500kV断路器二次控制回路分析

500kV断路器二次控制回路分析

发表时间：2018-09-18T15:01:54.700Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：郝飞进王帅斌王曦

[导读] 摘要：随着我国经济社会的持续发展，电力领域的发展也实现了从局部到整体、从微观到宏观的发展局面；而规模化、效益化、集约化趋势也愈加明显。

（山西省电力公司检修分公司）

摘要：随着我国经济社会的持续发展，电力领域的发展也实现了从局部到整体、从微观到宏观的发展局面；而规模化、效益化、集约化趋势也愈加明显。电力行业跨越式发展带来的变化必然促进相关技术的不断创新，以断路器为例，本文就断路器相关技术现象进行探讨，分析相关具体原理。

关键词：断路器；二次控制；控制回路

一、日常生活中的断路器

1、什么是断路器？

断路器，顾名思义，是指具有较大的接通和分断能力的自动开关，简而言之就是电路系统中的开关（区别于一般意义上的开关）。其在电力系统中起保护和控制作用；之所以说它区别于我们所理解的一般意义上的开关，是因为它除了能在正常工作的情况下进行操作外，还能在短路情况下接通和断开电流。其在一般电流中的操作实现方式有手动、电动、气动、液压等方式，而在高压电路中使用油断路器、电磁式断路器和压缩空气断路器等，在低压电路中使用的是空气断路器；之所以有这种差别主要目的还是出于保护人的安全的需要。高压断路器和低压断路器的区分主要是以其使用范围差异进行区分，一般3千伏以上的称为高压断路器，500伏及以下的称为低压断路器[1]。它在配电系统中所占的地位至关重要，而配电又是电的产生、输送以及使用过程中的一个及其重要的环节。

2、断路器在日常生活中的意义

无论是在高压电流输送过程中还是在低压电流系统中都能发现电路器的“身影”，当电路中出现短路时，断路器会立即断开电路，用以保护负载的安全。其中高压断路器又称“油开关”，是高压系统的主要开关；低压断路器既有手动开关的作用，又能在一定程度上自主调节电压，预防线路短路引起的后果。因此，断路器对于人们日常生活中进行生产生活的用电安全密不可分，它在很大程度上保护人们用电的安全。

二、500kV断路器的控制回路分析

（一）500kV断路器的定义

按上述定义划分，500kV断路器的适用于高压电路，即500kV断路器是高压断路器。高压断路器按照灭弧介质及作用原理可分SF6断路器、油断路器、空气断路器、真空断路器等几种类型。这几种类型中的断路器虽然名称以及工作原理等不尽相同，但是其结构功能等方面却大体是相同的。

（二）控制回路的具体分析

在电力回路系统中，为了便于对一些复杂线路进行区分与辨识，所以将相应的电路回路进行了编码与标记。以控制回路为例，其中的电源回路包括“+电源回路”，其编码为“1，101，201，301”，以及“-电源回路”，其编码为“2，102，202，302”；合闸回路的编码则分为好几个数字阶段，包括“3-31，103-131，203-231，303-331”等。断路器控制回路的组成是由发出命令的控制开关、传送命令的中间机构（继电器、接触器等）和执行命令的操动机构三个部分组成，具体包括合闸及合闸监视回路103、105；跳闸及跳闸监视回路133（233）、135（235）；分组跳闸回路137A（237A）、137B（237B）、137C（237C）；分相合闸回路139A、139B、139C。

三、对断路器控制装置的基本要求

首先，断路器控制装置应能监视控制电源以及确保跳闸和合闸回路的完好性。这是因为断路器的控制电源在整个系统中最为重要的地位而决定的；一旦失去电源，断路器便无法操作。因此，无论什么原因都应避免断路器控制电源的消失，确保当出现问题是，其发出正常的声、光信号，以便提示值班人员及时处理。第二，断路器控制装置应具有防止多次合、跳闸的“跳跃”闭锁装置。断路器的“跳跃”现象一般是在跳闸、合闸回路同时接通时才发生，而发生“跳跃”现象对断路器是很危险的，容易引起机构的损伤甚至是引起断路器的爆炸，所以要加装相应的闭锁装置[2]。第三，断路器的控制装置能指示断路器的合闸、跳闸的位置状态，具有明显的位置信号，发生故障，自动跳、合闸时，应有明显的动作信号。第四，合闸或跳闸完成后，应使命令脉冲自动解除。这是因为断路器的机构动作需要有一定的时间，跳、合闸时主触头到达规定位置也要有一定的旅程，即需要一定的时间，这些加起来就是断路器的固有动作时间及灭弧时间，命令保持足够长的时间就是保障断路器能可靠地跳闸和合闸。为了加快断路器的动作，增加跳、合闸线圈中电流的增长速度，要尽可能地减小跳、合闸线圈的电感量。为此，跳、合闸线圈都是按短时带电设计的。因此跳、合闸操作完成后，必须自动断开跳、合闸回路，否则会烧坏跳闸或合闸线圈；并且通常都是由断路器的辅助触点自动断开跳合闸回路。第五，断路器的操作动力消失或不足时，例如弹簧机构的弹簧未拉紧，液压或气压机构的压力降低等，应闭锁断路器的动作，并发出信号。例如SR6气体绝缘的断路器，当SR6气体压力降低而断路器不能可靠运行时，也应该闭锁断路器的动作并发出信号[3]。第六，当具有单相操作机构的断路器按三相操作时，其合闸及跳闸的三相线圈一般采用串联联接，并且断路器合闸回路的辅助接点应并联联接；此时，断路器应有三相不一致信号。第七，接线应简单、可靠，使用电缆芯数应尽量少。

四、操作箱及其作用

变电所内对断路器的分闸、合闸控制是通过断路器的控制回路实现的，为实现对断路器的分合闸操作，即分相操作，需要用一个具有执行控制回路的中间元件，即执行分合闸命令的，联系分闸、合闸命令与断路器的操动机构；这一重要的中间电气连接器件称为操作箱。按照操作箱的作用原理，可以分为：三相操作箱和分相操作箱。操作箱一般由以下继电器组成：监视断路器合闸回路的跳闸位置继电器及监视断路器跳闸回路的合闸位置继电器，防止断路器跳跃继电器，手动合闸继电器，压力监察或闭锁继电器，手动跳闸继电器及保护三相跳闸继电器，一次重合闸脉冲回路（重合闸继电器），辅助中间继电器，跳闸信号继电器及备用信号继电器等。其中分相操作箱除了完成跳、合闸功能外还具有其他功能，例如用于发出断路器位置不一致或非全相运行状态信号，发出控制回路断线信号，发出气（液）压力降低不允许跳闸信号，发出气（液）压力降低不允许重合闸信号，发出断路器位置的远动信号，用断路器位置继电器位置控制高频闭锁停信，用断路器位置继电器控制高频相差三跳停信，用于发出事故音响信号，手动合闸时加速相间距离保护，手动合闸时加速零序电流方向