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控制回路培训教材

断路器直流控制回路培训教材

综述、概述

（直流控制回路的重要性）

第一节、如何查看直流二次回路图

（元件------分回路-----总回路------常见的控制回路编号）

1.1、如何查看直流控制二次回路

二次回路图较于一次图，相对复杂，其逻辑性很强，在绘制时遵循一定的规律，看图时能抓住此规律就很容易看懂。

看图的要领可以归结为：

先交流,后直流;交流看电源，直流找线圈；抓住触点不放松，一个一个全查清。

二次回路图中，交、直流母线用粗线画出，直流母线正极用+KM，负极用-KM表示；继电器和每个小的逻辑回路的作用都在展开图的右侧注明，如果要查一个逻辑回路，最直观的方法就是先从回路图的右侧文字注明查起；继电器的文字符号与其本身的触点符号相同。

看完逻辑回路名称后，查走回路，一般都是从正极按照电流走向往负极走而止。

1.2、直流控制回路常见元件

核心的直流回路常见组成元件，有空开、继电器线圈和触点及开关等，而断路器的控制回路中的继电器常有中间继电器、密度继电器、分、合闸继电器等。

触点有开关位置辅助触点、弹簧储能行程开关（触点）、继电器线圈控制的辅助触点。

1.2.1、继电器线圈

继电器常见是单线圈，即为电压线圈，当继电器线圈电压足够，便励磁，其触点动作；但一部分有双线圈，即其电流线圈及电压线圈，电压线圈匝数多，电感大，所以电压线圈在掉电时会产生很大的自感电动势，容易损坏线圈，一般电压线圈两端会并接一反向二极管和电阻，直流继电器电流线圈电阻值较小，当电流达到启动值时启动，当电流低于0.8倍启动值时返回，由于电流线圈经过的电流比较大，不能长时间带电否则危及线圈间的绝缘；直流继电器的电压线圈电阻值比较大，当电压达到启动值时启动，当电压低于0.8倍启动值时返回。

这些继电器需要设置两个线圈的目的在于逻辑回路其他继电器动作的需要，其中，电流线圈启动，电压线圈保持，常见的接法是，电流线圈励磁启动后，其电流常开辅助接点闭合，接通电压线圈回路，使其电压线圈常开辅助接点闭合，接通回路并保持。

通常，当线圈两端通过若干个继电器的接点或线圈分别与正负极电源贯通，则可以认为是继电器励磁动作，但像开关分、合闸回路中线圈回路串联有较大的电阻（或较大电阻的线圈，例如分、合闸位置继电器），或者线圈被短接线短接，则线圈也不会动作。

（图）

1.2.2、触点

触点之一种为继电器的触点一般有常闭接点及常开接点，经历几次标准的变更，继电器接点的画法多样，但基本雏形为：

常开接点

，常闭接点

。

常开接点也称为动合接点，常闭接点也称为动断接点，继电器线圈不励磁动作的情况下常开接点是断开的，其控制的回路连接被切断，常闭接点闭合，其控制的回路接通，当继电器线圈励磁动作则常开接点合上，常闭接点断开（若是时间继电器，其触点有经一定延时后断合功能，控制回路中，只有SF6继电器才有可能使用时间继电器）。

也就是说，二次回路，特别是直流二次回路的控制原理，就是通过继电器线圈是否带电励磁来控制断、合其触点，从而达到控制回路的目的。

触点之另一种为辅助触点，直流控制回路上所说的辅助触点基本为开关位置的辅助触点，也分常闭辅助触点和常开辅助触点，当断路器在分闸位置时，常开辅助接点断开，常闭接点在合上，当断路器在合位时，常开接点在闭合，其常闭接点在断开位置。

1.2.3、开关

直流控制回路中所说的开关，通常指的是行程开关，作为断路器操作回路控制条件之一，直流控制回路常见的行程开关有弹簧储能行程开关，当断路器分闸，弹簧储能正常则其行程开关闭合。

当前大多数直流回路图的弹簧储能行程开关的画法与常闭、常开触点的画法一致。

而另一种是切换开关，也就是切换把手，在直流控制回路中，切换开关大体只有两种，远方/就地切换开关以及分/合闸切换开关，远方/就地切换开关的功能主要于允许远方或者就地（装置屏或者是断路器控制箱内）操作，分/合闸切换开关的功能是执行最终的分闸或者合闸操作。

1.3、逻辑回路

断路器的直流控制回路中除了信号回路外，其核心逻辑回路应能满足的基本功能有：

a、进行手动分、合闸及实现保护自动跳、合闸（重合闸）功能，并在开关变位后自动切断跳闸或者合闸回路

b、指示开关分、合闸位置并监视分、合闸回路的完整性。

c、监视直流电源是否正常

d、能够实现防止开关进行多次合闸的“跳跃”闭锁功能

因此，断路器的直流控制回路出去相关的信号回路外，大体上可以分为一下几个逻辑回路：

分闸回路、合闸回路、分闸位置监视回路、合闸位置监视回路、防跳回路、控制电源断线监视回路。

而在电气连接标识上，这些逻辑回路都有相应规定的编号，其详细如下

a、合闸回路的编号组为103、203、303、403

b、分闸回路的编号组为：

133、1133、1233、233、2133、333、3133、3233、433、4133、4233

c、合闸监视回路的编号租为：

105、205、305、405

d、分闸监视回路的编号组为：

135、1135、1235、235、2135、2235、335、3135、3235、435、4135、4235

第二节、开关控制回路简解

（三等级、分支路、注重特别处横比纵比）

2.1、35kV、110kV、220kV开关控制回路总体图

图一35kV断路器控制回路图

图二110kV断路器控制回路

图三220kV断路器A相控制回路

2.1.1、关于35kV断路器控制回路的说明

35kV断路器控制部分回路及元件均在PSL640保护及测控回路中，跳闸部分在断路器操作机构箱内，需要说明的是KK跳闸元件（如图四所示）其实就是分闸、合闸操作把手，合向左则接通分闸回路，合向右则接通合闸回路。

图四

TJ触点为保护跳闸触点；HJ触点为保护重合闸触点

35kV断路器不可以在现场进行电动操作。

2.1.2、关于110kV断路器控制回路的说明

110kV断路器控制回路较之35kV断路器控制回路所不同在于，110kV断路器控制回路的远方控制部分在CSI202A测控装置中，控制部分在PSL641保护装置中，出口动作部分在断路器操作控制箱中。

110kV断路器可以在现场进行电动操作。

2.1.3、关于220kV断路器控制回路的说明

220kV断路器有两组跳闸线圈，因此其控制回路有两回组，因两组控制回路原理及接线基本一直，在只做出一组回路。

而220kV断路器为三相电气联动，不管分闸、合闸或者重合闸，理论上都可以进行单相操作，三相的分闸或者合闸操作原理相同，限于图纸空间，在此只给出了A相的分、合闸控制回路。

220kV断路器可以在现场进行电动操作。

220kV断路器控制回路较之110、35kV断路器控制回路所不同在于，220kV断路器控制回路的远方控制部分在CSI200C测控装置中，控制部分在CZX-12R1操作继电器装置中，出口动作部分在断路器操作控制箱中。

同时由于环境限制，没有足够的资料进行组合，三相跳闸出口继电器没能连上，只好暂时不在图中给出，以后有机会查证后再补足。

2.2、各逻辑回路说明

2.2.1、断线监视逻辑回路

三个等级断路器控制回路断线的监视逻辑回路基本都一致，如下图所示：

图五

起监视作用的是YJJ继电器，电源正常时加于YJJ继电器两端的电压为控制母线+KM与-KM之间的电压（标准为220V），此时YJJ继电器励磁，其常闭辅助接点YJJ-1断开。

当发生控制回路断线或绝缘降低，YJJ两端电压降低到线圈失磁以下时，YJJ继电器失磁，其常闭辅助接点YJJ-1闭合，发控制回路断线告警信号。

还需要注意的是，220kV有两组跳闸回路，其所接，也是两组控制回路断线监视逻辑回路。

从回路中可以看出，断开断路器控制电源空气空气开关1DK时，必然要发出控制回路断线的告警信号，否则应该检查此监视回路及信号回路。

但如果只是发告警信号，而位置监视灯等还指示完好，则可能只是监视逻辑回路出现故障。

2.2.2、合闸监视回路（即跳闸位置逻辑回路）

2.2.2.1、35kV合闸位置监视回路

35kV合闸位置监视回路如下图所示：

图六

由上图所示，

2ZJ----SF6低气压闭锁合闸触点，

3WK----断路器操作机构箱内弹簧储能行程开关，

3EH----断路器操作机构箱内“远方/就地”切换开关，为断路器位置触点。

HQ----断路器合闸线圈

LD----分、合闸控制把手上方分闸位置（合闸回路监视）绿灯

正常情况下（弹簧储能正常、操作机构箱内“远方/就地”切换开关打在“远方”位置），若断路器在分闸位置，其位置常闭触点DL在闭合状态，则监视回路导通，TWJ1,TWJ2励磁动作，其常开辅助触点TWJ1-2动作闭合，则警示灯LD回路导通，此时LD亮起，警示开关在分闸位置，同时合闸回路完好。

需要说明的有：

a、此回路导通，为什么HQ线圈没有励磁动作合上断路器？

这是因为跳闸位置继电器为大电阻的电压线圈，，根据串联分压原理，回路中绝大部分的电压均作用于TWJ1，2上，合闸线圈HQ两端的电压就很小，没有达到励磁动作值，因此不能出口动作。

b、该回路中，为什么DL常闭辅助接点用两副并联？

这是两副DL常闭辅助接点并联互为备用，更能确保能正常导通回路。

c、该回路中，为什么在上并联V22与R13的串联回路？

我们知道，继电器线圈其实也是电感线圈，但回路在断开或者接通的瞬间，电感线圈会产生较大的感性电流，而HQ线圈在较大电流冲击下容易烧坏，而在此时并联上V22与R13的串联回路，形成续流回路，使电感线圈在回路状态改变时候产生的电流在内部循环消除，减少对合闸线圈的影响。

d、绿灯回路中串接一个电阻的作用除了为对LD分压外，当LD底座击穿时，也不至于造成正负极电源直接短路。

2.2.2.2、110kV合闸位置监视回路

图七

图上所示：

52Y----防跳继电器

88M----直流接触器辅助触点

49M----电机热继电器辅助触点

33HBX----弹簧储能辅助触点

52b/1----断路器位置辅助触点

52C----合闸线圈

63GLX----断路器操作控制箱SF6低气压闭锁继电器触点

由上可以看出，110kV合闸位置监视回路与35kV合闸位置监视回路最大的不同在于，其多了一个电机热继电器辅助触点，当储能电机故障，其热继电器动作时，跳闸回路断开。

其动作原理与35kV合闸监视回路的相似，再此不赘。

2.2.2.3、220kV合闸位置监视回路

图八

图上所示：

-Y01----合闸线圈

-S01----断路器位置辅助接点

-KO3----第一组SF6低气压闭锁继电器辅助接点

-K13----第二组SF6低气压闭锁继电器辅助接点

由上图可见，220kV断路器控制回路合闸逻辑回路监视只经过了断路器位置辅助接点和SF6闭锁触点的约束。

220kV断路器为电动分相操作，因此，任意一相断路器都有相应的位置监视灯。

其动作原理与35kV合闸监视回路的相似，再此不赘。

2.2.3、分闸监视回路（即合闸位置逻辑回路）

2.2.4、合闸回路

2.2.4.1、35kV合闸回路

图九

图上所示：

FYJ----远方就地切换把手，当前在就地位置

CK14----计算机合闸脉冲触点

HJ-----重合闸触点

HBJ----合闸自保持继电器线圈及其触点

TBJV----防跳继电器电压线圈触点

2ZJ----SF6低气压闭锁合闸触点，

3WK----断路器操作机构箱内弹簧储能行程开关，

3EH----断路器操作机构箱内“远方/就地”切换开关，为断路器位置触点。

HQ----断路器合闸线圈

说明，电阻R5~R8的作用在于控制整个合闸回路的电阻，使得合闸操作时作用于合闸线圈的电压保持在一定的可靠动作值内。

正常情况下（弹簧储能正常3WK行程开关闭合；操作机构箱内“远方/就地”切换开关打在“远方”位置，3EH闭合；SF6压力正常，2ZJ触点闭合），防跳继电器失磁，常闭接点TBVJ1、TBVJ1闭合，若断路器在分闸位置，其位置常闭触点DL在闭合状态。

操作逻辑如下

a、就地合闸操作（开关在分闸位置）：

正确插入五防钥匙---FYJ合在就地----KK操作把手打至“合闸”----由上述条件可知，回路接通-----HBJ线圈励磁动作，其辅助触点闭，合自保持回路接通----合闸线圈励磁动作----断路器合闸----合闸成功，开关辅助接点DL断开----合闸回路断开，HBJ失磁动作，常开触点断开

b、就地合闸操作（开关在分闸位置）：

五防正确请求操作----监控后台给CK14合闸脉冲命令-----由上述条件可知，回路接通-----HBJ线圈励磁动作，其辅助触点闭，合自保持回路接通----合闸线圈励磁动作----断路器合闸----合闸成功，开关辅助接点DL断开----合闸回路断开，HBJ失磁动作，常开触点断开。

2.2.4.2、110kV合闸回路

图十

图上所示：

4ZK----断路器测控装置“远方/就地”切换开关

4KK----断路器测控装置合闸操作把手

1ZJ----断路器合闸同期重动继电器及其接点

HBJ----合闸保持继电器及其自保持接点

TBJV----防跳继电器电压线圈接点

HYJ1,2----断路器PSL641测控装置内SF6压力闭锁继电器接点

52Y----防跳继电器

88M----直流接触器辅助触点（？

）

49M----电机热继电器辅助触点

33HBX----弹簧储能辅助触点

52b/1----断路器位置辅助触点

52C----合闸线圈

63GLX----断路器操作控制箱SF6低气压闭锁继电器触点

说明：

合闸同期重动继电器为装在测控屏上可视的一个继电器，当其励磁时，其触点接通CSI202A测控装置上同期判别模块，如果同期满足，则其上CONT触点闭合，合闸命令脉冲输出。

正常情况下，断路器操作机构箱内“远方/就地”把手打在“远方”位置2，4触点接通；弹簧储能正常，33HBX常闭接点闭合；防跳继电器触点常闭接点52Y闭合；电机热继电器未动作，其常闭接点49M闭合；直流接触器正常，其常闭接点闭合：

断路器分闸位置，其分闸位置辅助常闭接点52b/1闭合。

操作时动作逻辑如下：

a、同期远方操作

4ZK打在“远方”----压板投“同期”----正确五防传票-----监控后台正确合闸命令，CLOSE闭合，合闸脉冲输出-----1ZJ继电器励磁----CSI202判断同期条件满足----CONT触点闭合，合闸脉冲输出----经过HYJ1,2接点，经TBJV接点接通完整回路----HBJ线圈带电励磁，HBJ1，2触点闭合，自保持----合闸线圈52C带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点52b/1断开----合闸回路断开。

b、非同期远方操作

4ZK打在“远方”----压板投“非同期”----正确五防传票-----监控后台正确合闸命令，CLOSE闭合，合闸脉冲输出-----经过HYJ1,2接点，经TBJV接点接通完整回路----HBJ线圈带电励磁，HBJ1，2触点闭合，自保持----合闸线圈52C带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点52b/1断开----合闸回路断开。

c、就地同期操作

4ZK打在“就地”----压板投“同期”----正确五防要是插入----4KK把手打至“合闸”-----1ZK继电器励磁----CSI202判断同期条件满足----CONT触点闭合，合闸脉冲输出----经过HYJ1,2接点，经TBJV接点接通完整回路----HBJ线圈带电励磁，HBJ1，2触点闭合，自保持----合闸线圈52C带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点52b/1断开----合闸回路断开。

d、就地非同期操作

4ZK打在“就地”----压板投“同期”----正确五防要是插入----4KK把手打至“合闸”----经过HYJ1,2接点，经TBJV接点接通完整回路----HBJ线圈带电励磁，HBJ1，2触点闭合，自保持----合闸线圈52C带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点52b/1断开----合闸回路断开。

e、操作机构箱现场合闸操作

操作机构箱“远方/就地”操作把手打至“就地”，1，3接点通----将操作机构箱操作把手打至“合闸”----合闸回路接通----合闸线圈52C带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点52b/1断开----合闸回路断开。

2.2.4.3、220kV合闸回路

图十一

图上所示：

4ZK----断路器测控装置“远方/就地”切换开关

4KK----断路器测控装置合闸操作把手

1ZJ----断路器合闸同期重动继电器及其接点

22YJJ----CZX-12R1操作继电器箱内SF6低气压闭锁继电器触点

SHJ----（手动）合闸继电器线圈及其触点

TBJJa---A相跳闸保护继电器辅助触点

-S01----断路器位置辅助触点

-K01----防跳继电器线圈及其辅助触点

-SO4----弹簧储能行程开关

-Y01----合闸线圈

-S10----集中控制箱内“远方/就地”切换把手

-S11----集中控制箱内就地操作按钮

-K03,-K13---断路器机构箱内SF6继电器低气压闭锁

说明：

合闸同期重动继电器为装在测控屏上可视的一个继电器，当其励磁时，其触点接通CSI202A测控装置上同期判别模块，如果同期满足，则其上CONT触点闭合，合闸命令脉冲输出。

正常情况下，弹簧储能正常，-SO4常闭触点闭合；SF6压力正常，CZX-12R1操作继电器箱内SF6低气压闭锁继电器触点22YJJ闭合，断路器机构箱内SF6继电器低气压闭锁辅助接点-K03,-K13闭合；防跳继电器线圈失磁，其常闭触点-K01闭合；断路器位置在分位，-S01辅助触点闭合。

操作时动作逻辑如下：

a、同期远方操作

4ZK打在“远方”----压板投“同期”----正确五防传票-----监控后台正确合闸命令，CLOSE闭合，合闸脉冲输出-----1ZJ1继电器励磁----CSI200判断同期条件满足----HJ1-1触点闭合，合闸脉冲输出----经过22YJJ接点----1SHJ线圈带电励磁，其辅助触点闭合，接通合闸线圈所在回路----SHJa线圈励磁动作，触点闭合，自保持----合闸线圈-Y01带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点-S01断开----合闸回路断开。

b、非同期远方操作

4ZK打在“远方”----压板投“同期”----正确五防请求-----监控后台正确合闸命令----经过22YJJ接点----1SHJ线圈带电励磁，其辅助触点闭合，接通合闸线圈所在回路----SHJa线圈励磁动作，触点闭合，自保持----合闸线圈-Y01带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点-S01断开----合闸回路断开。

c、就地同期操作

4ZK打在“就地”----压板投“同期”----正确五防钥匙插入-----4KK打至“合闸”-----1ZJ1继电器励磁----CSI200判断同期条件满足----HJ1-1触点闭合，合闸脉冲输出----经过22YJJ接点----1SHJ线圈带电励磁，其辅助触点闭合，接通合闸线圈所在回路----SHJa线圈励磁动作，触点闭合，自保持----合闸线圈-Y01带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点-S01断开----合闸回路断开。

d、非同期就地操作

4ZK打在“就地”----压板投“同期”----正确五防钥匙插入-----4KK打至“合闸”位置----经过22YJJ接点----1SHJ线圈带电励磁，其辅助触点闭合，接通合闸线圈所在回路----SHJa线圈励磁动作，触点闭合，自保持----合闸线圈-Y01带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点-S01断开----合闸回路断开。

e、断路器集中控制箱内现场操作

操作机构箱“远方/就地”操作把手打至“就地”，----将操作机构箱操作合闸按钮-S11合闸按下----合闸回路接通----合闸线圈-Y01带电励磁动作----断路器合闸动作成功----断路器分闸位置常闭辅助接点-S01断开----合闸回路断开。

2.2.5、分闸回路

2.2.5.1、35kV分闸回路

图十二

如上图所示：

FYJ----远方就地切换把手，当前在就地位置

CKJ3----计算机分闸脉冲触点

STJ-----（手动）跳闸继电器及其线圈

TBJ----跳闸自保持继电器线圈及其触点

2ZJ----SF6低气压闭锁合闸触点，

3EH----断路器操作机构箱内“远方/就地”切换开关，为断路器

FQ----断路器分闸线圈

说明，电阻R5~R8的作用在于控制整个合闸回路的电阻，使得合闸操作时作用于合闸线圈的电压保持在一定的可靠动作值内。

二极管所构成的小回路是为了使TBJ线圈产生感应电流时内部自消耗，以保护合闸线圈。

下雷变35kV的保护跳闸压板比较特殊，位于保护装置下部。

正常情况下（操作机构箱内“远方/就地”切换开关打在“远方”位置，3EH闭合；SF6压力正常，2ZJ触点闭合；）断路器在合闸位置，其位置常开触点DL在闭合状态。

分闸操作时动作逻辑如下：

a、远方分闸操作

----正确五防请求----监控后台正确分闸命令----CKJ3触点闭合----STJ线圈所在回路接通，STJ线圈励磁动作，其常开接点STJ闭合----TBJ线圈所在回路接通，TBJ线圈励磁动作，其触点闭合，进行自保持----合闸回路接通----分闸线圈FQ动作出口，断路器分闸动作成功----断路器合闸位置常开接点断开----分闸回路断开。

b、就地分闸操作

“远方/就地”控制把手打至“就地”----五防正确传票，五防钥匙正确插入----KK控制把手打至“分闸”位置----STJ线圈所在回路接通，STJ线圈励磁动作，其常开接点STJ闭合----TBJ线圈所在回路接通，TBJ线圈励磁动作，其触点闭合，进行自保持----合闸回路接通----分闸线圈FQ动作出口，断路器分闸动作成功----断路器合闸位置常开接点断开----分闸回路断开。

2.2.5.2、110kV分闸回路

图十三

4ZK----断路器测控装置“远方/就地”切换开关

4WS---五防钥匙接口

4KK----断路器测控装置合闸操作把手

TYJ1,2----断路器PSL641测控装置内SF6压力闭锁继电器接点

TBJ----跳闸保护线圈及其自保持触点

52a/1、52a/2----断路器位置辅助触点（合闸位置时触点闭合）

52T----合闸线圈

63GLX----断路器操作控制箱SF6低气压闭锁继电器触点

正常情况下，断路器操作机构箱内“远方/就地”把手打在“远方”位置5，6触点接通；断路器合闸位置，其合闸位置辅助常闭接点52a/1、52a/2闭合；SF6压力正常，TYJ1,2常闭接点闭合。

远方分闸操作逻辑：

a、4ZK打至“远方”----五防正确请求----监控后台分闸命令正确，分闸脉冲输出----分闸回路闭合----TBJ励磁动作，其自保持触点闭合----52T分闸线圈励磁动作----断路器动作分闸----其合闸位置辅助常闭接点52a/1、52a/2断开----分闸回路断开。

b、4ZK打至“就地”----五防钥匙正确传票，五防钥匙正确插入4WS----4KK打至“分闸”位置----分闸回路闭合----TBJ励磁动作，其自保持触点闭