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第5章断路器控制回路教学目的：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路复习旧课：操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统的绝缘监察与电压监察装置；重点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；难点：掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路；引入新课：第一节概述一、断路器控制方式断路器是电力系统中最重要的开关设备，在正常运行时断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流，在系统发生故障时则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、操动机构及绝缘支架等构成。
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。
断路器的控制方式有多种，分述如下。
1．按控制地点分断路器的控制方式接控制地点分为集中控制和就地（分散）控制两种。
（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。
一般对发电机、主变压器、母线、断路器、厂用变压器35kV以上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线路以及厂用电动机等采用就地控制，可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。
2．按控制电源电压分断路器的控制方式接控制电源电压分为强电控制和弱电控制两种。
（1）强电控制。
从断路器的控制开关到其操作机构的工作电压均为直流110V或220V。
（2）弱电控制。
控制开关的工作电压是弱电（直流48V），而断路器的操动机构的电压是220V。
发电厂变电所控制-答案一、灯光监视的断路器控制回路如图所示，M100(+)为闪光小母线，M708为事故音响小母线。
1．试说明断路器手动及自动合、跳闸时灯光信号是如何发出的。
2. 进行手动合闸操作时，将控制开关SA从“跳闸后”位置切换至“预备合闸”（PC）位置，试分析说明此时绿灯HG和红灯HR的状态（平光、闪光、不亮）。
3．若发生事故断路器跳闸，事故音响信号怎样启动？答：1．手动跳闸 SA至“跳闸后”位置时，触点10-11闭合，绿灯HG发平光。
自动跳闸 SA在“合闸后”位置，触点9-10闭合，此时若断路器自动跳闸，其常闭辅助触点接通,绿灯（HG）经SA的9-10触点接至闪光小母线M100(+)，闪光。
手常开闸 SA在“合闸后”位置，触点13-16闭合，红灯（HR）发平光。
自常开闸 SA在“跳闸后”位置，触点14-15闭合，此时若自动装置使断路器自常开闸，红灯（HR）经触点14-15接至闪光小母线，发闪光。
2．断路器仍属跳闸状态，因此其辅助常闭触点闭合。
另外，控制开关SA处于预备合闸位，节点9-10接通。
因此，绿灯（HG）闪光，红灯不亮。
3．若断路器因事故跳闸，SA仍在合闸后位置，其触点1-3、19-17同时接通。
另外，因断路器跳闸，QF辅助常闭触点闭合，事故音响小母线M708接至负电源-700，事故音响回路启动，发出事故音响信号。
二、电压互感器二次侧b相接地的接线图如下图所示。
1、试说明B相接地点设置在m点的理由，以及击穿保险器FA的作用。
2、试说明开口三角形辅助二次绕组不装设熔断器的原因。
3、试说明隔离开关QS1的作用。
4、试说明绝缘监察继电器KVI的动作原理。
答：1．b相接地点的设置。
接地点设在端子箱内FU2之后m点，是因为若设在FU2之前n 点，则当中性线发生接地故障时将使b相绕组短路而无熔断器保护。
而在m点接地也有缺点：一旦熔断器熔断，则电压互感器整个二次侧将失去保护接地点，如果高低压绝缘破坏高电压侵入将危及设备及人身安全。
具有灯光监控的断路器控制回路实验报告开课学院及实验室：学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称电力工程基础成绩实验项目名称具有灯光监控的断路器控制回路实验指导老师一、实验目的1．掌握具有灯光监视的断路器控制回路的工作原理，电路的功能特点。
2．理解为使断路器控制回路能安全可靠地工作，必须满足对合闸与分闸监视的基本要求与重要性。
3．加深对控制回路的理解和实验操作方法二、实验原理1．闪光信号装置闪光信号装置用于给闪光小母线WF+ 提供脉动电压。
当断路器事故跳闸或者自动投入时，绿灯GN或红灯RD通过接上闪光小母线WF而闪光。
图3-1是直流闪光装置实验电路。
图中闪光继电器DX-3由中间继电器线圈KM、电阻R、电容C和中间继电器的一对常闭和常开触点构成。
闪光继电器DX-3和双联按钮SB、指示灯WH一起接入直流电源（WC+和WC-为220V直流电源正负极）构成直流闪光装置实验电路。
当实验电路中按钮SB未按下时，指示灯WH通过按钮开关SB的常闭点直接接入直流电源，光示牌WH全压发光。
按下实验按钮SB，SB的常开触点闭合，常闭触点打开，此时电流从正电源WC+ 通过继电器的常闭触点和电容器C、电阻R、按钮SB和WH到负极WC- ，电容器C开始充电，电压逐渐升高，在电容器两端电压达到中间继电器KM线圈的动作电压之前，KM不会动作，因而WH被电阻R和电容C分压而发暗光；当电容器两端电压达到继电器KM的动作电压时，KM动作，KM的常闭触点切断了电容器充电回路，而常开触点KM闭合，使WH能维持一段时间的全发光状态，当电容器C因放电电压逐渐下降至继电器的返回电压时，继电器KM复归，常开触点分开，常闭触点闭合，电容器C又开始充电，WH又变暗，当C充电至一定电压时，KM又动作，光示牌WH又全压发光。
这样周而复始，就会看到灯光一闪一闪的现象。
图3-1 采用DX--3型闪光继电器构成的闪光装置实验接线图2. 断路器及控制回路图3-2 具有灯光监视的断路器控制回路原理及接线图断路器及控制回路工作情况的监视及操作控制过程如下：当断路器处于跳闸状态时，其常闭辅助触点QF闭合，跳闸位置指示灯KD亮，当开关1-2通时，合闸线圈YO得电，其常开辅助触点YO闭合，QF得电，断路器合闸，常闭触点QF断开，常开触点QF闭合，合闸位置信号GN亮，跳闸位置信号KD灭。
控制回路监视继电器的研究与应用摘要：随着电网的不断发展，变电站数量不断增加，对电网可靠性的要求也越来越高，加装控制回路监视继电器以后可以使断路器控制回路发生断线时能够及时的将信息上传至远方，大大的缩短了故障的等待时间，及时将缺陷消除保证设备可靠运行。
关键词控制回路监视继电器跳闸回路合闸回路中图分类号：u665.12文献标识码：a 文章编号：前言某110kv变电站中，10kv部分为电磁型保护，在日常的生产维护中操作人员一般通过红、绿指示灯来了解相对应的断路器的分合闸状态。
尽管分、合闸电路的动作会点亮相应的断路器位置指示灯，但是如果当分、合闸线圈断线，或是别处控制回路发生断线时，将导致不能正确执行分合闸指令，此时若不能及时将信号上传对于电网是十分危险的。
如果加装了控制回路监视继电器便可以使断路器控制回路发生断线时能够及时的将信息上传至远方，及时将缺陷消除保证设备可靠运行。
1、常规断路器控制回路原理（1）跳闸回路断路器跳闸回路由以下几部分组成跳闸启动回路→断路器辅助接点（常开）→跳闸线圈手动跳闸或自动跳闸时，跳闸启动回路瞬时接通，跳闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关跳开后，串于跳闸回路的断路器常开接点打开，断开跳闸回路。
（2）合闸回路断路器合闸回路由以下几部分组成合闸启动回路→断路器辅助接点（常闭）→合闸线圈手动合闸或自动合闸时，合闸启动回路瞬时接通，合闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关合上后，串于合闸回路的断路器常闭接点打开，断开合闸回路。
2、断路器位置监视回路以下是常规控制回路的红绿灯监视回路原理图断路器灯光监视回路，一般用红灯表示断路器的合闸状态，用绿灯表示断路器的跳闸状态，指示灯是利用与断路器传动轴一起联动的辅助触点dl来进行切换的。
当断路器在断开位置时，dl常闭触点接通，绿灯亮，当断路器在合闸位置时，dl的常开触点接通，红灯亮。
红、绿灯一方面监视断路器的位置，一方面监视控制回路的完好性，断路器处于分位时，绿灯亮，表示外部合闸回路完好，断路器处于合位时，红灯亮，表示外部跳闸回路完好。
变电站灯光监视断路器的控制信号回路
灯光监视断路器的控制信号回路具有结构简单；合闸与分闸位臵有红绿灯指示；自动跳闸或自动合闸时有明显的闪光信号；能监视控制电源熔断器的工作状态及分合闸回路的完好性，是变电站常用的控制电路，控制原理图(弹簧储能手车断路器)如图1-1所示。
1、控制开关、行程开关。
+W C-W C
图1-1 断路器控制回路
控制开关是断路器控制回路中的主要元件，运行人员利用控制开关，发出操作命令，对断路器进行手动合闸或分闸操作。
变电站中常用的控制开关为LW2系列。
这种控制开关除了结构封闭、不受外界影响外，还有一个优点，即在控制过程中有预备位臵。
当控制开关在预备位臵时，信号灯能发出闪光信号，提醒运行人员最后一次检查所操作的设备是否正确，以减少误操作的机会。
本图控制开关1Q T的型号为LW2-Z-1a〃4〃6a〃40〃20/F8，共有六个位臵状态即：“预备分闸”、“分闸”、“分闸后”、“预备合闸”、“合闸”、“合闸后”。
其中“分闸后”和“合闸后”为两个固定位臵，即手柄在水平和垂直位臵。
“预备合闸”和“预备
分闸”为两个预备位臵，虽然手柄也在垂直或水平位臵上,但在操作过程中仅为一种过渡位臵，并不长久停留在该位臵上。
“合闸”和“分闸”为两个自动复归位臵，即操作人员将手柄自预备位臵顺时针旋转45°或逆时针旋转45°，当操作人员松手后手柄即自动复归至固定位臵。
触点位臵见图１－2 所示。
图中“×”表示触点为接通状态，“－”表示触点为断开状态。
SQ2为手车行程开关，手车在工作位臵接通;SQT3为手车断路器的弹簧储能机构行程开关，弹簧储能完成后接通，弹簧未储能时断路器不能进行合闸操作;中间继电器常开接点1KM由自动回路来；中间继电器常开接点2KM由保护回路来;+WC,-WC为正、负控制母线;(+)MF为闪光信号小母线。
2、分、合闸回路
断路器合、分闸回路是由红、绿灯监视的，红、绿信号灯是由断路器的辅助接点QF进行切换的，当断路器在合闸位臵时其辅助接点常开闭合，HR红灯亮，准备好的是跳闸回路；断路器在分闸位臵时其辅助接点常闭闭合，HG绿灯亮，准备好的是合闸回路。
断路器在合闸位臵状态，HR红灯亮，其通路为+WC→1FU →1QT16-13→HR→R2→KCV→QF→YT→2FU→-WC,红灯串接在分闸线圈回路中，它不仅监视断路器在合闸状态，而且监视分闸回路的完好性。
此时，分闸线圈中虽然有电流流过，但并不引起断路器分闸，因为分闸线圈的电阻比起信号灯的电阻（包括其附加电阻）相比小的多，大部分压降在信号灯上。
为了避免灯泡引出线上短路时，引起分闸线圈误动作，在信号灯上还附加了一个附加电阻。
同理断路器在分闸状态时，HG绿灯亮，其通路为+WC→1FU→1QT11-10→HG→R1→SQT3→QF→YC→2FU→-WC, 绿灯串接在合闸线圈回路中，它不仅监视断路器在分闸状态，而且监视合闸回路的完好性。
若运行中红、绿灯不亮，则说明分、合闸回路断线、灯泡坏或控制电源熔断器熔断。
在这种情况断路器进行分、合闸时将会拒绝动作，因此必须即时检查修复。
信号指示灯HR、HG是由控制回路
电源小母线+WC、-WC经过熔断器FU1、FU2供电的，因此它们也起监视熔断器FU1、FU2的作用。
图1-2 LW2-Z-1a·4·6a·40·20·20/F8 型控制开关触点位置图表
3、断路器的操作过程
断路器处于合闸状态时，1QT手柄在合闸后的位臵。
此时手动操作断路器分闸时，首先将控制开关1QT逆时针旋转90°至预分位臵，此时1QT的14-13触点接通，红灯发闪光，其通路为(+)MF→1QT14-13→HR→R2→KCV→QF→YT→2FU→-WC,提醒运行人员最后一次检查被操作的断路器是否正确。
后继续将万能转换开关1QT逆时针旋转45°至分闸位臵，此时1QT的6-7触点接通，将信号灯HR及其附加电阻R2短接，使全部电压都加在分闸线圈YT上使其可靠动作,其通路为 +WC→1FU→1QT6-7→KCV→QF→YT→2FU→-WC，开关分闸，红灯熄灭。
松手后万能转换开关1QT自动弹回水平方向，此时万能转换开关1QT的位臵为分闸后状态，触点11-10接通，绿灯发平光，其通路为+WC→1FU→1QT11-10→HG→R1→SQT3→QF→YC→2FU→-WC。
手动操作断路器合闸时，首先将万能转换开关1QT顺时针旋转90°至预合位臵，此时1QT的9-10触点接通，绿灯发闪光，
其通路为(+)MF→1QT9-10→HG→R1→SQT3→QF→YC→2FU→-WC,提醒运行人员
最后一次检查被操作的断路器是否正确。
后继续将万能转换开关1QT顺时针旋转45°至合闸位臵，此时1QT的5-8触点接通，将信号灯HG及其附加电阻R1短接，使全部电压都加在合闸线圈YC上使其可靠动作,其通路为 +WC→1FU→
1QT5-8→SQ2→KCV3→SQT3→QF（常闭）→YC→2FU→-WC，开关合闸，绿灯熄灭。
松手后万能转换开关1QT自动弹回竖直方向，此时万能转换开关1QT的位臵为合闸后状态，其触点16-13接通，红灯发平光，其通路为+WC→1FU→1QT16-13→HR→R2→KCV→QF（常开）→YT→2FU→-WC。
4、自动合闸或自动分闸
当继电保护动作使断路器跳闸或自动装臵动作使断路器合闸时，采用控制开关与断路器位臵不对应的起动原则，起动闪光回路，给运行人员一个明显的闪光信号。
开关事故跳闸后绿灯发闪光，此时万能转换开关1QT在合闸后的位臵，而断路器在分闸后的位臵，起动闪光信号，其通路为(+)MF→1QT9-10→HG →R1→SQT3→QF→YC→2FU→-WC。
开关自动合闸后红灯发闪光，此时万能转换开关1QT在分闸后的位臵，而断路器在合闸后的位臵，起动闪光信号，其通路为(+)MF→1QT14-13→HR→R2→KCV→QF→YT→2FU→-WC。
5、“防跳”回路
所谓的“跳跃”是指断路器在手动或自动装臵动作合闸后，操作控制开关未复归或控制开关触点、自动装臵卡住，此时保护动作使断路器跳闸而发生的多次“跳-合”现象。
所谓的“防跳”就是利用操作机构本身的机械闭锁或在操作接线上采取措施以防止这种“跳跃”的发生。
图1-1中，KCV为专设的“防跳”继电器，当控制开关1QT5-8接通，使断路器合闸后，若保护动作，其接点2KM闭合，使断路器跳闸，此时KCV的电流线圈带电，其接点KCV1闭合。
如果控制开关的接点未复归，其接点1QT5-8仍接通，则KCV的电压线圈自保持，其接点KCV3断
开合闸线圈回路，使断路器不能再次合闸。
只有合闸脉冲解除，KCV的电压线圈断电后，接线才恢复原来的状态。
此外，在跳闸回路中与继电保护装臵出口继电器接点2KM及信号继电器KS回路并联接入了一个KCV的常开接点KCV2，而且在其前面还串联了一个电阻R3，这是为了防止保护动作断路器跳闸时，若保护装臵出口继电器2KM的接点先于断路器的辅助接点QF断开而烧坏其接点，继电保护装臵出口继电器接点2KM及信号继电器KS回路并联了一个KCV的常开接点KCV2，使KCV继电器动作后能进行自保持，此时，即使2KM在QF前返回，也不会发生由2KM接点来切断跳闸回路电流的情况，起到了保护该接点的作用。
电阻R3 是一只阻值只有1Ω的电阻，对跳闸回路的自保持无多大的影响，有此电阻可以保证信号继电器KS的线圈不致被KCV的常开接点KCV2短接，而可靠的动作。
