断路器控制回路基本原理推荐Word文档下载推荐.docx
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当合闸于故障线路时,保护会发跳令将线路跳开。
如果此时HJ接点发生粘连,断路器就会在短时间内反复跳、合、跳、合。
。
这就是“跳跃现象”。
(断路器跳闸时间需要30-60ms,合闸时间需要60-90ms,一个跳合周期只需要150ms,很容易在短时间内完成几个周期的跳合跳的循环)跳跃现象轻则对系统造成多次冲击,严重时可能使断路器爆炸。
所以“防跳”回路是必不可少的。
下图中我们增加了防跳回路的部分,用绿色标记。
TBJ是一个双线圈继电器,由串接与跳闸回路的电流启动线圈TBJ,和接于防跳回路的电压自保持线圈TBJV组成。
在跳闸过程中,当有分闸电流流过TBJ时,防跳回路中的TBJ2闭合,电压自保持线圈启动,TBJV2闭合,TBJV1断开。
如果在保护跳闸期间,HJ发生粘连,HJ->
LP2->
TBJV2->
TBJV这条回路接通,TBJV电压自保持,使得TBJV1始终断开,合闸回路始终处于断开状态。
这也就是防跳的目的:
将断路器保持在跳闸状态。
如果跳闸期间没有跳令存在,则在断路器完成分闸后,跳闸回路被DL常开接点断开,TBJ电流线圈失电,此时由于HJ是断开的,不能形成TBJV电压自保持,复归。
TBJV1重新闭合,合闸回路完好,不影响下次的跳合闸。
需要注意,接于跳闸回路的TBJ电流线圈,要求其在分闸时造成的压降要小。
规程规定不能大于控制电源额定电压的5%。
TBJ电流线圈的额定动作电流不能大于分闸电流的50%,保证TBJ在跳闸过程中可靠动作。
在有些断路器中也设置了防跳回路,它一般是由电压型继电器完成防跳功能的。
但操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时使用,以免产生寄生回路。
通常断路器自身有防跳回路的用其自身的防跳回路,没有的用操作箱的防跳回路。
(4)断路器位置监视回路
前面提到,控制回路应该能够反映断路器的位置状态以及跳合闸回路的完整性。
所以我们在回路中增加了TWJ、HWJ来监视跳闸回路、合闸回路的完整性。
图中用蓝色表示。
TWJ和HWJ的常闭接点串联来发出“控制回路断线”的信号。
回路完好时,TWJ和HWJ必然有一个启动。
当控制回路异常时,TWJ和HWJ均失电,报“控制回路断线”。
同时用TWJ的常开接点起动绿灯,HWJ的常开接点起动红灯。
绿灯亮,表示断路器在分闸状态,合闸回路完好;
红灯亮,表示断路器在合闸状态,跳闸回路完好。
(5)手分/手合回路
除了保护装置跳合闸外,控制回路还需要具备遥分、遥合,就地分合的功能。
其基本的原理是类似的,就不赘述了。
增加的部分图中用橙色表示。
图中的KKJ是一只双位置继电器。
它一个线圈得电后即使该动作电压小时,继电器还是保持在原来状态,直到另外一个线圈得电才能使继电器转换到另外一种状态。
比如手分/遥分,使KKJ=0,只有手合/遥合后才能使KKJ=1。
KKJ的作用是用来判断是正常的分合闸操作,还是故障时保护装置的跳合闸动作。
当正常的分合闸操作时,KKJ应变位,当保护动作跳合闸时,KKJ应不变位。
KKJ的常开接点提供给“事故总”信号以及重合闸装置使用。
(6)控制回路的闭锁
为保证断路器工作的安全,控制回路往往采取多种闭锁措施,当条件不满足时,禁止断路器的操作。
常见的闭锁回路一般有三种:
A、断路器的操作系统异常时对分、合闸回路进行闭锁。
当液压/气压操作机构压力过高或过低,弹簧操作机构弹簧未储能,SF6断路器的SF6压力低等,这些都将串接在跳、合闸回路中的常闭接点断开,不允许断路器分合。
B、存在不通电源需要并列的场合,断路器控制回路要增加同期闭锁回路。
C、为了防止误操作的防误闭锁回路,在不具备操作条件时将控制回路断开。
以上所讨论的是三相操作的断路器控制回路。
在220kV及以上系统中,通常采用分相操作的控制回路。
分相操作控制回路看似复杂,其实原理是相同的,就不再赘述了。
但分相操作控制回路有双组跳圈,第一组与合圈公用一组电源,第二组跳圈单独使用一组电源。
两组直流电压相互独立。
另外,每组跳闸回路都有一套三相不一致保护。
3、断路器常见异常处理
(1)位置指示不正确
断路器位置指示不正确会使运行人员不能正确判断断路器的分、合闸位置,在倒闸操作和事故处理中造成误判断。
如果位置指示不正确是由于控制回路故障引起的,会造成断路器不能正常操作。
分闸回路故障会使断路器在故障时不能自动跳闸,扩大事故范围;
合闸回路故障会使断路器在瞬时故障跳闸后不能自动重合,延长停电时间。
断路器位置指示不正确的现象和原因主要有:
1)断路器位置指示灯不亮(监控系统断路器显示为红、绿色以外的其他颜色),原因有:
A、指示灯灯泡烧毁。
B、如有“控制回路断线”信号,则是控制回路无电源或断线,红灯不亮是跳闸回路故障,绿灯不亮是合闸回路故障。
如控制熔断器熔断或接触不良、控制回路接点接触不良、断路器辅助接点转换不到位、继电器线圈断线等。
C、断路器由于SF6压力过低或操作机构储能不足被闭锁。
此时会同时发出“操纵机构未储能”或“闭锁”信号。
D、监控系统断路器位置指示消失的原因有:
测控装置故障或失电、测控通道故障、断路器检修时投入“置检修状态”压板等。
2)断路器位置指示红、绿灯全亮或闪光。
是由于回路中有接地点,或者分、合闸回路之间绝缘损坏(检修后一般为接线错误),或有异常连接的地方。
3)监控系统断路器位置指示相反。
即合闸是显示为绿色、分闸是显示为红色,一般是由于新投断路器或监控系统检修后将断路器分、合闸状态位置接反所致。
4)机械位置指示器内部脱扣或位移。
(2)断路器控制回路断线
1)断路器控制回路断线的现象有:
A、警铃响,故障断路器红、绿位置指示灯熄灭或指示异常(若为三相指示灯,则可能出现某相指示灯熄灭)。
B、相应线路控制盘发出“控制回路断线”、“压力降低分闸闭锁”、“压力降低合闸闭锁”、“装置异常”等光字牌信号。
2)控制回路断线的原因有:
A、弹簧机构的弹簧未储能、储能未满,或液压、气动机构的压力降低至闭锁值及以下。
B、分、合闸回路接线端子松动、断线等。
C、分闸或合闸线圈断线。
D、断路器动合或动断辅助触点接触不良。
E、分、合闸位置继电器或防跳继电器线圈烧断。
F、控制熔断器熔断或松开等(控制电源空开跳闸)。
(3)断路器拒绝合闸
断路器拒合的原因主要有监控系统原因、电气方面原因和机械方面原因。
1)监控系统显示操作闭锁未开放,则是监控系统原因,如:
A、监控系统闭锁未解除。
如选择断路器错误,“五防”拒绝操作;
监控系统与“五防”系统信号传输故障等原因造成闭锁不能打开。
B、监控系统遥控超时。
C、监控系统通道故障。
D、测控装置故障。
E、“远方/就地”控制把手在“就地”位置。
2)合闸操作前红、绿指示灯均不亮,说明控制回路有断线现象、无控制电源或者断路器被闭锁。
3)当操作合闸后红灯不亮,绿灯闪光且事故喇叭响时,说明操作手柄位置和断路器的位置不对应,断路器未合上。
其常见的原因有:
A、合闸回路熔断器熔断或接触不良。
B、合闸接触器未动作。
C、合闸线圈故障。
D、合闸电压过低。
E、直流系统两点接地造成合闸线圈短路。
F、断路器机械故障,如合闸铁芯卡滞、合闸支架与滚轴故障等。
G、断路器采用控制把手操作时,合闸时间过短。
4)当操作断路器合闸后绿灯熄灭,红灯亮,但瞬间红灯又灭、绿灯闪光,事故喇叭响,说明断路器合闸后又自动跳闸。
原因有:
A、直流系统两点接地造成跳闸回路接通。
B、操作机构能量不足、三点过高等。
5)操作合闸后红、绿灯均不亮并且断路器无电流,机械指示分闸或合闸。
可能的原因有:
控制回路断线或触头卡在中间位置等。
6)合闸后断路器位置指示红灯亮,但断路器无电流指示,多是由于传动轴杆或销子脱出造成断路器触头未合上,此时断路器机械指示多在合闸位置。
(4)断路器拒绝分闸
断路器的拒分对系统安全运行威胁很大,一旦某一单元发生故障时,断路器拒动,将会造成上一级断路器跳闸,扩大事故停电范围,甚至可能导致系统解列,造成大面积停电的恶性事故。
因此,“拒分”比“拒合”带来的危害性更大。
断路器拒绝分闸,监控系统的原因与拒绝合闸相同,下面主要分析电气和机械方面的原因。
1)分闸前断路器位置红、绿灯均不亮,说明控制回路有断线现象、无控制电源或者断路器被闭锁。
2)分闸操作后绿灯不亮、红灯闪光,说明断路器未断开。
A、分闸线圈短路。
B、分闸电压过低。
C、跳闸铁芯卡涩或脱落、动作冲击力不足。
D、分闸弹簧失灵、液压机构分闸阀卡死,气动机构大量漏气等。
E、触头发生熔焊或机械卡涩,传动部分故障,如销子脱落、绝缘拉杆断裂等。
F、三连板三点过低,部件变形。
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