第5章斷路器控制迴路
教學目的：掌握斷路器控制方式、斷路器控制迴路的基本要求、斷路器的基本跳、合閘控制迴路、燈光監視的斷路器控制迴路、燈光監察液壓操作機構操作斷路器控制迴路
複習舊課：操作電源概述、蓄電池組直流操作直流、矽整流電容儲能裝置直流系統、複式整流裝置直流系統、直流系統的絕緣監察與電壓監察裝置；重點：掌握斷路器控制方式、斷路器控制迴路的基本要求、斷路器的基本跳、合閘控制迴路、燈光監視的斷路器控制迴路、燈光監察液壓操作機構操作斷路器控制迴路；
難點：掌握斷路器控制方式、斷路器控制迴路的基本要求、斷路器的基本跳、合閘控制迴路、燈光監視的斷路器控制迴路、燈光監察液壓操作機構操作斷路器控制迴路；
引入新課：
第一節概述
一、斷路器控制方式
斷路器是電力系統中最重要的開關裝置，在正常執行時斷路器可以接通和切斷電氣裝置的負荷電流，在系統發生故障時則能可靠地切斷短路電流。
斷路器一般由動觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操動機構及絕緣支架等構成。為實現斷路器的自動控制，在操動機構中還有與斷路器的傳動軸聯動的輔助觸頭。斷路器的控制方式有多種，分述如下。
1．按控制地點分
斷路器的控制方式接控制地點分為集中控制和就地（分散）控制兩種。
（1）集中控制。在主控制室的控制台上，用控制開關或按鈕通過控制電纜去接通或斷開斷路器的跳、合閘線圈，對斷路器進行控制。一般對發電機、主變壓器、母線、斷路器、廠用變壓器35kv以上線路等主要裝置都採用集中控制。
（2）就地（分散）控制。在斷路器安裝地點（配電現場）就地對斷路器進行跳、合閘操作（可電動或手動）。一般對10kv線路以及廠用電動機等採用就地控制，可大大減少主控制室的占地面積和控制電纜數。
2．按控制電源電壓分
斷路器的控制方式接控制電源電壓分為強電控制和弱電控制兩種。
（1）強電控制。從斷路器的控制開關到其操作機構的工作電壓均為直流 110v或 220v。
（2）弱電控制。控制開關的工作電壓是弱電（直流48v），而斷路器的操動機構的電壓是220v。目前在500kv變電所二次裝置分散布置時，在主控室常採用弱電一對一控制。
3．按控制電源的性質分
斷路器的控制方式按控制電源的性質可分為直流操作和交流操作（包括整流操作）兩種。
直流操作一般採用蓄電池組供電；交流操作一般是由電流互感器、電壓互感器或所用變壓器提供電源。
二、對斷路器控制迴路的基本要求
斷路器的控制迴路必須完整、可靠，因此應滿足下面一些要求：
（1）斷路器的合、跳閘迴路是按短時通電設計的，操作完成後，應迅速切斷合、跳閘迴路，解除命令脈衝，以免燒壞合、跳閘線圈。為此，在合、跳閘迴路中，接入斷路器的輔助觸點，既可將迴路切斷，又可為下一步操作做好準備。
（2）斷路器既能在遠方由控制開關進行手動合閘和跳閘，又能在自動裝置和繼電保護作用下自動合閘和跳閘。
（3）控制迴路應具有反映斷路器狀態的位置訊號和自動合、跳閘的不同顯示訊號。
（4）無論斷路器是否帶有機械閉鎖，都應具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施。
（5）對控制迴路及其電源是否完好，應能進行監視。
（6）對於採用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應有壓力是否正常，彈簧是否拉緊到位的監視迴路和閉鎖迴路。
（7）接線應簡單可靠、使用電纜芯數應盡量少。
三、控制開關
控制開關又稱萬能轉換開關，是由執行人員手動操作，發出控制命令使斷路器進行跳、合閘的裝置。發電廠和變電所常用的控制開關為lw系列自動復位的控制開關，有三種型別：
（1）lw2系列控制開關：是跳、合閘操作都分兩步進行，手柄和觸點盒有兩個固定位置和兩個操作位置的封閉式控制開關。此種開關常用於火電廠和有人值班的變電所中。
（2）lw1系列控制開關：是跳、合閘操作只用一步，其手柄和觸點只有乙個固定位置和兩個操作位置的控制開關。此種開關常用於無人值班的變電所和水電站中。
（3）lwx系列強電小型控制開關：其跳、合閘為一步進行，近年來在各種集控台的控制和300mw以上機組的分控室中已被廣泛應用。下面以lw2型控制開關為例說明控制開關的結構及作用。
1．控制開關的構成
圖5－l是發電廠和變電所普遍應用的lw2－z型控制開關的結構圖。左端是操作手柄，裝於屏前；與手柄固定連線的方軸上裝有5～8節觸點盒，用螺桿相連裝於屏後，如圖5－1（a）所示。圖5－1（b）是控制開關的左檢視，由圖可見，控制開關的手柄有兩個固定位置和兩個操作位置。
固定位置：垂直位置是預備合閘和合閘後；水平位置是預備跳閘和跳閘後。操作位置：
右上方為合閘位置，左下方為跳閘位置。
控制開關的操作過程：
合閘操作：如圖5－1（b）示出手柄為預備合閘狀態，將手柄右旋30°為合閘位置，手放開後在自復彈簧的作用下，手柄復位於垂直位置，成為合閘後位置；
跳閘操作：先將手柄左旋至水平位置，即預備合閘位置，再左旋30°即為跳閘位置，手放開後在自復彈簧的作用下，手柄復位於水平位置，成跳閘後位置。
2．控制開關的觸點盒位置表
控制開關右端的數節觸點盒，其四角均勻固定著四個靜觸點，其觸點外端伸出盒外接外電路，而內端與固定於方軸上的動觸點簧片相配合。由於動觸點（簧片）的形狀及安裝位置的不同，組成14種型號的觸點盒，代號為1、la、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50，如表5－1所示。其中1、1a、2、4、5、6、6a、7、8型的動觸點是固定於方軸上隨軸轉動的，而後5種觸點是有自由行程的，即進行跳、合閘操作時動觸點隨軸轉動，而手柄自復後觸點不隨軸復位，其中10、40、50型的動觸點在軸上有45°的自由行程；20型有90°自由行程；30型有135°自由行程。
lw2型控制開關型號、型式及其符號含義
（1）型號說明
lw2－－／ － －
式中 開關型式，共有6類，如表5－1所示；
t': 'span', 'c': '2', 'r': 'r_83'}] 觸點型式，共14種；
t': 'span', 'c': '3', 'r': 'r_83'}] 板麵型式，共有兩種，「f」為方形，「o」為圓形；
t': 'span', 'c': '4', 'r': 'r_83'}] 手柄型式，共有9種；
t': 'span', 'c': '5', 'r': 'r_83'}] 定位器型式，共有兩種，45°定位用「8」表示，90°定位不表示；
t': 'span', 'c': '6', 'r': 'r_2'}] 限位裝置，有者以「×」表示，無者不表示；
觸點特殊排列時用a表示。
（2）開關型式及其表示符號
表5－2 開關型式及其型號含義表
3．常用的斷路器觸點圖表
下面以lw2－z－la、4、6a、40、20、20／f8型控制開關為例介紹。左列所示手柄的六種位置為屏前檢視，而其餘右邊觸點盒的觸點通斷狀況是由屏後視的。觸點排號為逆時針方向次序，「」號表示觸點接通，「一」表示觸點斷開。
在發電廠和變電所的工程圖中，控制開關的應用十分普遍，按新標準將控制開關sa的觸點通斷狀況用圖形符號表示如表5－3所示。表中6條垂直虛線表示控制開關手柄的6個不同位置：c一合閘、pc一預備合閘、cd一合閘後；t一跳閘、pt一預備跳閘、td一跳閘後。
水平線表示觸點的引出線，水平線下的黑圓點表示該對觸點在此位置是接通的，否則是斷開的。
第二節斷路器的基本控制迴路
在發電廠和變電所中有多種成熟的基本控制迴路，這些典型接線可以獨立執行，也可互相組合構成更複雜的控制迴路。
一、斷路器的基本跳、合閘控制迴路
斷路器基本跳、合閘迴路如圖5－2所示，其工作原理簡述如下。
（1）合閘操作。手動合閘是將控制開關sa打至「合閘」位置，此時其5—8觸點瞬時接通；而斷路器在跳閘位置時其動斷觸點qf2是接通的，所以合閘接觸器km線圈通電起動，其動合觸點接通，斷路器合閘線圈yc通電啟動，斷路器合閘。當合閘操作完成後，斷路器的動斷輔助觸點qf2斷開，合閘接觸器km線圈斷電，在合閘迴路中的兩個動合觸點斷開，切斷斷路器合閘線圈yc的電路；同時，斷路器動合觸點qf1接通，準備好跳閘迴路。
斷路器的自動合閘是由自動重合閘裝置的出口觸點k1閉合實現的。
（2）跳閘操作。手動跳閘是將控制開關sa打至「跳閘」位，此時其6—7觸點接通，而斷路器在合閘位置時其動合觸點qf1是接通的，所以跳閘線圈yt通電，斷路器進行跳閘。當跳閘操作完成後，斷路器的動合觸點qf1斷開，而動斷觸點qf2接通，準備好合閘迴路。
斷路器的自動跳閘是由保護裝置出口繼電器k2觸點閉合來實現的。
二、斷路器的防跳（跳躍閉鎖）控制迴路
1．斷路器的「跳躍」現象及危害
如果手動合閘後控制開關（sa的手柄尚未鬆開 5—8觸點仍在接通狀態）或者自動重合閘裝置的出口觸點k1燒結，若此時發生故障，則保護裝置動作，其出口 k2觸點閉合，跳閘線圈yt通電起動使斷路器跳閘，則qf2接通，使接觸器km又帶電，使斷路器再次合閘，保護裝置又動作使斷路器又跳閘……，斷路器的這種多次「跳一合」現象稱為「跳躍」。如果斷路器發生跳躍，勢必造成絕緣下降、油溫上公升，嚴重時會引起斷路器發生**事故，危及裝置和人身的安全。
2．斷路器的「防跳」控制迴路
在35kv及以上電壓的斷路器控制迴路中，通常加裝防跳中間繼電器kcf，如圖5－3所示。kcf常採用dzb型中間繼電器，它有兩個線圈：電流起動線圈kcf1，串接於跳閘迴路中；電壓（自保持）線圈kcf2，與自身的動合觸點串聯，再並接於合閘接觸器km的迴路中。
當手動合閘時sa的5—8觸點尚未斷開或自動裝置k1觸點燒結，此時發生故障，則繼電保護裝置動作，k2觸點閉合，經kcf1的電流線圈、斷路器動合觸點qf1，跳閘線圈通電起動，使斷路器跳閘。同時，kcf1電流線圈起動，其動合觸點閉合，使其經電壓線圈kcf2自保持，而kcf的動斷觸點斷開，可靠地切斷km線圈迴路，即使sa的5—8觸點接通，km也不會通電，防止了斷路器跳躍現象的發生。只有合閘命令解除（sa的 5—8觸點斷開或k1斷開），kcf2電壓線圈斷電，才能恢復至正常狀態。
對於3~10kv電壓等級的斷路器，如果採用室內開關櫃，沒裝自動重合閘，由於開關櫃具有機械防跳裝置，為了簡化接線，此時斷路器可不設電氣「防跳」裝置。
變電站斷路器控制迴路的改進
新疆兵團農三師電力公司左躍華 摘要 該文對斷路器機構故障引起控制迴路元器件的危害進行了分析，並提出了預防控制迴路元器件損壞的改進辦法及建議。關鍵詞 控制迴路 時間繼電器 中間繼電器 中圖分類號 tm561.3文獻標識碼 b文章編號 1003 0867 2008 04 0056 02 變電站綜合自動化...
斷路器結構原理
斷路器的結構 原理等總結 一 斷路器的工作原理 斷路器的工作原理可用下圖說明，它的觸點1，共有三個，串聯在三相主電路中，當操作手柄閉合後，觸點1由鎖鍵2保持在閉合狀態，鎖鍵2是由搭鉤支援著，搭鉤3可以繞軸4轉動。如果搭鉤3被槓桿5頂開，觸點1就被彈簧6拉開，電路分斷。電磁脫扣器的線圈和主電路串聯，當...
斷路器工作原理
斷路器又叫空氣開關，是一種很基本的低壓電器，斷路器具有過載 短路和欠電壓保護功能，能保護線路和電源的能力。它可用來分配電能，不頻繁地啟動非同步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當於熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障...