发电厂及变电所的控制课件

发电厂

及

变电所的控制

主要内容控制接线概述互感器及其接线断路器及其控制信号系统主要内容隔离开关及其控制测量及监察系统操作电源自动装置一次设备：直接生产、输送、分配电能的高电压、大电流的设备，又称为主设备。发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线、电抗器、避雷针、高压熔断器、电流互感器，电压互感器等。二次设备是指对一次设备进行监察，控制，测量，调整和保护的低压设备，又称辅助设备，包括测量仪表、控制和信号器具、继电保护装置、自动远动装置、操作电源、控制电缆、熔断器等。一次接线又称主接线，是将一次设备（主设备）互相连接而的电路。二次接线又称二次回路，是将二次设备互相连接构成的电路，包括电器设备的控制操作回路、测量回路、信号回路、保护回路及二次设备的线圈等。二次接线的基本任务是，反映一次设备的工作状态，控制一次设备，在一次设备发生故障时，能使故障部分迅速退出工作，以保持电力系统处在最好的运行状态。二次接线图以国家规定的统用图形符号和文字符号，表示二次设备的互相连接关系。原理接线图，展开接线图和安装接线图。接线图的绘制原则是简明，准确地表示系统的运行状况，便于施工和调试，便于实现自动化。接线图的绘制标准是国际IEC。原理接线图原理接线图：用来表示二次接线各元件（仪表，继电器，信号装置，自动装置及控制开关等的辅助接点）的电气联系及工作原理的电气回路图。特点：（1）二次接线和一次接线中的相关部分画在一起，电气元件以整体形式表示，能表明二次设备的构成，数量及电气连接情况，图形直观形象，便于设计构思和记忆。（2）用统一的图形和文字符号表示，按动作顺序画出，便于分析动作原理，是绘制展开接线图等其他工程图的原始依据；（3）没有表明元件的内部接线，端子标号及导线连接方法等，不能作为施工图纸。原理接线图当A相或C相有短路时，电流互感器一次绕组流过短路电流，其二次绕组感应出I2流经电流继电器KA线圈，KA动作，其动合触点闭合，将由直流操作电源正母线来的电源加在时间继电器KT的线圈上，时间继电器KT启动，经一定时限后其延时动合触点闭合，正电源经过其触点和信号继电器KS的线圈以及断路器的动合辅助触点QF和断路器跳闸线圈YT接至负电源。信号继电器KS的线圈和跳闸线圈YT中有电流流过。两者同时动作，使断路器QF跳闸，并由信号继电器KS的动合触点发出信号。展开接线图展开接线图是将二次设备按线圈和接点的接线回路展开分别画出，组成多个独立回路，作为制造、安装、运行的重要技术图纸，也是绘制安装接线图的主要依据。展开接线图的特点是：①按不同电源划分成多个独立回路，如交流回路：电流回路、电压回路，按A、B、C、N相序分行排列；直流回路：按控制回路、合闸回路、测量回路、保护回路等，按继电器（装置）的动作顺序，自上而下，自左而右排列。②图形右边有对应文字说明（回路名称、用途等），便于分析和读图。③导线、端子都有统一规定的回路编号和标号，便于分类查线、维修和施工。展开接线图读展开图的方法如下：①先一次接线，后二次接线；②由图右文字说明，先看交流回路，再看直流回路；③对各种继电器和装置，先找到启动线圈，再找相应的接点；④对同一回路，由上到下，对同一行，由左到右；⑤对于事故设备分析，先找动作部分，再找相应的信号。安装接线图安装接线图使控制屏（台）制造厂生产加工和现场安装施工用的图，也是用户检修、实验等的主要参考图，是根据展接线开图绘制的。安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图。屏面布置图（从控制屏正面看）将各安装设备和仪表实际位置按比例画出，它是屏背面接线图的依据。屏背面接线图（从屏背后看）表明屏内设备在屏背面的引出端子之间的连线情况以及引出端子与端子排间的连接关系的图纸。端子排图（从屏背后看）表明屏内设备与屏外设备连接情况以及屏上需要装设的端子类型、数目以及排列顺序的图。安装接线图安装接线图中各种仪表、继电器、开关、指示灯等元件以及连接导线，都是按照它们的实际位置和连接关系绘制的，为了施工和运行中检查的方便，所有设备的端子和导线都注有走向标志和编号。安装接线图是最具体的施工图，除典型的成套装置外，订货单位向制造厂家订购控制屏（台）时，必须提供展开接线图、屏面布置图和端子排图，作为厂家制造产品的依据。一般屏背面接线图由制造厂绘制，并随产品一起提供给订货单位。互感器及其接线对高压和大电流的大中型电气设备，其测量仪表和监察保护装置必须经过互感器的变换，方可接到各种表计和自动装置上。在发电厂和变电所中应用最广的是电流互感器(TA)和电压互感器（TV），其工作原理与变压器近似。互感器主要作用有以下几点：（1）将一次系统的高电压和大电流变为易于测量的低电压和小电流，并且规范为标准值：二次额定电压为100V，二次额定电流为5A或1A、0.5A。这样可使测量仪表、控制装置标准化、小型化。（2）将二次设备与一次设备隔离，既保证了人身安全，又使接线灵活、安装方便，维修时不必中断一次设备运行。（3）便于集中控制，易于实现自动化、微机监控和远方操作。CT的结构、原理及表示方法CT电流互感器按结构可分为单匝式、多匝式和多铁芯式三种：（1）单匝式:一次绕组为单根导体，通常为一根主线（母线），用于一次电流较大的场合。（2）多匝式。一次绕组为多匝绕组绕于铁芯上，多用于一次电流较小的场合。（3）多铁芯多匝式。有两个以上铁芯，其一次绕组是共同的（可为单匝或多匝），二次绕组绕于各自的铁芯上，磁路是独立的。CT的变比一、二两侧绕组额定电流之比称为电流互感器的额定变比。电流互感器的变比n为一、二次电流之比，也等于绕组匝数的反比。为适应不同负荷电流测量的需要，电流互感器的变比通常设有：15/5、30/5、50/5、100/5、150/5、300/5等。根据一次电流的大小，可选择合适变比的电流互感器。有时，通用的电流互感器变比不能满足需要时，可适当改变一次绕组的匝数进行调整（此法适用于低电压情况）。CT的构造特点（1）电流互感器一次绕组串接在一次系统电路中，绕组匝数少（一至数十匝），流过一次大的负荷电流（几十至数万安），导线粗，阻抗小。（2）电流互感器二次绕组串接电流表、功率表及继电器等的电流线圈，阻抗相对较小，额定电流为5A或1A（500kV系统中采用）。（3）电流互感器二次绕组不能开路运行。原因是电流互感器正常运行时，二次绕组感应的磁通对一次磁通有去磁作用，其合成磁动势小（数千安），二次绕组感应电动势只有数十伏。当二次绕组开路时，二次绕组的去磁作用为零，合成磁动势大（达1～2万安），铁芯高度饱和，二次侧感应出数千伏电动势，危及设备及人身安全，并且铁损增大，温度上升，精确度下降，所以电力系统规定：严禁电流互感器二次侧开路运行。CT的接线方式电流互感器的接线方式是随测量仪表、继电保护和增大自动装置的要求而定的。常见的接线方式有：单相接线、三相星形接线、两相星形（不完全星形）接线、零序接线等。单相接线只在一相中接入电流互感器。则反映被测相电流。适用于测量三相对称负载的一相电流、变压器的中性点零序电流。三相星形接线在三相电路中各接入一只电流互感器，二次绕组按星形连接；可用于负荷平衡和不平衡的电路中测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等。零序接线三个同型号的电流互感器并联接入仪表或继电器，流入仪表的电流等于三相电流之和，它反映的是零序电流之和，因此专用于零序保护。零序电流互感器在一圆形铁芯中通过三相导线，二次绕组绕在铁芯上。在正常情况下，若三相导线负荷对称，即一次侧电流对称，其相量和为零，铁芯中不产生磁通，因此二次绕组中没有电流。当系统发生单相接地短路时，三相电流之和不为零，出现三倍的零序电流，铁芯中出现零序磁通，则在二次绕组中有感应电动势产生。电压互感器及其接线电压互感器（TV）是一种小型变压器，其一次绕组并联与电力系统一次回路中，二次绕组并接各种测量仪表等二次负荷，绕组电压（在一次绕组为额定电压时）应为100V。PT的结构原理及表示方法二种类型：一种是35kV及以下等级的，类似于小型变压器，如图2－9所示。另一种是在110KV及以上中性点直接接地系统中，常用电容器串联组成的电容分压式电压互感器，接与高压导线与地之间，在临近接地的一个电容器端子上并接一只电压互感器TV，引出100V标准电压，如图2－10所示。PT的结构原理及表示方法电压互感器的表示法如图2－11（单相电压互感器）所示。一次绕组并接与一次回路AX或A、B、C三相，其二次绕组并接上二次负荷ax或a、b、c。PT的变比电压互感器的变比为一次绕组与二次绕组额定电压之比，也等于一、二次绕组的匝数比。为适应不同电压等级的需要，电压互感器的变比通常设有：3000/100、6000/100、35000/100、110000/100、220000/100、500000/100等。根据一次系统的电压等级，可选择合适的电压互感器。PT的构造特点（1）电压互感器一次绕组并接与一次电路(高电压)，绕组匝数多，导线细，阻抗较大。（2）电压互感器二次绕组中并接了二次负荷，如电压表、功率表、继电器等的电压线圈，导线细、阻抗大，近似于断路运行的变压器。电压互感器不能短路运行，否则将出过电流。（3）电压互感器的二次绕组的额定电压（一次绕组为额定电压时）为标准电压100V。PT的极性与电流互感器相似，电压互感器也是减极性接线，也有电路外特性相同的优点。三相电压互感器的接线和极性标志如图2－12所示，因采用减极性接法，外特性相同，所以一次和二次的电流和电压有相同的相量图。PT的接线方式分析单相电压互感器接于线电压上图2－13为一个单相电压互感器接于AB相电压上，其二次绕组有一个接地点，以防一、二次绕组击穿时危及设备和人身安全。但二次绕组接地极不装熔断器。此接线只能测量线电压、频率，或接单相元件的仪表，一般用在大接地电流电网中测量一相对地电压。或在小接地电流电网中测量某一相间电压。PT的接线方式分析三个单相电压互感器星形接法图2－15为三个单相电压互感器接成星形（Y/Y0形），又称三相三柱式电压互感器。一般用于中性点不接地或经消弧线圈接地的小接地电流系统中。该接线可对仪表或继电器提供相间电压和相对中性点的相电压，其一次绕组不接地。如果一次绕组中性点也接地，则成为Y0/Y0接线法，如图2－16所示，电压互感器的一次绕组和二次绕组的中性点是直接接地的，并从二次绕组的中性点引出供接入相电压的中性线。PT的接线方式分析三相五柱式电压互感器左图是具有两个二次绕组的专为小接地电流系统绝缘监察装置设计的一种电压互感器。其特点是：①有5条芯柱，即在三相三柱之间两侧又加设两条辅助芯柱，可作为零序磁通的通路。②有三组绕组，其中一次绕组为星形接线，接到一次回路中；二次侧有两个二次绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组，基本二次绕组为星形接线，接测量仪表，辅助二次绕组为开口三角形接线接零序过电压继电器。PT实用接线分析中性点接地的电压互感器接线（1）适用于110kV及以上电压系统。110kV及以上电压的线路都装有距离保护装置为确保距离保护中的电压回路断线闭锁装置能可靠动作，希望电压互感器二次侧中性点引出线不经任何开关、触点切换，因此一般对110kV及以上的电压互感器多采用中性点直接接地方式。（2）用快速自动开关代替熔断器。为了保证在电压互感器二次回路较远处发生短路时，也能迅速将故障相断开，使断线闭锁装置能快速而可靠地闭锁距离保护，通常用快速自动开关代替熔断器。PT实用接线分析（3）并入电容器作临时电源。为防止在三相同时断线时，断线闭锁装置因失去电源而拒绝动作，在任一相上并联一个电容器C，以通过电容器C供给断线闭锁装置一个不对称临时电源。（4）设3U0小母线。由于110kV及以上电压系统中性点直接接地，线路上装有零序方向保护，功率方向元件需要接3U0电压，因而设有3U0电压小母线A’630。（5）由于中性点直接接地，因而不需装设绝缘监察装置。（6）开口三角形绕组TV’的末端引出试验小母线C’630（试）以检验零序功率方向元件接线的正确性。（7）母线电压表PV经转换开关切换，可测量UAB、UBC、和UCA三种线电压。断路器及其控制

开关设备及断路器概述隔离开关，又称隔离刀闸，用QS表示。它的主要作用是隔断和切换电路，并形成可见空气间隙，以确保检修工作安全进行。另外，用隔离开关还可以按需要改变主接线的接线方式。隔离开关没有灭弧装置，不能断开负荷电流。负荷开关的作用是断开和接通正常运行时的负荷电流，但不能切断短路电流，一般与高压熔断器配合用于10kV及以下电压，且不常操作的变压器或出线上。断路器及其控制

开关设备及断路器概述断路器是电力系统中最重要的开关电器，正常运行时可以接通和切断电气设备的负荷电流，在系统故障情况下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、操动机构及绝缘支座等构成。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。断路器及其控制

开关设备及断路器概述目前在电力系统中有多种不同类型的断路器在运行，常见的有以下几种：（1）多油断路器。多油断路器的触头浸在绝缘的钢桶内，绝缘油除作为灭弧介质及触头开断后的弧隙绝缘外，还作为带电部分与接地外壳之间的绝缘之用，钢桶外壳为灰色标志，表示壳体不带电。多油断路器体积大，用油多，近年来已很少生产。（2）少油断路器。少油断路器的绝缘油只用作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质。油箱外壳一般为红色，表示带电危险，其对地绝缘由瓷介质支柱实现。少油断路器用油少，体积小，在发电厂和变电所中被广泛采用。断路器及其控制

开关设备及断路器概述（3）空气断路器。空气断路器是以高压空气作为灭弧介质和触头断开后的弧隙绝缘介质，并兼作操动机构的能源。空气断路器不用绝缘油，所以动作快，断流容量大，性能稳定，检修周期长，且无火灾危险。但结构复杂，需用一套压缩空气装置。（4）六氟化硫（SF6）断路器。六氟化硫断路器是利用不燃气体SF6作为灭弧和绝缘介质的新型断路器。SF6气体绝缘性好，灭弧能力强（是空气的100倍）,有良好的冷却性。此种断路器断流能力大，绝缘距离小，检修周期长，多用于户外配电装置中。（5）真空断路器。真空断路器是将触头置于密闭真空容器中，利用真空作为绝缘和灭弧介质的。真空断路器体积小、重量轻、性能稳定，不用维护。一般用于较低电压等级中。断路器及其控制

开关设备及断路器概述断路器的控制方式有多种，分述如下。1、按控制地点分为集中控制和就地（分散）控制（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。一般对发动机、主变压器、厂用变压器、35kV及以上电压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及以下线路以及厂用电动机等采用就地控制，将一些不重要地设备放到配电装置内就地控制，可大大减少主控室的占地面积和控制电缆数。断路器及其控制

开关设备及断路器概述2、按控制电源电压的高低可分为强电控制和弱电控制（1）强电控制。从发出操作命令的控制设备到断路器的操动机构，整个控制回路的工作电压均为直流110V或220V。（2）弱电控制。控制台上发操作命令的控制设备工作电压是弱电(48V)，而经转换送到断路器操动的是强电（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。断路器及其控制

开关设备及断路器概述3、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）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供电。4、按对断路器的控制可分为一对一控制和一对N控制（1）一对一控制是利用一个控制开关控制一台断路器，一般适用于重要且操作机会少的设备，如发电机、调相机、变压器等。（2）一对N控制是利用一个控制开关，通过选择控制多台断路器，一般适用于馈线较多、接线、要求基本相同的高压和厂用馈线。断路器的控制断路器控制回路的基本要求（1）断路器操作机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，故在合、跳闸完成后应自动解除命令脉冲，切断合、跳闸回路，以防合、跳闸线圈长时间通电。（2）合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的合、跳闸线圈，单对电磁操作机构，合闸线圈电流很大（35～250A左右），需通过合闸接触器接通合闸线圈。断路器的控制（3）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。（4）断路器既可利用控制开关进行手动跳闸与合闸，又可由继电保护和自动装置自动跳闸与合闸。（5）应能监视控制电源及合、跳闸回路的完好性；应对二次回路短路或过负载进行保护。（6）应有反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同的显示信号。（7）对于采用气压、液压和弹簧操作机构的断路器，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。（8）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。（9）接线应简单可靠，使用电缆芯数应尽量少。断路器控制回路的基本要求断路器的控制控制开关是值班人员直接操作发出控制命令，以改变设备运行状态（断路器跳、合闸）的装置，又称为转换开关。变电所常见的控制开关为LW2系列，有三种类型：①跳、合闸操作都分两步进行，手柄和触点盒有两个固定位置、两个操作位置的封闭式的控制开关（如LW2）.此种开关常用于火电厂和有人值班的变电所中。②跳、合闸操作只用一步，其手柄和触点盒只有一个固定位置和两个操作位置的外露式的控制开关（如LW1），常用于无人值班的变电所及水电站。③跳、合闸一步进行的LWX系列强电小型控制开关，近年来在各种集控台的控制中已得到广泛应用。控制开关及分类LW2系列控制开关图3－1是发电厂和变电所普遍应用的LW2-Z型控制开关的结构图。其正面是一个操作手柄，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。LW2系列控制开关LW2-Z型控制开关的手柄有两个固定位置和两个操作（过渡）位置。其固定位置：垂直位是预备合闸和合闸后；水平位是预备跳闸和跳闸后。其操作位置；合闸操作，由预备合闸（垂直位）右转30°至合闸位，瞬间发出合闸脉冲，手放开后靠弹簧作用使手柄复位与垂直位（合闸后）；其跳闸操作，由预备跳闸（水平位）左转30°至跳闸位，瞬时发出跳闸脉冲，手放开后靠弹簧作用使手柄复位于水平位（跳闸后）。手柄位置及控制功能LW2系列控制开关在每节方形触点盒的四角均固定着四个静触点，其外端与外电路相连，内端与固定于方轴上的动触点簧片相配合。由于簧片的形状及安装位置的不同，组成14中型号的触点盒，代号为1、1a、2、4、5、6、6a、7、8；10、20、30、40、50，如表3－1所示。前9种类型的动触点是固定于方轴上随轴转动的；而10、40、50三种触点在轴上有45°的自由行程，20型有90°自由行程，30型有135°的自由行程。有自由行程的触点其断流能力较小，仅适用于信号回路。触点位置表LW2系列控制开关将数节（一般5～8节）触点盒重叠固定于屏后，方轴穿过其中，动触点随手柄－方轴的转动可接通或断开外电路，以实现控制开关对断路器的控制。根据电路控制的要求，可以相应组配触点盒以形成不同功能型号的控制开关。控制开关的组成LW2系列控制开关为了解控制开关触点盒内各触点的通断情况，常列出各型开关的触点图表。以LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型开关为例列出其触点图表，如表3－2所示。其中;LW2-Z为开关型号；1a、4、6a、40、20、20为开关上由手柄向后以此排列的触点盒的型号；F表示方型手柄面板（0表示圆型面板）。8为1～9种手柄的一种。触点图标及图形符号LW2系列控制开关在发电厂和变电所的工程图中，控制开关的应用十分普遍，常将控制开关SA触点的通断情况用图形符号表示如表3－3所示。表中6条垂直虚线表示控制开关手柄的6个不同的操作位置：C－合闸、PC－预备合闸、CD－合闸后、T－跳闸、PT－预备跳闸、TD－跳闸后。水平线表示端子引线，中间1－3、2－4等表示触点号，靠近水平线下方的黑点表示该对触点在此位置时是接通的，否则是断开的。实际工程图中，一般只将其有关部分画出。LW2系列控制开关合闸操作。手柄原位于水平“跳闸后”位置，现欲进行合闸操作，首先将手柄顺时针转至“预备合闸”位置，然后再顺时针旋转30°至“合闸”位置，此时由表3－2触点图可见，第二节触点盒（4型）的5－8触点接通断路器合闸回路，发出合闸脉冲，使断路器进行合闸。多能工合闸操作完成后，松开手柄，手柄在复位弹簧的作用下自动返回到垂直位置，但此时合闸命令已发出，所以是“合闸后”位置。注意：从表面上看，预备合闸和合闸后手柄处于同一固定位置上，但从触点图上可以看出，对于具有自由行程的40、20两触点盒，其通断情况已发生了变化，因为在合闸操作时，它们的动触点随轴转动，但手柄自动返回，动触点仍留在原合闸位置并不返回。控制开关的应用LW2系列控制开关跳闸操作。手柄原在垂直“合闸后”位置，首先将开关手柄逆时针转至“预备跳闸”位置，然后再逆时针旋转30°至“跳闸”位，此时由表3-2可见，发出“跳闸”脉冲，使断路器进行跳闸。当跳闸操作完成后，松开手柄，手柄在跳闸弹簧的作用下自动返回到水平位置，此时跳闸命令已发出，是“跳闸后”位置，40、20两触点通断情况已发生变化。由以上合闸和跳闸过程可见，两个操作都加入了“预备”过程而将一个操作分成两步进行，这对防止误操作起到重要的预防作用。控制开关的应用LW2系列控制开关断路器的操动机构就是断路器自身的跳、合闸传动机构，设置于断路器近旁的操作箱内。（1）操动机构的组成。断路器的操动机构由合闸机构、分闸机构和维持机构组成。①合闸机构由合闸电磁铁及机械传动结构组成，电磁铁使断路器操动机构贮能，以完成合闸动作。②分闸机构由分闸电磁铁及机械脱扣机构组成，使断路器在跳闸弹簧作用下跳闸。③维持机构使断路器保持在合闸状态。操动机构LW2系列控制开关（2）操动机构的分类。断路器按合闸能源分为：①手动操动机构；②电磁操动机构；③弹簧储能机构；④液压操动机构；⑤气压操动机构；⑥电动机操动机构。（3）对操动机构的要求。为保证断路器能正常工作，其操动机构必须满足如下要求：①有足够的操动能量。合闸时需克服分闸弹簧和压紧触点弹簧等的反作用力（约100kg左右）；合闸电流达几十到数百安培（CD5-XG型为110V，488A）；跳闸时只要脱扣即可（CD5-XG型仅需8A）；②动作迅速。全断路器时间（机械、电气部分总时间）不大于0.08s，超高压断路器要求为0.02～0.04s；③高可靠性，不拒动，不误动。在35kV及以下系统中，目前广为应用的是电磁操动机构的断路器，而110kV及以上系统的断路器多采用弹簧储能和液压型操动机构的断路器。操动机构断路器的基本控制回路简化的断路器基本跳、合闸回路如图3－2所示。图中上下横线是由正负控制电源小母线的引出线，SA是控制开关，由表3－2可知，其5－8触点在“合闸”操作瞬间接通，6－7触点在“跳闸”操作瞬间接通，K1是自动重合闸（APR）出口继电器的动合触点，重合闸动作则动合触点闭合。K2是保护出口继电器的动合触点，继电保护装置动作则动合触点闭合。QF为断路器辅助触点，QF1为动合触点，其通断状态与断路器主触头一致，及断路器在合闸位置时它是接通的，在跳闸位置时它是断开的。QF2是动断触点，其通断状态与其主触头正好相反。KM为合闸接触器，是一种带灭弧罩的中间继电器，当线圈通电时产生电磁力使触点进行切换，动合触点闭合。YT为断路器的跳闸线圈，YT通电则断路器进行跳闸；YC为断路器的合闸线圈，YC通电则断路器进行合闸。+、-为控制电源正负小母线，一般接于110V或220V直流电源上。右边的+、-为合闸小母线，因合闸电流较大（一般在一百至数千安培）；所以与控制电源分开，采用专设的大容量电源。断路器的基本跳、合闸控制回路

断路器的基本控制回路断路器跳合闸回路的工作原理如下：（1）合闸操作。手动合闸是将SA打至“合闸”位，此时其5－8触点接通，而断路器在跳闸位置其动断触点QF2是接通的，所以KM线圈通电，其动合触点接通，断路器YC通电，断路器合闸。当合闸操作完成后，其辅助触点自动切换，断路器之动断辅助触点QF2断开，KM断电，其两个动合触点及自行断开，切断YC电流，KM两个动合触点串接，以增大其断弧能力。断路器之动合触点QF1接通，准备好YT回路。自动合闸是自动装置的触点K1与SA的5－8触点并接实现的。（2）跳闸操作。手动将SA打至“跳闸”位，此时其6－7触点接通，而断路器在合闸位，其动合辅助触点QF1是接通的，所以YT通电，断路器进行跳闸。当跳闸操作完成后，其辅助触点自动切换，断路器之动断辅助触点QF2接通，准备好合闸回路；断路器动合辅助触点QF1断开。自动跳闸是由保护装置出口继电器K2触点与SA的6－7触点并接实现的。断路器的基本跳、合闸控制回路

断路器的基本控制回路如果手动合闸后SA手柄尚未松开（5－8触点仍在接通状态）或自动装置K1的触点烧结，此时发生故障，则保护装置动作，K2触点闭合，YT带电使断路器跳闸，则KM又带电，使断路器再次合闸，保护装置又动作使断路器又跳闸，断路器三这种多次“跳－合”现象称为“跳跃”。如果断路器发生“跳跃”，势必造成绝缘下降，油温上升，严重时会引起断路器发生爆炸事故，危及人身和设备安全。所谓“防跳”就是采取措施以防止“跳跃”的发生。对于6～10kV断路器，可采用有机械防跳性能的CD2型操动机构的断路器，而对没有机械防跳性能的断路器，则应在控制回路中加装电气“防跳”装置。

断路器的“跳跃”闭锁（防跳）控制回路断路器的基本控制回路电气防跳通常有加装中间断路器法、利用跳闸线圈辅助触点切换法和利用保护出口继电器的防跳法等。图3－3是加装防跳中间断路器的断路器控制回路图，它广泛应用于30kV及以上电压的断路器控制。与图3－2相比较，图3－3增加了一个中间继电器KCF。KCF称为跳跃闭锁继电器，常采用DZB-115型的中间继电器，它有两个线圈，一个是电流启动线圈KCF1，串联于跳闸回路中，要求其灵敏度较高（高于跳闸线圈），以保证在线圈跳闸时该电流线圈能可靠启动。另一个是电压（自保持）线圈KCF2，与自身的动合触点串联，再并联于KM回路中，将合闸接触器线圈KM短接。在合闸回路中还串接了一个KCF的动断触点。断路器的“跳跃”闭锁（防跳）控制回路断路器的基本控制回路断路器“防跳”控制回路的工作原理当手动合闸SA的5－8触点未复归或自动装置K1触点烧结，此时发生故障，则继电保护装置动作，YT通电动作，使断路器跳闸；同时，KCF1电流线圈启动，其动合触点闭合，使其经电压线圈KCF2自保持，（断路器跳闸后，KCF1电流线圈即被切除，KCF的动断触点已断开，可靠地切断KM线圈回路，即使SA的5－8触点接通，KM也不会通电，防止了断路器跳跃的发生）。只有合闸命令解除（SA的5－8断开或K1断开），KCF2电压线圈断电，才能恢复至正常状态。跳跃闭锁继电器KCF常装于控制室内保护屏上，也有的装于断路器的操作箱内。断路器的“跳跃”闭锁（防跳）控制回路断路器的基本控制回路断路器的位置应有明确的指示信号，分双灯制和单灯制两种接线回路。（1）双灯制控制回路。断路器的双灯制位置接线如图3－4所示。用红灯（HR）表示断路器在合闸状态，用绿灯（HG）表示断路器在跳闸状态。红、绿灯是利用与断路器传动轴一起联动的辅助触点进行切换的。当断路器在断开位置时，其动断触点接通，绿灯（HG）亮；当断路器在合闸位置时，断路器动合触点接通，红灯（HR）亮。（2）单灯制控制回路。用平光灯和操作手柄位置来表示断路器手动跳、合闸位置。断路器的位置指示回路断路器的基本控制回路图3－5是断路器自动跳、合闸双灯制信号接线图。由图可见，由断路器辅助触点通过信号灯标明自身的跳、合位置状态，而由控制开关SA将信号灯切至平光或闪光时位置来区别是手动或自动跳、合闸的。断路器自动跳、合闸信号回路断路器的基本控制回路1.跳闸信号（1）手动跳闸。SA至“跳闸后”位置时，其触点10－11接通，绿灯（HG）发平光，表示断路器手动跳闸。（2）自动跳闸。断路器在“合闸后”位置，SA的9－10触点通，此时若电路器自动跳闸，其动断辅助触点接通,绿灯（HG）经SA的9－10触点接至闪光小母线M100(+)，绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。(3)绿灯闪光解除。值班人员将SA打至“跳闸后”位置，10－11触点通，9－10触点断开，与断路器位置相对应，绿灯又发平光。断路器自动跳、合闸信号回路断路器的基本控制回路合闸信号（1）手动合闸。SA在“合闸后”位置，触头13－16通，红灯（HR）发平光，表示断路器手动合闸。（2）自动合闸。控制开关和断路器在“跳闸后”位置，SA的14－15触点通，而此时若自动装置使断路器自动合闸，则断路器与SA位置不对应，红灯（HR）经SA的14－15触点接至闪光小母线，所以红灯闪光，表明断路器自动合闸。（3）红灯闪光解除。值班人员将SA打至“合闸后”位置（16－13通），SA与断路器位置相对应，红灯又发平光。断路器自动跳、合闸信号回路断路器的基本控制回路断路器自动跳、合闸时，不仅指示灯要求发出事故音响信号（蜂鸣器）。事故音响也是利用不对应原则实现的，全厂共用一套，其原理接线如图3－6所示。此图是某一条线路的音响起动回路，这里采用了两对SA触点1-3与19－17串联连接的特殊方法，原因何在呢？事故音响信号起动回路断路器的基本控制回路电力系统发生的故障中暂时性故障占70％以上，所以规定：断路器因故障自动跳闸后，应手动（或自动）重合闸一次，以判断故障的性质。如为暂时性故障（风吹树枝碰线、鸟害等），事故将消除，重合闸会成功；如为永久性故障（断线、金属性接地等），当重合与故障线路上，断路器即刻跳闸，并发出音响。在手动合闸操作过程中，当控制开关转到“预备合闸”和“合闸”位置瞬间，由于断路器位置与控制开关位置的不对应可能误发事故音响信号，使值班人员难辩真假，故在接线中应采用只有在“合闸后”位置才接通的这一要求。同理，灯光信号闪光，但实际应用中正好利用信号灯闪光的停止表明合闸操作过程的完成。断路器的基本控制回路此处采用LW2-YZ型控制开关，只有一个信号灯，灯泡装于控制开关的手柄内。用跳闸位置继电器（KCT）的动合触点代替断路器的动断辅助触点，用合闸位置继电器（KCC）的动合触点代替断路器的动合辅助触点，在断路器手动跳闸（或合闸）操作中，SA的1－3（或2－4）触点闭合，KCT(或KCC)动合触点也应与断路器位置相一致，所以由控制开关位置即可判明断路器的跳、合闸位置。断路器的自动跳、合闸状态也是按“不对应”原则设计的。当断路器由于保护装置动作而跳闸（KCT动合触点闭合）或合闸（KCC动合触点闭合）时此时控制开关位置不变（SA的13－14触点或20－17触点接通），闪光电源接通，信号灯HL发出闪光。单灯制的断路器自动跳合闸信号回路断路器的基本控制回路断路器的实际位置可根据信号灯发平光时控制开关手柄的位置来判断：SA在“跳闸后”，则断路器在跳闸状态；SA在“合闸后”，则断路器在合闸状态。而断路器的位置在信号灯闪光时则与控制开关位置正相反。单灯制的断路器自动跳合闸信号回路断路器的基本控制回路断路器控制回路包括回路接线及熔断器，必须对其有经常性的监视，否则当熔断器或控制回路断线（经常是接触不良）时，将不能正常进行掉、合闸。目前广泛采用的完好性监视方式有两种，即灯光监视和音响监视。中小型发电厂和变电所一般采用双灯监视方式，而大型发电厂和变电所则多采用单灯加音响监视方式。断路器控制回路完好性的监视断路器的基本控制回路(1)双灯监视方式。根据位置指示灯状态来监视控制回路的完好性。在图3－5中，当断路器在跳闸位置时，若回路完好则绿灯（HG）亮，否则说明熔断器熔断或合闸回路断线。同理，红灯（HR）亮表示断路器在合闸位置，同时说明跳闸回路完好。(2)单灯加音响方式。根据控制开关的指示灯与音响信号来监视控制回路的完好性。图3－9中，将KCT和KCC的动断触点串联接于控制回路断线小母线（M7131）,当控制回路熔断器FU熔断时，KCC和KCT同时断电，其动断触点同时闭合，接通信号继电器KS，然后发出断线音响和光字牌信号，由控制开关手柄内的指示灯的熄灭，可找出故障回路。断路器控制回路完好性的监视实用的断路器控制器与信号接线分析图3－8是电力系统常用的双灯制电磁操动机构的断路器控制回路图。由图可见，它是由前述基本控制回路图3－2、图3－3、图3－4、图3－5组合而成的。图中，＋、－分别为控制小母线和合闸小母线（合闸母线接大容量的电源）；M100（＋）为闪光小母线；M708为音响小母线；－700为信号小母线的负极端；SA为LW2-Z-1a、4、6a、4a、20、20/F8型控制开关，FU1～FU4为熔断器。实用的灯光监视的断路器控制与信号回路实用的断路器控制器与信号接线分析（1）手动合闸或自动装置合闸回路。手动合闸，SA的5－8触点接通（或自动装置动作，其K1动合触点闭合），将绿灯（HG）短路，控制母线电压加到合闸接触器（KM）的线圈上，其动合触点闭合，起动断路器四合闸线圈YC，断路器合闸。手动跳闸或保护装置动作。手动跳闸，SA的6－7触点接通（或保护动作，K2触点闭合），将红灯（HR）短路，断路器跳闸线圈（YT）的电阻大于跳跃闭锁继电器（KCF1）电流线圈的电阻，YT上承受足够大的电压，使YT起动，QF跳闸。实用的灯光监视的断路器控制与信号回路原理实用的断路器控制器与信号接线分析（3）跳、合闸控制回路完整性监视。在跳、合闸回路中串入指示灯：①跳闸回路。合闸后SA的16－13接通，在红灯HR与YT回路中，HR亮表示QF在合闸位置（QF动合触点闭合状态），且跳闸回路完好。虽YT回路通，但红灯及附加电阻R2的阻值远大于YT的阻值，YT上电压达不到其动作值，所以QF不动作；只有手动合闸SA的6－7触点接通或保护动作，K2触点闭合，将HR短路时，YT上电压达到其动作值，断路器才跳闸。HR上的附加电阻R2是防止在HR短接时YT误动作而设置的。②合闸回路。同理，跳闸后SA的10－11触点接通，绿灯亮，不仅表示断路器是跳闸位置，而且说明合闸回路是完好的（KM回路接通）。实用的灯光监视的断路器控制与信号回路原理实用的断路器控制器与信号接线分析（4）自动跳、合闸的监视信号。断路器自动跳合闸则灯光发闪光信号：①自动合闸。跳闸后SA的14－15触点接通，此时若QF自动合闸，则HR经SA的14－15触点接闪光小母线M100（＋），HR闪光。②自动跳闸。合闸后SA的9－10触点接通，此时若QF自动跳闸，则HG经SA的9－10触点接闪光小母线M100（＋），HG闪光。（5）熔断器完好监视。HR或HG有一个亮，则表明熔断器FU是完好的。实用的灯光监视的断路器控制与信号回路原理实用的断路器控制器与信号接线分析（6）KCF的动合触点串一电阻R4且与K2动合触点并联。当K2先于QF跳开时，必先烧K2的触点；而加入KCF的动合触点，QF在合闸位，即使K2先跳开，因有KCF及R4与之并联，所以K2触点也不会烧坏。（7）灯光监视控制回路的优点。该控制回路结构简单，红、绿灯指示断路器的位置比较明显；但在大型发电厂和变电所中，因控制屏多，所以必须加入音响信号，以便即使引起值班人员注意。实用的灯光监视的断路器控制与信号回路原理实用的音响监视（单灯制）的断路器控制与信号回路

图3－9是电流系统常用的音响监视的单灯制断路器控制回路图。由图可见，此图是由前述基本控制回路（见图3－2、图3－3、图3－7等）组合而成的。与灯光监视的控制回路（见图3－8）相比，主要区别及特点是：（1）控制回路[图3－9（a）]与信号回路[图3－9（b）]分开，控制开关LW2-YZ型只有一个信号灯，灯泡装在控制开关手柄内，其触点图见表3－4所示。（2）控制回路[图3－9(a)]中，在合闸回路中用KCT线圈代替绿灯（HG），在跳闸回路中用KCF线圈代替红灯（HR），其余完全相同。实用的音响监视（单灯制）的断路器控制与信号回路

（3）信号回路[图3－9（b）]中，用KCC的动合触点代替QF的动合辅助触点，用KCT的动合触点代替QF的动断辅助触点。（4）断线监视信号回路[图3－9(c)]中，用KCT和KCC的动断触点相串联控制回路断线预告小母线M731，开关手柄中信号灯是经常亮着的，若灯光熄灭，则说明熔断器熔断、控制回路断线或灯泡烧坏。同时“控制回路断线”光字牌点亮，并发出相应音响信号。实用的音响监视（单灯制）的断路器控制与信号回路

（5）断路器位置状态的判断方法归纳为：①手动合闸。SA在“合闸后”位，其触点20－17通，2－4通，KCC动合触点闭合，灯发平光，则表明QF在（手动）合闸位；②自动跳闸。SA在“合闸后”位，其触点13－14通；如有事故发生，则保护使QF自动跳闸，KCC动合触点断开，KCT动合触点闭合，信号灯发闪光，表明SA自动跳闸；③手动跳闸。SA在“跳闸后”位，其触点1－3通，14－15通，经KCT动合触点，信号灯发平光，表明QF手动跳闸；④自动合闸。SA在“合闸后”位，其触点18－19通，若自动装置动作，K1触点闭合，则KCC动合触点闭合，信号灯发闪光，表明QF自动合闸。可见，单灯制控制回路，需由灯光（平光或闪光）及控制开关SA手柄的位置来共同确定断路器QF的位置状态。液压操动的断路器控制回路图3－10是液压操动、采用灯光监视的断路器控制回路，控制开关是LW2-Z型的，其特点是跳、合闸的动力是靠液体压力，所以合闸电流小，只需2A即可；并设有压力异常报警、自动稳压和压力异常闭锁合闸操作等功能。液压操动的断路器控制回路图中，+700、-700为信号小母线；S1～S5为液压机构微动开关的触点，其动作位置与液体压力有关；S6、S7为压力表电触点，各触点的动作值如表3－5所示。KC1、KC2为中间继电器，KM为直流接触器，M为直流电动机，其他设备与图3－8中相同。

液压操动的断路器控制回路（1）液压操动机构的压力控制。为保证断路器的正常工作，油压应维持在15.8～17.5MPa的范围内，否则应进行自动调节。①当油压低于15.8MPa时，微动开关的触点S1、S2都闭合：S2闭合使直流接触器KM启动，其两对动合触点同时闭合，KM1触点经S1形成KM的自保持回路；KM2与KM3触点同时串接于油泵电动机M回路，使电动机启动升高油压，KM触点闭合，发出动断启动信号。②当油压上升至17.5MPa时，S1才断开，KM线圈失电，油泵电动机M因KM2和KM3的断开而停止运转。这样便自动维持了油压在15.8～17.5MPa范围内。液压操动的断路器控制回路（2）油压异常时发出信号。①当油压降至14.4MPa时，微动开关的触点S3闭合，发出油压降低信号；②当油压降至13.2MPa时，微动开关S4断开，切断了断路器合闸回路，实行“油压降低闭锁合闸”功能，避免断路器在油压过低时合闸的“慢爬”现象；③当油压降低到10MPa以下S6闭合，油压超过20MPa时S7闭合，都能使中间继电器KC2启动，由其动合触点闭合以发出油压异常信号。液压操动的断路器控制回路（3）油压严重下降时，断路器自动跳闸。因油压严重下降时，由于压力不足不能完成断路器在发生故障时正常跳闸的功能，所以当油压降至12.6MPa时，S5便闭合，启动中间继电器KC1，其动合触点闭合，接通断路器跳闸线圈YT，使断路器自动跳闸。因S4在油压降至13.2MPa时已断开，切断合闸回路，所以不会再合闸。信号系统在发电厂和变电所中，值班人员仅利用测量表计对设备和系统的运行状态进行监视是不够的，还必须借助信号装置反映设备的正常和非正常运行状况，并作为互相联络和传达信息命令的手段。由于声、光信号比指示仪表更直观和醒目，更能引起人们的注意，所以各种信号成为值班人员发现与分析故障、协调生产的有力工具。信号系统按其用途不同常分为：事故信号、故障（预告）信号、位置信号、指挥信号与联络信号等。由于事故信号与故障（预告）信号全厂共用一套并设于中央控制室（主控制室）内，因此又称为中央信号系统。

(l）事故信号。电气设备发生事故，造成跳闸、停机或严重不正常状态时，事故信号装置发出音响报警（蜂鸣器，又称电笛或电喇叭）及灯光（内光）信号，指明事故设备及性质，以便值班人员及时进行分析处理。信号系统(2）故障（预告）信号。当电气设备运行出现不正常状态，如过负荷、变压器轻瓦斯等，并不立即造成设备损坏或危及人身安全，但如不及时处理，可能发展为事故，则预告信号装置发出音响报警（电铃）和光信号（光字牌）。(3）中央信号装置的性能分类。①按动作性能分为重复动作和不重复动作两种：重复动作是当出现事故（故障）时，发出灯光和音响信号；稍后紧接着又有新的故障发生时，信号装置应能再次（多次的）发出音响和灯光信号。不重复动作是第一次故障尚未消除，又发生第二次故障时，不能发出音响信号（只能点亮光字牌），②按复归方式分为中央复归和就地复归两种。所谓中央复归，就是在主控制台上用按钮开关将信号解除并恢复到原位；所谓就地复归，就是在设备安装地操作控制开关复归信号．信号系统(4）位置信号。表明开关电器、控制电器及设备的位置状态。例如断路器、隔离开关、接触器等的通、断状态。通常断路器位置用红绿灯，隔离开关用MK-9型位置指示器表示。(5）指挥信号。由主控制室向各车间发操作命令的信号，如主控制室向汽机车间发“增负荷”、“减负荷”、“停机”等命令。信号系统担任极其重要的作用，必须具备以下功能。(1）断路器事故跳闸时，能瞬时发出事故信号，同时位置指示灯闪光，并点亮相应的光字牌。(2）设备发生事故或故障时，能瞬时或延时发出相应的音响、灯光和掉牌信号。(3）事故和故障信号应能重复动作，并能手动或自动复归，而表明故障地点和性质的光字牌应能暂时保留，以便帮助查找和分析事故。

(4）在继电保护及自动装置动作后，应能及时将信号继电器手动复归，并设“信号未复归”小母线，发送光字牌信号。事故信号是发电厂和变电所发生事故时断路器跳闸的信号，是最紧急性信号。事故信号简化的事故信号装置就地复归的事故音响信号装置简化的就地复归事故音响信号装置如左图所示。图中，HA为蜂鸣器，M7O8为事故音响小母线。当有任何一台断路器发生事故跳闸时，由于控制开关与断路器位置不对应，使直流信号小母线负极-700与事故音响信号小母线M708正电源接通，蜂鸣器发出音响。为了解除音响，值班人员需找到指示灯（由红灯变绿灯且闪光）的相应控制开关SA，就地将手柄打到相应的跳闸后位置，其触点1-3与19-17断，则音响解除，同时信号灯闪光消失。

事故信号简化的事故信号装置中央复归（不重复动作）的事故信号装置在发生事故时，通常希望音响信号能尽快地解除，以免干扰值班人员进行事故处理，而将光字牌信号保留一段时间，以便判断事故的性质及发生地点。这就要求音响信号能在一个集中、方便的地点（一般在主控制台上）手动解除，这就是中央复归。当有任何一台断路器发生事故跳闸时，通过SA和QF的不对应回路接通-700和M708,HA发出音响，值班人员听到音响后，只需在主控台上按一下音响解除按钮SB1，音响立即停止。由左图可见，当按下SB1时，中间继电器KC的线圈中有电流流过，KC动作并通过自身动合触点实现自保持，同时KC动断触点断开，切断HA回路，使音响解除。继电器KC的自保持回路在不对应回路复归（手动SA打至“跳闸后”）后即自行还原。SB1用手按下时接通电路，手放开后即自行断开。SB是蜂鸣器实验用按钮。事故信号简化的事故信号装置所示电路的缺点是音响信号不能重复动作，即当前次发出的音响信号被解除，如果相应的启动回路尚未复归时，又有第二台断路器事故跳闸，由于KC的动断触点一直处于断开状态，HA不会再发声音响信号。因此图5-2所示事故音响信号装置只适用于断路器数量较少的发电厂和变电所，在大、中型发电厂和变电所内需采用中央复归能重复动作的事故信号装置。中央复归能重复动作的事故信号装置事故信号中央复归能重复动作的事故信号装置接线方案很多，应用最多的是由冲击继电器（又称信号脉冲继电器）来实现的。冲击继电器有不同的型号，但都有一个脉冲变流器U（又称微分变压器）和相应的执行元件构成。事故音响信号的起动装置左图是事故音响信号的起动电路图。图中U为脉冲变流器，K为执行继电器。此两部分构成有重复动作功能的机构，称为冲击继电器。

中央复归能重复动作的事故信号装置事故信号（1）事故音响信号起动。当-700和M708之间某一不对应回路（图中为QF自动跳闸不对应回路）接通时，在U的一次绕组电流从初始状态的零值增大到稳态值（4A左右）的瞬变过程中，U的二次绕组中感应出一个尖峰脉冲电流，此电流使执行继电器K动作（冲击动作电流为0.2A）。K动作后即去起动事故音响信号装置。（2）当变流器U一次绕组中流过的电流达到稳定值后，铁芯中的磁通不再变化，二次绕组回路中的感应电流即行消失，音响信号将靠本身的自保持回路继续发送，直至音响解除命令发出为止。中央复归能重复动作的事故信号装置事故信号（3）重复动作：当上一次发出的音响信号已被解除，而1QF与1SA的不对应回路尚未复归之前，又有另一回路断路器2QF事故跳闸，则2QF与2SA不对应回路接通，在-700与M708之回又并联上一条起动回路，使-700与M708之间的阻值发生变化（减小），引起U一次绕组中的电流发生变化（增大），在二次绕组回路中再次感应出一个脉冲电流，继电器K再次冲击起动音响信号装置。以后每多并联一条不对应回路，都会发生以上过程，音响信号起动一次，从而实现重复动作的目的。隔离开关及其控制隔离开关的用途在高压电网中装设有大量的隔离开关，其主要用途如下：（1）隔离电源。用隔离开关隔离带电和不带电的设备，并有明显的空气间隙。（2）倒闸操作。在双母线制的电路中，利用隔离开关将设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线上供电。（3）用以断开或接通小电流回路。因为隔离开关没有专用的灭弧装置，所以不能断开和接通负荷电流和短路电流，只能切断和接通空载短线路、空载中小变压器以及空载母线。（4）与接地倒闸互锁实现接地操作，将隔离开关与接地倒闸连接，可实现方便、可靠地接地操作：先断开隔离开关，后闭合接地刀闸；先断开接地刀闸，后闭合隔离开关。隔离开关及其控制隔离开关的操作方式隔离开关的操作就地操作和远方操作两种方式。110kV及以下的隔离开关，一般采用就地操作；220kV的隔离开关一般就地操作，也有采用远方操作的；500kV隔离开关为剪刀（旋转）式开断操作的，都采用远方电动操作。隔离开关的位置信号对设于现场的隔离开关的通断位置，需要通过控制屏上的位置指示器进行及时了解和监视。目前电力系统广泛应用的MK-9T型隔离开关位置指示器，如图4－1所示。其接线图和控制屏上位置模拟图则如图4－1所示。图4－1（b）是对应隔离开关1QS和2QS的两个位置指示器1Y和和2Y，每个隔离开关有一对动合和动断触点，位置指示器的线圈和模拟条的结构及位置如图4－2所示。隔离开关的位置信号（1）模拟条垂直位。当隔离开关动合触点闭合时（合闸位），此时指示器的线圈Y2通电，电磁力将模拟条吸至垂直位。（2）模拟条水平位。当隔离开关动断触点闭合时（跳闸位），此时位置指示器的线圈Y1通电，其电磁力将模拟条吸至水平位。（3）模拟条呈倾斜位。当位置指示器线圈都不带电时，由平衡弹簧作用使模拟条处于45°倾斜位。在图4－1中，若线路不通电，则两个隔离开关都处于分闸状态时，则两个位置指示器1Y12Y1和都将带电，模拟条同时呈水平位置。隔离开关的控制回路电动操作隔离开关的控制回路图4－3是CJ5型电动（机）式操作隔离开关的控制回路，常用于GW4-220D/1000型户外式220kV隔离开关的分、合闸操作。图中，SB1、SB2为合、跳闸按钮；SB为紧急解除按钮；QF为断路器（辅助触点）；KM1、KM2为合、跳闸接触器；K为热继电器；QSE为接地刀闸的辅助触点；S1、S2为隔离开关合、跳闸终端开关。

隔离开关的控制回路电动操作隔离开关的控制回路（1）隔离开关合闸（投入）操作。相应断路器QF在分闸状态时，其动断辅助触点闭合；接地刀闸QSE在断开位置，其辅助常闭触点闭合；隔离开关QS在跳闸终端位置（其跳闸终端开关S2闭合）、无跳闸操作（即KM2的动断触点闭合）时，按下隔离开关合闸按钮SB1，启动合闸接触器KM1，KM1的动合触点闭合，使三相交流电动机M正向转动，使隔离开关QS轻松进行合闸，并经KM1的动合触点KM1-1进行自保持，以使隔离开关合闸到位。隔离开关合闸后，跳闸终端开关S2断开，（同时S1合上为跳闸作好准备）。合闸接触器KM1失电返回，电动机M停止转动。自动解除合闸脉冲。

隔离开关的控制回路电动操作隔离开关的控制回路（2）隔离开关分闸操作。相应断路器QF在分闸状态动断辅助触点闭合；QSE动断辅助触点闭合，隔离开关QS在合闸终端位置，（S1已闭合）。KM1动断触点闭合；此时，欲使隔离开关QS分闸，只要按下SB2跳闸按钮，启动跳闸接触器KM2，KM2的动合触点闭合，使三相电动机M反向转动，使隔离开关QS2进行跳（分）闸。并经KM2的动合触点KM2－1自保持，使隔离开关分闸到位。隔离开关分闸后，分闸终端开关S1断开（同时S2闭合为合闸操作作好准备），S2闭合，分闸接触器KM2失电返回，电动机M停止转动。隔离开关的控制回路电动操作隔离开关的控制回路（3）电动机紧急停止。在跳、合闸操作过程中，如遇某种原因需立即停止跳、合闸操作，则可按下紧急解除按钮SB，使跳、合闸接触器失电，电动机立即停止转动。（4）跳、合闸回路保护。电动机M启动后，若遇电机回路故障，则热继电器K动作，其动断触点断开控制回路，停止操作。此外，KM1与KM2的动断触点互相闭锁跳、合闸回路，以避免操作混乱。隔离开关闭锁回路隔离开关没有专用的灭弧装置，不能用来切断或接通负荷电流和短路电流，如果在带负荷的情况下拉开隔离开关（通常称带负荷拉刀闸），将造成严重事故。所以，必须与断路器配合使用，并规定：断开电路时，先断开电路器再拉开隔离开关；接通电路时，先合上隔离开关再合断路器。为防止误操作，除规定必要的操作规程外，在隔离开关与断路器之间还装设了机械或电气的闭锁装置。机械闭锁装置一般用于10kV配电装置GG-1A型开关柜及GFC型小车式开关柜中。机械闭锁实现的方法是，在CS2型手动操作机构上的锁闩处，加装受断路器操作机构控制（联动）的挡板，如图4－5所示。图中隔离开关操作机构的手柄在断路器操作机构CS2型的上方。在隔离开关操作手柄上焊以扁钢撑条2，挡板3焊在断路器操作机构手柄4的轴5上，操作如下：隔离开关闭锁回路1.断开电路时，先断开断路器，后断隔离开关断路器和隔离开关都处在合闸位置，隔离开关的手柄1和断路器的手柄4都停在上方，此时隔离开关手柄1通过撑条2被挡板3挡住，不能向下转动，而必须先断开断路器使其手柄4转到下方4′处，隔离开关手柄1方能拉下。这就防止了在断路器处于合闸位置时，误拉隔离开关的事故发生。2.接通电路时，先合上隔离开关，后合上断路器在断路器和隔离开关都处在分闸位置时，隔离开关的手柄1和断路器手柄4都停在下方。此时应先合上隔离开关，再合断路器，否则，如果先合上断路器，其手柄4已置于上方，则隔离开关手柄被挡在里面，隔离开关无法被拉动合闸。这样保证了合上断路器便不能合隔离开关，避免了误合闸事故的发生。电气闭锁装置及工作原理

在35kV及以上配电装置或隔离开关与断路器不在同一个开关柜时，不能实现机械闭锁，必须采用电气闭锁装置。电气闭锁装置是采用电磁锁来实现的。.电磁锁构造及电磁锁由电锁和电钥匙两部分组成，其构造如图4－6（a）所示。电磁锁的工作原理如图4－6（b）所示。由图可见，电锁固定在隔离开关的操动机构上，电钥匙是可以取下的。电锁用来锁住操动机构的转动部分。在电钥匙不带电时，锁芯1在弹簧的压力下销进操动机构上的小孔内，使操动机构的手柄不能转动。电钥匙上有一个线圈5和一对插头4，在电锁上有固定插座3。电气闭锁装置及工作原理

电磁锁的工作原理（1）断路器在分闸位置时隔离开关可以操作。当断路器在断开位置时，其操动机构上的动断辅助触点接通，给插座3加上直流电压。此时，如要将隔离开关断开，可将电钥匙的线圈插头4插入插座3中，于是有电流流过线圈5，产生磁场，在电磁力的作用下，锁芯1被吸出，锁被打开，则隔离开关操作手柄可以自由运转，隔离开关可以进行分、合闸操作。电气闭锁装置及工作原理

电磁锁的工作原理（2）断路器在合闸位置时隔离开关不能操作。断路器在闭合状态时，由于其动断辅助触点是断开的，电磁锁插座上没有电源，即使将电钥匙的插头插入，电锁也不能被打开，隔离开关手柄不能转动，隔离开关也就不能进行拉、合闸操作，防止了带负荷拉刀闸（隔离开关）的误操作发生。(3)电磁锁解除按钮。由左图可见，当将电磁锁解除按钮按下时，即使断路器在分闸位置，插座3有电压，电钥匙线圈也将因失电而不能打开电锁，使隔离开关不能进行分、合闸操作。电气闭锁装置的接线按隔离开关用途的不同，电气闭锁装置可分为：单母线系统的电气闭锁、双母线系统的电气闭锁、双母线分段断路器的隔离开关闭锁、发电机－变压器组的隔离开关闭锁、隔离开关与接地刀闸之间的闭锁等不同接线单母线系统的电气闭锁装置接线左图为单母线系统的电气闭锁装置接线图。图中YA1和YA2分别为隔离开关QS1和QS2的电磁锁插座，其工作原理分析如下：手动断开线路的操作。要断开运行的线路，首先应断开断路器，其动断辅助接点QF接通，将合闸母线上的电压引至母线隔离开关电磁锁插座YA1及线路隔离开关电磁锁插座YA2上。当将电钥匙插入线路隔离开关的电锁插座YA2内时，电钥匙的内部线圈即被接通（参见图4－6），电磁铁被磁化，将电锁内铁芯吸出，从而解除了隔离开关手柄的闭锁，使其可以进行手动操作，将隔离开关拉开。同时用铁芯将隔离开关手柄重新锁住在断开位置上。电气闭锁装置的接线操作母线隔离开关QS1的顺序与线路隔离开关QS2相同。当电钥匙的电磁铁被磁化后，即能把母线隔离开关电锁YA1中的铁芯吸出，然后手动断开母线隔离开关，同时用铁芯将手柄锁在断开位置上。如果值班人员在断路器未断开时先去拉隔离开关，由于此时断路器在合闸位置，其辅助触点QF不能接通电钥匙的线圈回路，铁芯不会被吸出，隔离开关手柄仍被手柄锁住不能进行操作，因此不会造成误操作事故。（2）手动投入线路的操作。其操作顺序与断开线路时相反，即应先合上线路隔离开关及母线隔离开关，最后再合上断路器。如果误操作先合上断路器，再合隔离开关，由于电钥匙线圈回路已被断路器的动断辅助触点切断，电锁中铁芯不能被吸出，隔离开关手柄被锁住，因此不会发生误操作。双母线系统的电气闭锁装置接线

在双母线配电装置中，除一般断开或投入线路的操作外，为了切换负荷，还经常需要在不断开线路器的情况下，进行母线隔离开关的切换操作。隔离开关的操作原则是：等电位时隔离开关可自由操作。图4－8中当QS4断开，QF1在分闸位置时，可操作QS3;当QS3断开，断路器在分闸位置时，可操作QS4;当母联断路器QF及两侧隔离开关QS1、QS2均投入时（即双母线并列运行），如果QS3已投入，可操作QS4;QS4已投入，则可操作QS3;QF1在分闸时，可操作QS5.双母线系统的电气闭锁装置接线

假定隔离开关QS3、QS5在合闸位，QS4断开时的情况。（1）手动断开线路的操作。先断开线路断路器QF1，并把合闸小母线电源加到电锁YA3和YA5的插座上。用电钥匙打开线路隔离开关QS5手柄上的电锁YA5，并断开QS5。继而用电钥匙打开母线隔离开关QS3的手柄上的电锁YA3，并断开QS3。这样便完成了手动断开线路的操作过程。双母线系统的电气闭锁装置接线

（2）手动投入线路的操作。先用电钥匙打开QS3手柄上的电锁YA3,再用电钥匙打开QS5手柄上的电锁YA5,合上QS5；最后合上线路断路器QF1,使线路接到I母线上运行。当断路器在合闸位置时，由于电气闭锁回路断路器的动断辅助触点切断，电钥匙线圈不带电，不能吸出电锁铁芯，隔离开关被闭锁，不能动作，故不会造成隔离开关误动作。双母线系统的电气闭锁装置接线

(3)把线路从I母线切换到Ⅱ母线。假定母联断路器QF和隔离开关QS1和QS2以及QS4在断开位置，线路断路器QF1、线路隔离开关QS5、QS3在合闸位，不断开QF1及QF5的条件下，将线路转到Ⅱ母线上供电，其倒闸操作顺序为：①先用电钥匙打开两台母联隔离开关QS1和QS2的电锁YA1和YA2，并合上两隔离开关。②合上母联断路器QF。注意，两母线并列需符合并列条件。③用电钥匙打开母线隔离开关QS4操作机构上的电锁YA4,并把QS4投入到Ⅱ母线上去。④当QS4投入后，由于QS3与QS4之间无电位差，因此，可用电钥匙继续打开电锁YA3，并把QS3从第I母线断开。⑤完成上述操作后，就可断开母线联络断路器QF，随后用电钥匙分别打开电锁YA1和YA2，并断开母线联络隔离开关QS1和QS2。操作电源发电厂和变电所中的各种设备的操作、控制、信号、保护及自动远动装置，都需要有可靠的供电电源，由于这电源特别重要，所以一般都专门设置，通常又称其为操作电源。对操作电源系统的基本要求（1）操作电源系统必须充分可靠，一般应设独立的直流电源系统，以确保在交流系统故障时也能对重要用电设备不间断供电。（2）应具备足够的容量，以保证在正常情况下，直流母线电压在额定值的100％～105％范围内，事故情况下不低于额定值的90％。（3）在蓄电池充电或核对性放电时，应保证不影响对设备的供电。（4）使用寿命长，维护工作量少，设备投资省；噪声干扰小，布置面积小。操作电源发电厂及变电所的操作电源分为直流操作电源和交流操作电源，以直流操作电源