电气系统断路器控制回路的功能方法改进分析.doc

电气系统断路器控制回路的功能方法改进分析 刘兵兵 （河北亿鑫冶金建设工程有限公司河北邯郸056000） 【摘要】从最简单的控制电路入手，介绍断路器控制回路加防跳跃、闭锁和指示功能的基本原理与方式方法。 关键词断路器；跳跃、闭锁和指示控制；功能；改进 Electricalsystemcircuitbreakercontrolfunctionimprovedmethodanalysis LiuBing-bing (HebeiYixinMetallurgicalConstructionEngineeringCo.,Ltd.HandanHebei056000) 【Abstract】Fromthemostsimplecontrolcircuittostart,introductioncontrolcircuitbreakerplusanti-jumping,basicprinciplesandwaysandmeansofblockingandindicationfunction. 【Keywords】Circuitbreakers;jumping,blockingandindicationcontrol;function;improving 在电力系统中，一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电器设备，包括了发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，也是构成电力系统的主体。而对于二次设备来说，它是指用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，其包括测量仪表、通信设备等等。对于二次设备之间的相互连接的回路，我们统称之为二次回路，它也是确保电力系统安全生产、可靠供电和经济运行中不可缺少的重要组成部分。所以，了解断路器控制回路的基本原理，便于进行电路控制系统的维护，也是非常必要的。在此，从最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和闭锁回路，并对电路做了必要的改进与完善，使之深入了解电路控制系统的基本原理与使用、维护方法，以及必要的改进升级。但是，在实际应用中的过程中，控制电路的回路要复杂得多，掌握其原理与维护难度要大。 1.基本控制回路原理 在图1中，SB1为合闸开关；SB2为分闸开关；QF为断路器辅助触点；LC为合闸线圈；LT为分闸线圈。它的动作原理就非常简单，在此不再细述。 2.带有防跳回路的控制 2.1从图1的电路控制回路中，经仔细分析不难发现，其回路中存在一个明显的问题就是：如果SB1按下，而此时电路中存在故障，继电保护设备会立即动作，使断路器跳闸。这个过程几乎发生在瞬间，而操作人员尚来不及松开SB1，则SB1回路中的QF由于断路器跳闸而复又闭合，这时也会导致LC再次得电，使得断路器再次被合闸。如此反复进行，便发生了“跳跃”现象。 2.2如果合闸成功，但SB1由于某种原因粘连而无法断开时，那么在操作人员按下SB2进行分闸的时候，因SB1的粘连，同样也会导致跳跃现象的发生。 2.3在控制电路中，发生跳跃现象对设备和操作人员的安全都构成了很大的危害，因此，需要增加防跳回路改善其性能。 2.4图2中增加了防跳回路，其基本控制性能就得到了有所改善。在图2中，KCF（I）为电流防跳继电器。当电流达到限定值时动作，此回路中就防止合闸于故障时的跳跃现象；KCF（V）为电压防跳继电器。当电压达到限定值时也动作，此回路中也就防止了分闸于故障时的跳跃。 2.5防跳跃动作过程如下： （1）合闸。SB1按下绿灯（GL）失电熄灭，LC得电断路器合闸QF改变状态红灯（RL）亮，KCF（I）得电（由于有RL和R的限流，分闸线圈LT不足以动作）KCF各辅助触点改变状态KCF（V）得电。达到这种状态，则合闸动作即完成。SB1尚来不及松开，这个过程就完成（瞬时）。 在这个合闸过程中，如果回路没有故障，则合闸成功。此时松开SB1，则KCF（V）失电，但由于KCF（I）依然得电，则KCF的各个辅助触点保持；若有故障，则保护装置使断路器跳闸。由于KCF（V）的保持作用，SB1回路经KCF辅助触点改道KCF（V）回路，不会再使LC得电，也就避免了断路器的再次合闸，从而有效避免了跳跃的发生。 （2）分闸。SB2按下RL失电熄灭，LT得电且达到限定电流动作断路器分闸QF恢复到图中初始状态KCF（I）失电正常状态下，KCF（V）已在合闸成功、松开SB1后失电，故此时KCF（I）、KCF（V）均失电各KCF辅助触点恢复图中初始状态，GL回路导通，绿灯亮（由于有GL和R的限流，LC合闸线圈不足以动作）。达到这个状态，则分闸动作就完成。SB2尚来不及松开，该过程就完成了（瞬时）。 2.6在分闸过程中，若由于故障（最典型的如SB1粘连），KCF（V）在合闸成功后，由于SB1的粘连而继续得电，各KCF辅助触点将保持。这时，SB1回路将不会使LC再次得电而导致断路器合闸，从而避免了跳跃现象的发生。 3.带有闭锁回路的控制 在简单的（基本）控制电路中，存在合、分闸跳跃问题，当增加了防跳回路的控制回路后，其性能得到了一定的改善，但是仍然存在一些问题。比如断路器的操动系统存在问题（液压、气压过高或过低，弹簧储能尚未完成等），这时要进行分、合闸操作，就很容易导致分、合闸的动作失败。例如一些断路器的操动机构为弹簧。若弹簧储能未完成，则分、合闸动作就不能完成，或完成得不到位，也容易对设备造成一定的损害。 所以，仍需要增加闭锁回路，以防止此类情况的发生。图3为弹簧操动机构的断路器的实例，现简要分析说明一下增加弹簧储能闭锁回路的二次回路控制原理。在图3中，B1为弹簧储能未完成时闭合状态。若弹簧储能未完成，则B1闭合，线圈K3、KL得电，最终导致辅助触点KL、K10跳开。这时无论是合闸，还是分闸，都无法实现，它起到了所期望的闭锁效果。 4.功能较为完善的控制 前面简述了断路器二次控制回路设计基本原理，它从最简单的控制电路，到加防跳跃、闭锁功能的完善，尽管做了二三次改进升级，但仍然还存在这样或那样的问题。在此，再做进一步改进，简介加指示灯控制的的回路。在图4中，指示灯RL和GL直接接在分、合闸线圈所在回路中，如果所用的是功率较大的白炽灯，则会在分、合闸线圈上产生较大压降，同时切断分、合闸线圈时可能产生的较大干扰电压，也容易使白炽灯烧坏。 为避免和克服这些缺点，可以用中间继电器接在分、合闸回路，再由继电器接点控制指示灯，这样就避免了烧指示灯等现象的发生。其原理见图4（它的原理很简单，在此不再赘述）。 5.结语 了解、掌握断路器控制