
油量少的，称为少油断路器。油兼做绝缘介质，用油
量多的，称为多油断路器。 ② 空气断路器:利用高压空气来吹弧的断路器。吹弧压 力一般在10-40大气压范围内，由于其结构复杂，现 已基本淘汰。 ③ 真空断路器：触头在真空中开断，利用真空作为绝 缘介质和灭弧介质的断路器。真空断路器要求真空度 在0.0133Pa以上。
-KM1
加入远方/就地切
换，远方合闸包括手 动合闸及重合闸功能
CC
模块1 断路器二次回路基础知识
2.断路器有一定的固有分合闸时间，为保证合闸时断路
器合闸回路的可靠闭合，加入带电保持继电器，保证
断路器可靠合闸。
+KM1
SHJ ZHJ BCJ 就地合闸按钮 CC 远方/就地 BCJ
-KM1
BCJ励磁后其接点闭 合实现自保持，保证
一致闭锁节点)。
模块1 断路器二次回路基础知识
5.加入“防跳跃”功能
+KM1
SHJ ZHJ BCJ 就地合闸按钮 S1 FTJ FTJ BSJ CC 远方/就地 BCJ
-KM1
在断路器控制
回路中加入防
跳跃继电器， 当发生跳跃情 况时，将断路
BSJ
器合闸回路断 开。
SF6压力节点
液压机构压力
模块1 断路器二次回路基础知识
LW10B-252型SF6断路器瓷柱式结构
模块1 断路器二次回路基础知识
灭弧室及支持瓷柱的内部结构
模块1 断路器二次回路基础知识
6.对断路器控制回路基本要求
1. 能进行手动跳、合闸和由继电保护不自动装置实现自 动跳、合闸。 2. 能监视下次操作时分闸回路的完整性(HWJ)，对重要 元件及有重合闸功能的元件，还应监视下次操作时合 闸回路的完整性(TWJ)。