高压断路器的控制和信号回路

高压断路器的控制和信

号回路

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

高压断路器的控制和信号回路在常规敞开式开关设备(AIS),气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)， 550kV(330kV)组合电器(HGIS)中关键部件都是高压断路器，高压断路器的控制回路就是控制（操作）断路器分、合闸的回路。操作机构有手力式、电磁式、液压式和弹簧储能式。电磁式操作机构只能采用直流操作电源，手力式和弹簧储能式可交直流两用，但一般采用交流操作电源。

一般高压断路器都有自配电流互感器。由传统的继电装置或微机保护装置(PLC)对采集的电流量、开关量进行逻辑判断的。若有两回跳闸路控制，也应分别从直流屏引出两回直流电源，以保证可靠地跳闸。还要考虑以两侧的隔离开关联动及其闭锁。若是线路测的高压断路器，还应考虑重合闸的问题。

信号回路是用来指示一次回路运行状态的二次回路。信号按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。

断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。红灯亮，表示断路器处于合闸通电状态；绿灯亮，表示断路器处于分闸断电状态。

事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。红灯闪光，表示断路器自动合闸通电；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸断电。此外，事故信号还有事故音响信号和光字牌等。

预告信号是在一次电路出现不正常状态或发现故障苗头时发出报警信号。例如电力变压器过负荷或者油浸式变压器轻瓦斯动作时，就发出区别与上述事故音响信号的

另一种预告音响信号（用电铃、电笛区别），同时光字牌亮，指示出故障性质和地点，以便值班员及时处理。

对断路器的控制和信号回路有下列主要要求：

1、应能监视控制回路保护装置（熔断器）及分其分、合闸回路完好性，以保证断

路器的正常工作，通常采用灯光监视的方式。

2、分、合闸操作完成后，应能使命令脉冲解除，即能断开分、合闸的电源。

3、应能指示断路器正常分、合闸的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有如前

所述的明显指示信号。通常用红、绿灯的常亮来指示断路器的合闸和分闸的正常位置，而用红、绿灯的闪光来指示断路器的自动合闸和跳闸。

4、断路器的事故跳闸回路，应按“不对应原理”接线。当断路器采用手动力操纵机

构时，利用手力操动机构的辅助触点与断路器的辅助触点构成“不对应”关系，即操作机构（手柄）在合闸位置而断路器已跳闸时，发出事故跳闸信号。当断路器采用电磁操动机构时，则利用控制开关的触点与断路器的辅助触点构成

“不对应”关系，即控制开关（手柄）在合闸位置而断路器已跳闸时，发出事故跳闸信号。

5、对有可能出现不正常工作状态或故障的设备，应装设预告信号。预告信号应能

使控制室的中央信号装置发出音响和灯光信号，并能指示故障地点和性质。通常用电铃做预告音响信号，用电笛事故音响信号。

8.3.2 手力式操作机构断路器的控制回路和信号系统

图7-11是手力式操作的断路器的控制回路和信号回路原理图。

合闸时，推上操作手柄使断路器合闸。这时断路器的辅助触点QF3-4闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸通电。由于有限电阻R2，跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会跳闸。红灯RD亮，还表示跳闸回路及控制回路电源的熔断器FU1和FU2是完好的，即红灯RD同时起着监视跳闸回路完好性的作用。

分闸时，扳下操作手柄使断路器分闸。这时断路器的辅助触点QF3-4断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF1-2闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸断电。绿灯GN亮，还表示控制回路电源的熔断器FU1和FU2是完好的，即绿灯GN起着监视控制回路完好性的作用。

在正常操作断路器分、合闸时，由于操作机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF5-6是同时切换的，所以事故信号回路（信号小母线WS所供的回路）总是断路的，不会错误地发出灯光、音响信号。

当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器触点KM闭合，接通跳闸回路（QF3-4原已闭合），使断路器跳闸。随后QF3-4断开，红灯RD灭，并切断YR的电源；同时QF1-2闭合，绿灯GN亮。这时操动机构的操作手柄虽然然在合闸位置，但其黄色指示牌下掉，表示断路器自动跳闸。在信号回路中，由于操作手柄仍在合闸位置，其辅助触点QM闭合，而断路器已事故跳闸，QF5-6返回闭合，因此事故信号接通，发出灯光和音响信号。当值班员得知事故跳闸信号后，可将断路器操作手柄扳下至分闸位置，这时黄色指示牌随之返回，事故灯光、音响信号也随之解除。

控制回路中分别与指示灯GN和RD串联的电阻R1和R2，除了具有限流作用外，还有防止指示灯座短路时造成控制回路短路或断路误跳闸的作用。

8.3.3 电磁式操作机构断路器的控制回路和信号系统

图7-12是采用电磁式操作机构断路器的控制和信号回路原理图。其操作电源采用图7-5所示的硅整流电容储能的直流系统。控制开关采用双向自复式并具有保持触点的LW5型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置（0°）。顺时针扳转45°为合闸操作（ON），手松开即自动返回（复位），保持合闸状态。反时针扳转45°为分闸操作（OFF），手松开也自动返回，保持分闸状态。图中控制开关SA两侧虚线上打黑点（·）的触点，表示该触点在此接通。SA两侧的箭头（→），指示SA手柄自动返回的方向。表7-4是图7-12所示控制开关SA的触点图表，可供读图参考。

表7-4

图7-12所示控制开关SA的触点图表

注：“×”表示触点接通

合闸时，将控制开关SA的手柄顺时针扳转45°。这时触点SA1-2接通，合闸接触器KO通电（其中QF1-2原已闭合），其主触点闭合，使电磁合闸线圈YO通电动作，使断路器合闸。合闸完成后，控制开关SA自动返回，其触点SA1-2断开，切断合闸回

路；同时QF3-4闭合，红灯RD亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸线圈YR回路的完好性。

分闸时，将控制开关SA的手柄反时针扳转45°，这时其触点SA7-8接通，跳闸线圈YR通电（其中QF3-4原已闭合），使断路器分闸。分闸完成后，控制开关SA自动返回，其触点SA7-8断开，断路器辅助触点QF3-4这时也断开，切断跳闸回路；同时触点SA3-4闭合，QF1-2也闭合，绿灯GN亮，指示断路器已经分闸，并监视着合闸接触器KO回路的完好性。

由于红绿指示灯兼有监视分、合闸回路完好性的作用，长时间运行，耗能较多。因此为减少操作电源中储能电容器能量的过多消耗，故另设灯光指示小母线WL （+），专用来接入红绿指示灯。储能电容器的能量只用来供电给控制小母线WC。

当一次电路发生短路故障时，继电保护动作，其出口继电器触点KM闭合，接通跳闸线圈YR回路（其中QF3-4原已闭合），使断路器跳闸。随后QF3-4断开，使红灯RD消灭，并切断跳闸回路。同时QF1-2闭合，而SA尚在合闸后位置，其触点SA5-6闭合，从而接通闪光电源小母线WL（+），使绿灯GN闪光，表示断路器已自动跳闸。由于断路器自动跳闸，SA仍在合闸位置，其触点SA9-10闭合，而断路器却已跳闸，其触点QF5-6返回闭合，因此事故音响回路接通，在绿灯GN闪光的同时，并发出音响信号（电笛响）。当值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关SA的手柄扳向分闸位置，即反时针扳转45°后松开让其自动返回，使SA的触点与QF的触点恢复对应关系，这时全部事故信号立即解除。

8.3.4 采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路