高壓斷路器的操作回路原理高壓斷路器的操作回路原理高壓斷路器的操作回路原理xxx公司高壓斷路器的操作回路原理文件編號：文件日期：修訂次數：第1.0次更改批準審核制定方案設計，管理制度高壓斷路器的操作回路原理分析1.

高壓斷路器的操作回路

高壓斷路器簡介高壓斷路器又稱高壓開關，是電力系統中最重要的控制電器設備，它可以控制線路的斷開的合閘。發電機、變壓器、高壓輸電線路、電抗器、電容器等多種電氣設備的投運或停運是由相連斷路器的合閘或分閘來實現的。運行中一次設備發生故障時，繼電保護裝置動作，跳開（分閘）離故障設備最近的斷路器，使故障設備脫離運行電源。斷路器是電力系統操作頻繁的設備。斷路器的類型很多，就基本結構而言，是由開斷元件、支撐和絕緣件、傳動元件、基座、操動機構五個基本元件構成。根據斷路器所采用的滅弧介質，可分為油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6（六氟化硫）斷路器、真空斷路器四種類型。

操作回路簡介發電廠和變電所中的斷路器，大部分不是直接在斷路器操動機構上操作的，而是采取與操作回路配合使用。一般斷路器的均要求遠方可以操作，就是在控制室可以對遠在幾十米或幾百米外的斷路器進行操作。操作時，必須有發出電流脈沖的機構，經過操作回路，對斷路器進行控制。如果發出電流脈沖的是保護裝置，則為保護跳合閘；如果是操作開關，則為手動跳合閘；如果是后臺系統，則為遙控跳合閘。在發出電流脈沖的機構與斷路器的操動機構之間的部分，稱為操作回路。國內的保護裝置大部分自帶操作回路，其主要功能有：1）能進行遠方手動合閘、分閘，能由繼電保護、自動裝置實現跳、合閘。2）正常運行時，能指示斷路器的分、合閘位置狀態。3）能保證跳合閘回路操作結束時，由斷路器輔助接點進行斷弧，以保護繼電保護裝置的接點輸出。（保持功能）4）能監視操作電源是否正常，能監視下次操作時回路是否正常。5）有防止斷路器連續重復合、跳的“跳躍”閉鎖裝置。6）對液壓操作機構應有液壓降低壓鎖功能。（一般為35KV以上電壓等級的斷路器才會使用SF6液壓機構。）

操作回路原理圖

上圖為一個典型操作回路應用圖。方框內為操作回路原理圖，方框外為操作回路的應用接線，兩相對照，以助于理解。其中，DL是斷路器輔助接點，它的位置與斷路器的開合關聯，且開斷能力大。跳合閘時電流一般可達到5A，開斷5A的電流要求強開斷能力，只有斷路器的輔助接點可以。HQ為合閘線圈，大電流通過時，即可帶動操動機構，使斷路器合閘，TQ為跳閘線圈，大電流通過時，即可帶動操動機構，使斷路器跳閘。ZHQK是一個手動操作開關，手動的位置不同，可以使不同的接點閉合，從而去啟動手跳、手合。

位置監視跳位監視回路中，TWJ是一個電壓繼電器，其通電線圈接到斷路器的合閘回路中，與開關常閉接點、合閘線圈串聯在一起，對合閘回路進行監視。當開關處于跳位時，開關常閉接點閉合，TWJ導通，輸出常開接點，去點亮跳位燈。合位監視與此類似。TWJ與HWJ的常閉接點，串在一起，構成了控制回路斷線監視功能。正常時，斷路器不是處于合位就是跳位，所以這兩個接點串在一起應該是開位，如果電源失電時，兩個繼電器失電，則兩個接點全部閉合。這就表示控制回路斷線故障。

合閘回路HBJ、TBJ2，與開關常閉接點、合閘線圈串聯在一起，構成了合閘回路。其中HBJ的常開接點并在前面，起到了保持作用。TBJ2是用于防跳回路的。當開關準備合閘時，它必定是先處于分閘位置。此時DL的常閉輔助接點為閉合。當手合時，正電通過ZHQK的1-2接點引入到合閘回路中，這樣大電流就通過HBJ，流過HQ，完成合閘。電流通過HBJ時，HBJ的常開接點閉合，保持住了電流，即便這時操作開關已斷開，電流還是會維持到斷路器合上。當斷路器合上時，斷路器的常閉輔助接點隨即打開，斷開了合閘回路，合閘過程結束。

手動操作與保護操作從操作回路原理圖上可以看到，手動操作跳合時，均經過一個SWJ雙線圈繼電器，同時經過一個二極管，引到跳合閘回路中。這個二極管可以防止保護跳合閘時來啟動SWJ。雙位置繼電器有兩個線圈，一個是動作線圈，一個是復歸線圈。當動作線圈通電時，繼電器輸出接點閉合，復歸線圈通電時，輸出接點斷開。兩個線圈同時通電或均不通電時，輸出接點維持原狀態。這個繼電器主要用于區分手合、手跳與保護合、保護跳閘。舉例說來，如果是手跳斷路器，重合閘就不需重合，如果是繼電保護來跳斷路器，重合閘就需重合，這時SWJ的接點狀態就可以分辨出手跳與保護跳。當手合時，SWJ的接點為1，手跳時，SWJ接點為0。保護跳合時，SWJ的位置不變。

跳閘回路跳閘回路的動作過程同合閘回路類似。

防跳回路當斷路器的控制開關在合閘位置（或合閘控制回路由于某種原因接通），當線路存在故障時，繼電保護裝置動作于斷路器跳閘，此時斷路器發生再合閘、跳閘，多次重復動作的現象，稱“跳躍”。斷路器的跳躍對自身損傷極大，多次跳躍有可能導致爆炸。斷路器防跳回路就是為避免這種情況發生而設計的，當斷路器跳躍時，防跳回路經繼電器互相閉鎖，可以達到強制斷開合閘回路的功能，從而使斷路器一直位于跳位。在操作回路原理圖中，當跳閘回路與合閘回路同時接通時，TBJ1導通，TBJ1的常開接點閉合，防跳回路導通，TBJ2導通，TBJ2的常閉接點斷開，從而斷開了合閘回路，使斷路器固定在跳閘位置，達到了防止斷路器跳躍的功能。

壓力閉鎖回路在35KV及以上電壓等級中，有時會使用六氟化硫開關，這種開關是液壓機構，開關跳閘及合閘時要確保跳閘機構中的壓力正常，合閘機構中的壓力正常。如果壓力異常時強行跳合閘，將會導致開關爆炸等嚴重事故。所以，此時裝置的操作回路中，應具備壓力閉鎖功能。上圖中，以合閘壓力為例。斷路器會輸入一個合閘壓力異常接點，導通HYLJ，HYLJ的常閉接點打開，斷開合閘回路。KKJ的含義和應用在傳統二次控制回路里，KK合后(/分后位置)接點主要用在下列幾方面：a、開關位置不對應啟動重合閘。b、手跳閉鎖重合閘。保護跳閘分后接點不會閉合，只有手動跳閘后，分后接點才會閉合，給重合閘電容放電，從而實現對重合閘的閉鎖。c、手跳閉鎖備自投。原理同手跳閉鎖重合閘一樣。d、開關位置不對應產生事故總信號。操作回路中的KKJ繼電器同傳統KK把手所起作用一致，也主要應用在上述方面。我們只采用了其常開接點的含義（即合后位置）：KKJ=1代表開關為人為（手動或遙控）合上；KKJ=0代表開關為人為（手動或遙控）分開。2、TWJ/HWJ位置繼電器和控制回路斷線、TWJ/HWJ（跳閘位置/合閘位置繼電器）的作用TWJ/HWJ主要作用是提供開關位置指示。HWJ并接于跳閘回路，該回路在開關跳閘線圈之前串有斷路器常開輔助觸點。當開關在合位時，其常開輔助觸點閉合，HWJ線圈帶電，HWJ=1表明開關合位。TWJ一般并接于合閘回路，該回路在開關合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點。當開關在分位時，其常閉輔助觸點閉合，TWJ線圈帶電，TWJ=1表明開關分位。留意：當開關在分位時，其實合閘線圈是帶電的。TWJ為電壓線圈，線圈本身電阻就較大，加上回路上串的電阻，整體阻值約20～40K（測量控制正和TWJ負端）。因為海內開關跳合閘線圈為電流型，其阻值較?。ǔＲ姷臑?0~200|）。雖然整個合閘回路是導通的，但因為控制回路電壓大部分加在TWJ上，TWJ部分電阻很大，電流很小，不足以使合閘線圈動作。TWJ線圈上串聯的電阻，也是為了防止TWJ線圈擊穿短路，導致合閘線圈誤動。當手動或遙控合閘時，合閘回路接通相稱于直接將TWJ短接，電壓直接加在合閘線圈上，使線圈動作。HWJ回路同此基本一致。斷路器位置可以用合位也可以用跳位表示保護和監控習慣采用的位置信號略有不同:按照傳統習慣，保護程序判斷開關位置一般采用TWJ，比如備投裝置需接入的開關位置都采用TWJ（斷路器常閉觸點）。遠動監控方面一般都采用HWJ（斷路器常開觸點）如果只有TWJ，往往還要在數據庫里取反。、斷路器位置和HWJ的區別某些裝置里開關量狀態顯示菜單里可以看到除了有TWJ和HWJ狀態外還有斷路器狀態。那么，這個斷路器狀態跟HWJ是否一樣呢其實并不完全一致。不論我們是采用TWJ還是HWJ來判斷開關位置，都有一個一旦控制回路斷線，就會導致位置判斷錯誤的問題。比如開關在合位，此時HWJ=1；如果這時控制電源掉了，則HWJ失電，HWJ=0，就會錯誤判斷為開關分開。為了避免這種情況發生，裝置提供了“斷路器位置”這個經過程序判斷處理后的狀態量。正常情況下，TWJ和HWJ狀態是相反的，程序會判為狀態有效，斷路器狀態和HWJ狀態是一致的；當TWJ和HWJ全部為0或全部為1時，程序認為該狀態變位為無效狀態，斷路器位置還是會保持原狀態不變。大家可以做個試驗，先讓開關在合位，看開關量狀態，HWJ和斷路器位置都為1；再拔掉開關控制保險，此時HWJ=0，但斷路器狀態不變，仍為1。與這種情況相類似的，還有開關手車試驗位置和運行位置，兩種狀態必須是相反的，才是有效的狀態（構成一個異或關系），具有這種關系的遙信，我們一般稱為雙位置遙信。、不同系列操作回路位置指示的區別LFP900系列操作回路從電氣上可以說基本上是獨立的，跳合位指示燈也直接帶在操作回路上。比如LFP941操作回路，如果裝置電源不上電，只給操作回路控制電源上電。操作回路板上的跳合位燈依然會亮。RCS96系列和RCS900系列面板跳合位指示，是裝置采集到跳合位后，再驅動面板上的發光二極管，產生相應的燈光位置指示。、控制回路斷線位置繼電器除了提供位置指示外，還有一個重要作用是監視控制回路是否完好。因為正常情況下，不論開關處于何狀態，TWJ和HWJ必有一個帶電，狀態為1。如果全為0，則代表控制回路異常，也即我們常說的控制回路斷線。按照部頒技術要求，必須監視跳閘回路（相比而言，跳閘回路斷線要比合閘回路斷線后果嚴峻的多）。這也是HWJ線圈負端沒有引出裝置直接在內部就和跳閘回路并在一起的原因。TWJ負端單獨引出，主要是為了同不同類型開關控制回路配合（比如防跳），但常規設計上，一般也在端子排上直接同合閘回路并接。裝置產生的控制回路斷線信號=TWJ常閉接點+HWJ常閉接點。無論是通訊還是硬接點輸出的該信號，都加了3S的判斷延時。主要是因為斷路器常開和常閉觸點并不是完全同步的。比如開關由分到合，常閉觸點（TWJ）打開時，常開觸點（HWJ）還沒有閉合，中間一般會有幾十個毫秒兩者都為0的情況，如果不加判斷延時，則會誤報控制回路斷線。注意對主變各側開關的控制回路斷線，是通過測控裝置