220kV断路器控制回路解析

2018年11月220kV断路器控制回路绝缘故障的分析与处理高朝辉（中广核风电有限公司内蒙古分公司，内蒙古呼和浩特010020）摘要:电力系统的构成非常复杂，在长时间的运行过程中容易因为主客观因素的存在出现一些故障，断路器控制回路绝缘故障便是其中之一。

断路器控制回路绝缘故障的出现，会直接对电力系统的运行造成影响，一旦无法及时进行分析并处理，将会导致严重的电力事故出现，给整个电力系统的安全运行造成威胁。

本文针对220kV断路器控制回路绝缘故障出现的原因进行分析，并探讨220kV断路器控制回路绝缘故障的处理措施，形成了对220kV断路器控制回路绝缘故障及其处理的进一步了解，希望能够为今后相关内容研究提供参考。

关键词:220kV断路器；控制回路；绝缘故障；原因；处理1断路器的控制回路断路器的控制回路，是连接一次设备和二次设备的桥梁，通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控，实现低压设备对高压设备的控制。

断路器的控制方式，一般可分为远程自动控制和就地人为控制两种方式。

为了实现对断路器的控制，一般由三部分组成：第一、要有发出分、合闸命令，实现对断路器控制的控制机构（如控制开关、控制按钮等）；第二、传送命令到执行机构的中间传送结构（如继电器、接触器的触点等）；第三、操动断路器执行操作命令的操动机构。

由这三部构成的电路，即为断路器控制回路[1]。

断路器控制回路有着最基本的要求：（1）能够具备手动操作和自动操作的可行性。

（2）能够监视控制回路操作电源的工作状态及跳、合闸回路的完整性。

（3）断路器操动机构中的合、跳闸线圈是按短时通电设计的，在合闸或者跳闸任务完成之后，应能够自动切断跳、合闸脉冲电流。

（4）应有监视控制回路正常运行，反应断路器跳、合闸的信号控制回路。

（5）应具有防止断路器重复跳、合闸的“防跳”措施。

（7）对于采用气压、液压或弹簧操动机构的断路器，应有反应压力是否正常、弹簧储能是否到位的监视或闭锁操作回路[2]。

断路器控制回路故障分析与处理摘要：断路器控制回路故障是电气系统常见故障之一，掌握其分析处理方法及预防措施对于提升变电站运行的可靠性和经济性有着重要意义。

本文以本文对某220 kV变电站2号主变620断路器C相无法分闸的现象进行研究分析，对断路器控制回路故障分析与处理进行分析归纳。

关键词：断路器；控制回路；故障；处理1、断路器控制回路断路器的控制通常是通过电气回路来实现的，为此必须有相应的二次设备。

在主控制室应有能发出跳、合闸命令的控制开关（或按钮），断路器应有执行命令的操动机构。

控制开关和操动机构之间是通过控制电缆连接起来的[1]。

完成断路器跳、合闸任务的电气回路称为控制回路。

控制回路按操作电源的种类分为直流操作和交流操作（含整流操作）两种类型。

直流操作一般采用整流电源或蓄电池组供电；交流操作一般由电流互感器、电压互感器或所用变压器供电。

断路器操动机构又分为液压操动机构、弹簧操动机构等几种类型，本课题主要介绍具有弹簧操动机构的断路器的控制回路，并通过它了解一般断路器控制回路的构成原理。

断路器的控制回路，按照断路器的型式、操动机构的类型以及运行上的不同要求虽有差别，但其基本接线却是相似的，即断路器的控制回路必须完整、可靠，因此应满足以下要求[2]：（1）断路器的合、跳闸回路是按短时通电设计的，操作完成后，应迅速切断合、跳闸回路，解除命令脉冲，以免烧坏合、跳闸线圈。

为此，在合、跳闸回路中，接入断路器的辅助触点，既可将回路切断，又可为下一步操作做好准备。

（2）断路器既能在远方由控制开关进行手动合闸和跳闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸和跳闸。

（3）控制回路应具有反映断路器状态的位置信号，自动合、跳闸时应有明显信号。

（4）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次合、跳闸的电气防跳措施。

（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。

（6）当具有单相操动机构的断路器按照三相操作时，应有三相不一致的信号。

220kV断路器控制回路常见问题摘要：变电站二次回路主要包括电流电压回路、控制回路、信号回路和直流回路。

控制电路作为变电站二次回路的重要组成部分，具有控制变电站断路器和断路器的功能。

二次回路的状态直接关系到变电站的正常运行，对控制回路的完整性监控也十分明显。

220kV断路器控制电路常见问题。

关键词：220kV断路器；控制回路；分析处理引言增加控制回路中跳闸线圈的监测继电器，可以有效地监测其完整性，保证重合闸动作的有效性。

同时，在发现故障时能快速定位故障点，方便运行维护人员，提高电网的安全性和稳定性，提高继电保护控制回路的运行可靠性。

1、220kV断路器控制回路常见问题分析1.1 跳闸操作箱误发跳闸信号针对跳闸操作箱误发跳闸信号问题，值班人员必须要明确断路器跳闸的原因是因为正常操作跳闸导致的，还是事故跳闸导致的。

针对这一问题，相关工作人员必须要进行深入的分析和探讨。

图 1 属于某厂生产的分相操作箱原理接线图的一部分，这在 220kV 和以上断路器的控制回路中得到了广泛的应用，但是在手动正常操作断路器跳闸过程中，极容易误发保护动作出口跳闸信号。

比如：以 A 相为例，在手动操作断路器跳闸过程中，手动继电器 STJa 励磁，其接点 STJa 闭合，如果接通了跳闸回路，极容易导致断路器出现跳闸。

在这个过程中，对于“防跳”继电器的自保护回路来说，接通了保护动作出口跳闸信号继电器 TXIJa 电流线圈回路，导致其励磁动作，进而不利于运行人员的正常操作和运行。

在图 1 中，对于手动继电器 STJa 的接点，如果在 TXIJa 电流线圈两端进行了并接，在 STJa 发生动作时，会大大增加TXIJa 电流线圈短路问题的发生概率，但是，针对 TXIJa 动作电流这一问题，要对断路器跳闸电流进行全方位、多角度的分析，以此来为设计提供可行的参考依据，其动作具有高度的灵活性，而且线圈直流电阻也不大。

此时， STJa 接点已经将其电流线圈短路，但是仍然会流经一些跳闸电流，进而存在于TXIJa 电流线圈，进而使其动作。

高压断路器本体非全相保护回路分析与建议摘要：文中对220kV及以上断路器的本体非全相功能原理进行阐述，并针对现阶段断路器本体非全相继电器及其节点的接线方法进行深入分析，对断路器本体非全相功能方面可能存在的安全隐患提出防范措施。

关键词：断路器本体；非全相保护；继电器；误动引言随着电力需求量的稳步增长，电网建设中的高压输电网络亦日趋完善，在220kV及以上电压等级的电网中，由于电力系统运行要求，高压断路器多采用分相操作断路器。

因此，系统运行中断路器可能由于误操作、回路方面或机械方面的原因使断路器不能同时跳、合闸，或在正常运行中单相跳闸等原因造成非全相运行的情况，其后果是在系统中产生零、负序分量对电气设备产生相当大的危害，同时还可能使一些保护动作误跳闸，切除正常运行的线路[1]，因此需在断路器控制回路中设置非全相保护回路，增强系统稳定运行的可靠性，目前绝大多数非全相保护均采用断路器本体非全相保护，本文也只针对本断路器体非全相回路的不同接线类型进行对比分析。

1 断路器本体非全相保护的基本判据根据现有分相操作机构断路器的基本工作原理，初步总结断路器本体非全相功能的基本判据[2]：利用断路器本体辅助接点进行相应的串、并联组合后再经其功能压板后直接驱动断路器本体非全相时间继电器出口[3]（如图1），47T1为时间继电器，47T1X与47T1XX为非全相出口继电器，47T1X出口后跳闸继，47T1XX出口后发信号。

由于断路器本体非全相功能完全直接由断路器辅助接点组合后驱动非全相继电器，拥有不经其他判据实现、不受控制回路断线、远方/就地等因素的影响的优势，能保证其动作回路可靠动作，故而目前基本都采用断路器本体非全相功能。

图12 断路器本体非全相保护的不同接线类型对比分析220kV及以上电压等级的电网行中，高压断路器的非全相功能多由断路器本体实现，在现阶段的断路器本体非全相配置中为两组控制回路（早些年只是在控制一圈）中均配有非全相启动及动作回路，非全相启动继电器启动后，其常开节点动作启动出口继电器，非全相出口继电器其常开动作节点分别对应并联接入断路器两组跳闸回路中，驱动断路器两组线圈跳闸。

关于220kV断路器分合闸控制回路的探讨现代社会发展对各类能源条件的应用要求逐渐增多，电力产业作为社会支柱性产业基本构成部分，尤其是在220kV断路器分合闸控制回路方面，技术人员必须明确回路具体情况，并将传统回路设置与应用的相关问题及时进行调整。

因此，对于个人来讲，熟练掌握220kV断路器分合闸回路也是拓展专业能力的机会条件。

笔者将结合实践对此展开细致化的分析与论述，以期能够给广大从业人员带来积极借鉴参考。

标签：断路器;分合闸;控制回路引言现阶段我国的电力体制改革工作不断推进，国家电网在各个阶段的改革发展期间，对下属公司的目标工作要求不断增多，尤其是变电运行方式转变之后，变电站需加强变电运维管理。

因此，工作人员需要加强日常的运行管理监控，有序推进倒闸、检验、监督等各项工作，保质保量完成检修与维护的目标任务，不断提升变電站的运维检修工作质量。

220kV线路保护配置220kV线路保护配置分为两种形式，一种是传统设计配置，一种是国网典设配置。

传统设计配置包含两套线路保护装置，这两套装置中其一注重断路器保护，也就是对系统各类开关的保护;其二则是对操作箱、控制装置的应用。

一套线路保护装置与断路器保护装置形成线路保护屏，接地线路保护装置与操作箱、控制装置组合应用形成线路保护屏。

国网典设配置是确立两套线路保护装置之后，将两个操作箱与一个测控装置应用到系统之中，不同的保护装置与操作箱形成不同的线路保护屏，这种应用形式能够将电路运行的安全性与稳定性保障起来[1]。

从传统设计配置实际来看，断路器保护装置主要是通过失灵保护与重合闸应用两个方面，线路保护期间不会随意应用重合闸。

而国网典设中的独立断路器保护装置应用，失灵保护功能是在其中存在母差之后所形成的。

因此两者在线路保护装置设置期间存在较大的差异性。

断路器控制回路图纸信息识别线路保护图纸通常会将保护装置、操作箱、断路器、控制装置等分别进行绘制。

由于各类管控模块的应用要求诸多，所以图纸绘制会在50张左右，数量诸多且图纸之间的联系性较强，所涉及的内容包括设备应用、机构箱、互感器、保护装置、操作箱等各个环节，不同的设备在电缆连接期间的熟练要求不同，且装置中大多会设置不同的插口、开关，根据压力变化、端子应用要求内部应注意的问题也相对较多。

关于某电站220kV出线断路器第二跳闸回路的分析与改正摘要：阐述220kV出线断路器二次跳闸回路的接线分析与改正。

关键词：220kV断路器跳闸回路分析改正引言断路器是电力系统的重要设备，其工作原理是通过手动或自动（继电保护、自动装置等）回路使其合闸、跳闸线圈带电，达到可靠切断或闭合相应设备的空载电流、负荷电流、故障电流的控制作用，从而确保电力系统安全运行，因此断路器是否能够正常运行与其二次回路密不可分。

为了确保断路器可靠跳开，切断故障回路，按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》第15.2.2条“电力系统重要设备的继电保护应采用双重化配置，两套保护的跳闸回路应与断路器两个跳闸分别一一对应”等相关要求，断路器应设置两个跳闸线圈，第一控制回路（一套保护装置）跳一线圈，第二控制回路（另一套保护装置）跳二线圈。

1水电站概况该电站总装机3×50MW，多年平均发电量 6.1亿度，电站保证出力为36.8MW，三台发电机分别接成发-变组单元接线，各经一台63000kVA的主变压器升压为220kV汇入同一220kV母线,经220kV线路送至220kV变电站并入省网，其中220kV输出线路断路器命名为251DL。

该电站主接线如图一。

图一：主接线2断路器251DL本体概况断路器251DL型号为ZF-16-252/Y，为六氟化硫气体绝缘金属封闭式开关设备。

其中额定电压为252kV，额定电流2500A，额定瞬时耐受电流为125KA，额定短时耐受电流为50KA，其操作机构为液压弹簧机构HMB-4/8。

251DL配置一组分相合闸线圈与两组分相跳闸线圈，线圈额定电压均为DC220V。

3断路器251DL合闸与跳闸回路的分析该电站在某年度的线路全停检修工作中，工作人员对现场设备与图纸核对时发现其断路器分相合闸线圈带电具有“手动”与“远动”的方式，“手动”含义即为现地通过合闸按钮实现，“远动”含义即为通过远方监控下令实现。

断路器控制回路在发电厂和变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操动机构来实现的。

控制回路是连接一次设备和二次设备的桥梁，通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控。

通过控制回路，实现了低压设备对高压设备的控制。

一、控制信号传送过程（一）常规变电站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程由上图可以看出，断路器的控制操作，有下列几种情况：1主控制室远方操作：通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件，再由保护屏操作插件传递到开关机构箱，驱动跳、合闸线圈。

2就地操作：通过机构箱上的操作按钮进行就地操作。

3遥控操作：调度端发遥控命令，通过通信设备、远动设备将操作信号传递至变电站远动屏，远动屏将空接点信号传递到保护屏，实现断路器的操作。

4开关本身保护设备、重合闸设备动作，发跳、合闸命令至操作插件，引起开关进行跳、合闸操作。

5母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作，引起断路器跳闸。

可以看出，前三项为人为操作，后两项为自动操作，因此断路器的操作据此可分为人为操作和自动操作。

根据操作时相对断路器距离的远近，可分为就地操作、远方操作、遥控操作。

就地通过开关机构箱本身操作按钮进行的操作为就地操作，有些开关的保护设备装在开关柜上，相应的操作回路也在就地，这样通过保护设备上操作回路进行的操作也是就地操作，保护设备在主控室，在主控室进行的操作为远方操作，通过调度端进行的操作为遥控操作。

（二）综自站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程操作方式与常规变电站相比，仅在远方操作和遥控操作时不同。

在主控室内进行远方操作，一般是通过后台机进行，操作命令传达到测控装置，启动测控装置跳、合闸继电器，跳、合闸信号传递到保护装置操作插件，启动操作插件手跳、手合继电器，手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路，启动断路器跳、合闸。

当后台机死机或其它原因不能操作时，可以在测控屏进行操作。

遥控操作由调度端（或集控站端）发送操作命令，经通讯设备至站内远动通讯屏，远动通讯屏将命令转发至站内保护通讯屏，然后保护通讯屏将命令传输至测控屏，逐级向下传输。

220KV 线路保护二次回路介绍二次设备是指对一次设备的工作进行监视、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行状况或生产指挥信号所需的低压电器设备。

由二次设备相互连接，构成对一次设备监视、控制、调节和保护的电器回路称为二次回路。

一、TA 二次电流回路220KV TA 一般有六个二次绕组，分别用于本线路保护（两组）、母差保护（两组）、测量、计量。

以某一220KV 线路保护为例，如图（一）所示，交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——CSC-122A 断路器保护——CSC-101A 线路保护——录波屏。

如图（二）所示，交流电流回路的联结关系为TA 本体接线盒——TA 端子箱——PSL601G 线路保护。

CSC-101A 1x CSC-122A 3x端子箱A 屏图（一）1n PSL601G端子箱B 屏图（二） 注意事项：1）电流回路严禁开路。

电流互感器的二次回路不允许开路，否则将产生危险的高电压，威胁人身和设备的安全。

因为电流互感器二次回路在运行中开路时，其一次电流均成为励磁电流使铁芯中的磁通密度急剧上升，从而在二次绕组中感应高达数千伏的感应电势，严重威胁设备本身和人身的安全。

这就要求回路各个连接环节的螺丝必须紧固，连接二次线无断线或接触不良，同时回路的末端必须可靠短接好，如上图（一）中的录波屏处2C2、2C4、2C6、2C7端子和图（二）中的PSL601G 保护屏处1D17、1D18、1D19、1D20端子。

2）每组二次绕组的N 回路有且只能有一点接地，严禁多点接地。

电流互感器的二次回路必须有一点直接接地，这是为了避免当一、二次绕组间绝缘击穿后，使二次绕组对地出现高电压而威胁人身和设备的安全。

同时，二次回路中只允许有一点接地，不能有多点接地，否则会由于地中电流的存在而引起继电保护的误动。

因为一个变电所的接地网并不是一个等电位面，在不同点间会出现电位差。

当大的接地电流注入接地网时，各点的电位差增大。

某电站220kV 断路器控制回路问题处理田 杰（华电四川宝珠寺水力发电厂，四川 广元 628003）摘要：通过对某电站220kV 发变组出口断路器改造后出现的异常现象，并结合实际对断路器回路进行了改进，提高了实际运行中的可靠性。

关键词：220kV；断路器控制；问题处理 1 概述 某电站原断路器使用的是西门子高压开关有限公司3AQ1EE 型号的液压操作机构的分相式断路器。

由于断路器动作次数已达到设计值，所以对断路器进行了更换，更换后的断路器为西门子高压开关有限公司3AP1FG 型号的弹簧操作机构的三相机械联动断路器。

2 断路器防跳回路存在的一些问题 按照我们之前断路器的接法，是将断路器机构内的防跳回路退出运行的，如下图１所示。

图1 断路器合闸回路图图中9TWJa-跳闸位置继电器，9HBJ-合闸保持继电器，9SHJ-手合继电器的接点，2YHJ1-1、2YHJ2-1-压力低闭锁分闸继电器接点，9FTJ-防跳跃继电器，3TBJ-2、6TBJ-2-分别为跳闸保持继电器的接点。

S8-远方/现地把手，S16-弹簧储能接点，Y1合闸线圈，S1断路器辅助接点,K75为防跳继电器。

所有接线完毕后对断路器进行了防跳试验：（1）在操作箱短接保护分闸接点，然后再短接手合接点。

断路器合闸后分闸，闭锁的到分位后断路器不动作，防跳试验正确。

（2）在断路器本体处模拟断路器跳闸接点粘连，然后一直按断路器合闸按钮。

发现断路器出现跳跃现象，此时立即松开合闸按钮，断路器防跳试验不正确。

由此可以得知操作箱之前的出现断路器跳跃故障，防跳回路是可以将断路器闭锁在分位的，但是在操作箱之后出现断路器跳跃故障，防跳回路未起到作用的。

3 防跳回路的选择为避免寄生回路，一般断路器操作箱和断路器机构内的防跳回路只能使用其中的一套，而我们站之前的旧断路器使用的是断路器操作箱内的防跳回路。

操作箱防跳时有以下缺陷：（1）保护范围小，只能防止操作箱之前回路造成的断路器跳跃问题，无法解决因操作箱以外的回路造成的断路器跳跃问题；（2）必须要操作箱跳闸回路才能启动，当断路器本体跳闸动作启动跳闸回路时，操作箱防跳回路无法启动。