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断路器开关控制回路常见问题及处理措施摘要：断路器是一项重要电气设备，这对于接通或断开电路具有极大的帮助，特别是在供电系统发生短路故障时，断路器能否迅速动作将故障点切除，与断路器的电气、机械性能有着密切的联系，还关系到其控制、保护二次回路接线的合理性。
因此，对于高压断路器控制回路，必须要制定切实可行的改进措施来保证供电系统的安全运行。
关键词：断路器；开关；控制回路；常见问题；处理措施1断路器控制回路原理分析以 35kV 联合变电所的断路器控制回路为例，目前，断路器分、合闸二次控制回路得到了广泛的应用，断路器在合闸命令发生过程中，如果断路器辅助接点没有返回，合闸回路会一直处于导通的状态。
在实际运行中，断路器在合闸操作过程中极容易出现一些问题，具体如下：首先，在断路器分、合闸过程中，断路器机构和辅助开关配合不合理问题经常出现，导致在分、合闸过程中，断路器分、合闸到位辅助开关触头难以断开；其次，断路器机构自身的灵活性严重缺失，卡涩现象较常见。
在断路器分、合闸操作过程中，虽然分、合闸回路导通，但由于受到机构问题的影响，很难合上断路器。
2高压断路器控制回路问题分析2.1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例如，图 1 为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。
例如，以A 相为例，在手动操作断路器跳闸的时候，手动继电器 STJa 励磁，其接点STJa 闭合，如果跳闸回路接通了，比较容易导致断路器出现跳闸的情况。
在此过程中，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，不利于运行人员的正常操作和运行。
电力职业技术学院继电保护及其自动化专业毕业设计任务书标题:110KV变电站继电保护的设计与整定计算原始数据:1.设计一座110KV降压变电站(1)110KV侧有L101、L103两条出线，35KV侧有L302、L303、L304、L305、L306五条出线，10KV侧有八条出线。
(2)与电力系统的连接；①110KV侧线路L101接入110kv系统:②35KV侧一路通过306开关接入35KV区域供电系统。
(3)主变压器数量及容量:1、每台变压器容量:31.5MVA绕组类型及接线组别:三相三绕组，yo/y/△-12-11；额定电压:110/38.5/11KV；短路百分比:高-中(17)，高-低(10)，中-低(6.5):绝缘类型:分级绝缘。
(4)110kv、35KV、10KV母线侧线路后备保护最大动作时间分别为110kv:2.5S、35kv:2.5S、10kv:2S。
2.电力系统的主要参数:(1)1)110kv系统最大等效正序电抗*ma*为6.6ω，最小等效正序电抗*ma*为5.3ω，最大等效电抗*ma* = 5.3Ω，35KV系统为9.2ω，最小等效电抗*.ma*为8.1ω。
(2)部分线路的主要参数如下表所示:L101:额定电压110KV长度52KM最大(额定)负载为51MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4L302:额定电压35KV长度18KM最大(额定)负载为6.3MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4L303:额定电压35KV长度16公里；最大(额定)负载为6.3MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4L304额定电压35KV长度32KM最大(额定)负载为4MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4L305:额定电压35KV长21公里；最大(额定)负载为4MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4L306:额定电压35KV长度25公里；最大(额定)负载为13.2MVA每单位长度正序电抗(ω/km) 0.4二、设计的主要要求1.根据本变电站主变压器的类型和容量，配置主变压器的继电保护方案，计算其主保护的整定；2.配置L303和L304线路的继电保护方案，并进行相应的整定计算。
变电所二次回路方案选择及继电保护的整定在各级电压等级的变电所中，使用各种电气设备，诸如变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、补偿电容器等，这些设备的任务是保证变电所安全、可靠的供电，因为选择电气设备时，必须虑及电力系统在正常和故障时的工作情况。
所谓电气设备的选择，则是根据电气设备在系统中所处的地理位置和完成的任务来确定它们的型号和参数。
电气设备选择的总原则是在保证安全、可靠工作的前提下，适当留有裕度，力求在经济上进行节约。
1 二次回路的定义和分类二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护装置、自动装置和运动装置等。
根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。
按二次接线的性质来分，有交流回路和直流回路，按二次接线的用途来分，有操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路等。
2 二次回路操作电源的选择操作电源按其性质分，有直流操作电源和交流操作电源两大类。
蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险：有整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。
考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。
因此这里采用交流操作电源，并且从电流互感器取得电流源。
3 二次回路的接线要求继电保护装置即各种不同类型的继电器，以一定的方式连结与组合，在系统发生故障时，继电保护动作，作用于断路器脱扣线圈或给出报警信号，以达到对系统进行保护的目的。
继电保护的设计应以合理的运行方式和故障类型作为依据，并应满足速动性、选择性、可靠性和灵敏性四项基本要求：1.选择性：当供电系统发生故障时，要求只离故障点最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行。
2.速动性：为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，保护装置应尽快动作，切除故障。
LW16-40.5型高压断路器控制回路改造1 概述近年来,随着电网建设的飞速发展,电力系统对电压质量和供电可靠性也提出了更高的要求,对变电站的值班监视要求也有所改变,110kv及以下变电站改为无人值班变电站,这就对变电站设备运行的要求越来越高,不但要求能够正确动作,还要求能够及时发出故障信号,使监视人员准确及时掌握设备运行状态,确保设备安全稳定正常供电。
为了保证电网的安全稳定运行,解决由于高压断路器控制回路故障引起的不必要的停电和信号发送不正确等诸多问题,提出对LW16-40.5型高压断路器就地/远方转换开关不发信号的解决方案。
2 LW16-40.5型高压断路器就地/远方转换开关不发信号的原因分析及解决方法我局某变电所使用的江苏如皋高压开关厂生产的LW16-40.5型高压断路器,在运行中发现断路器不能合闸,控制室无任何光子亮,针对此情况,检修人员对此断路器二次接线进行了详细检查,发现此断路器在运行中由于本地区风沙大,机构内就地/远方转换开关接点由于进沙子,造成接点接触不良,使断路器控制回路不通造成;又由于此断路器就地/远方转换开关设计中没有取就地/远方转换开关信号接点,且断路器位置信号不通过就地/远方转换开关,控制回路通过断路器位置信号回路接通,无法发出故障信号。
为解决此类问题,防止由于断路器机构箱内就地/远方转换开关故障而不发信号造成断路器拒分、拒合故障,扩大事故范围,提出以下几种处理方法:方法一:将存在设计缺陷的断路器机构箱内就地/远方转换开关接点由原4对接点的转换开关更换为6对接点的转换开关,从而实现就地/远方转换开关信号传输,确保断路器机构箱内接地/远方转换开关故障后能及时发出信号,提醒运行监控人员,及时处理,防止由于断路器机构箱内接地/远方转换开关切换不到位或接触不良造成的断路器故障;转换开关如图1所示,这样改造能满足断路器运行要求,但要更换设备,改造断路器机构箱内就地/远方转换开关的安装,停电时间长,投资大。
1 简介1.1 设计任务及要求要求变电站的位置和类型应根据供电情况和工厂用电负荷的实际情况确定，并适当考虑工厂生产的发展。
变电站主变台数、容量及型号，选择变电站主接线方案、高低压设备及进出线，确定二次回路方案，选择和设置继电保护装置，确定防雷接地装置，最后按要求进行。
编写设计规范并绘制设计图纸。
1.2 实用价值和意义在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究和日常生活对电能的供应提出了更高的要求。
因此，保证良好的供电质量非常重要。
这本设计书侧重于理论与实践的融合。
理论知识力求全面、通俗易懂，实践技能注重实用性、可操作性和针对性。
同时，重点引进和体现现代供配电技术新技术。
这本设计书讨论了供配电系统的整体功能和相关技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成部分。
系统的设计和计算相关系统的运行管理根据工厂的实际供电和用电负荷，适当考虑工厂的发展，并符合安全要求，可靠性、先进技术和经济合理性。
讨论了变电站的位置和形式，变电站到变电站的数量和容量，变电站主布线方案的类型和选择，高低设备，进出线。
本设计包括：负荷计算与无功补偿、变电站选址及形式选择、短路电流计算、变电站电气主接线图等。
1.3 工厂电源设计的基本内容厂区供电设计主要包括厂区变压器设计、配电站设计、厂区高压配电电路设计、车间低压配电电路设计、电气设备的设计。
光。
其基本内容如下：(1)负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算是在车间负荷计算的基础上进行的。
考虑车间变电站变压器的功率损耗，得到全厂总降压变电站高压侧的计算负荷和总功率因数。
列出负荷计算表并表达计算结果。
（2）厂区总降压变电站的选址和主变台数、容量的选择应参考进线电源方向，综合考虑设置总变的相关因素。
降压变电站，并结合全厂计算负荷，满足扩容和后备需求。
.如有必要，确定变压器的数量和容量。
(3)厂区通用降压变电所主接线设计根据变电站内配电回路的数量、负荷要求的可靠性等级和计算负荷的数量，结合主变的数量确定变电站的高低接线方式。
220kV变电站主设计和调压方式分析目录第一部分设计说明前言 (1)第一章电气主接线选择 (2)第一节概述 (2)第二节主接线的接线方式选择 (3)第二章主变压器容量、台数及形式的选择 (4)第一节概述 (4)第二节主变压器台数的选择 (4)第三节主变压器容量的选择 (5)第四节主变压器型式的选择 (5)第三章短路电流计算 (7)第一节概述 (7)第二节短路计算的目的及假设 (7)第四章电气设备的选择 (8)第一节概述 (8)第二节断路器的选择 (10)第三节隔离开关的选择 (10)第四节高压熔断器的选择 (11)第五节互感器的选择 (11)第六节母线的选择 (14)第七节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (15)第八节限流电抗器的选择 (16)第五章电气总平面布置及配电装置的选择 (17)第一节概述 (17)第二节高压配电装置的选择 (18)第六章继电保护配置规划 (20)第七章防雷设计规划 (21)第一节概述 (21)第二节防雷保护的设计 (21)第三节主变中性点放电间隙保护 (22)第二部分设计计算第八章主接线比较选择 (22)方案一 (23)方案二 (23)方案三 (23)第九章主变容量的确定计算 (24)第十章短路计算 (26)第十一章电气设备选择计算 (30)第一节断路器选择计算 (30)第二节隔离开关选择计算 (32)第三节220kV、110kV主母线及主变低压侧母线桥导体选择计算 (35)第四节 10kV最大一回负荷出线电缆 (37)第五节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (38)第六节限流电抗器 (39)第七节 10kv出线电流互感器选择计算 (40)第八节 10KV电压互感器选择 (40)第十二章继电保护规划设计 (41)第一节变电所主变保护的配置 (41)第二节 220KV、110KV、10KV线路保护部分 (41)第十三章避雷器参数计算与选择 (42)第十四章参考资料 (43)前言本设计为华南理工大学2003级电气工程及自动化专业的电力系统课程设计，设计题目为：220kV 区域变电所电气部分设计。
变电所中高压断路器控制方式及选择.
1 变电所中高压断路器控制方式及选择
断路器的控制方式选择与变电所的控制方式、变电所的规模等因素有关。
变电所的控制方式不同、规模不同，断路器的控制方式也相应而异。
按控制回路的工作电压，断路器的控制方式可分为强电控制和弱电控制两种。
按操作方式，可分为一对一控制和选线控制两种。
所谓强电控制，就是从发出操作命令的控制设备到断路器的操动机构，整个控制回路的工作电压均为直流110V或220V。
根据控制地点，分为集中控制与就地控制两种；按跳、合闸回路监视，分为灯光监视和音响监视两种；按控制回路接线分为控制开关具有固定位置的不对应接线与控制开关触点自动复位的接线。
弱电控制分为以下两种情况。
（1）断路器控制回路的工作电压分成弱电和强电两部分，发出操作命令的控制设备工作电压是弱电一般是48V）。
命令发出后，再经过中间强弱电转换环节把弱电命令信号转换成强电信号，送至断路器的操动机构。
中间转换环节和断路器之间的回路结构与强电控制相同。
这种弱电控制，实质上只是把布置在控制屏（台）上的控制设备弱电化了。
来源:输配电设备网
（2）从控制设备到断路器的操动机构全部回路的工作电压均为弱电。
这种方式的命令信号传输距离较近，断路器的操动功率又比较大，它不适用于220500kV变电所。
弱电选线控制的接线比较复杂，操作步骤较多，其可靠性难以保证。
220－500kV变电所的断路器，不推荐采用弱电选线控制。
弱电控制的共同特点是由于在控制屏（台）上采用了小型化的弱电控制设备，控制屏（台）上单位面积内可布置的控制回路多。
在相同数量的被控对象情况下，与强电控制相比，可以减少控制屏（台）的面积，方便运行人员监视和操作；减少了主控制室的建筑面积，降低土建工程投资。
这是采用弱电控制的主要优点。
但是弱电设备也存在着不足，弱电端子和弱电设备中的电气绝缘距离较小，怕积灰尘，特别是灰尘中含有导电物质的情况下更危险；弱电设备的端子和屏后的弱电连接端子与软线的连接多采用焊接，由于端子间距离较近，在查线和清扫时特别注意防止端子间的短路；另外，还有机械强度低，触点断开的容量小，抗干扰性能差等缺点。
强电控制分为强电一对一直接控制和强电选线控制。
后者在实际工程中应用的很少。
强电一
对一直接控制方式具有控制回路简单，操作电源电压单一，运行人员容易掌握，维护方便，可靠性较高等优点，是国内投入运行的各类变电所中采用的一种主要的控制方式。
强电控制，因控制设备的工作电压比较高，为满足绝缘距离的要求，控制设备、接线端子排等设备体积都比较大，而在控制屏（台）上单位面积内可布置的控制回路数却较少。
在变电所规模大，被控对象多的情况下，所需的控制屏数量多。
这不仅加大了主控制室的面积，增加了土建工程的费用，同时，由于监视面过大，也不利于正常的监视和操作。
目前，采用的控制方式是：强电一对一直接控制，站内不设常规的控制屏，通过独立的测控装置实现控制。
老站也逐步按该方式进行改造。
2 变电所中高压断路器控制回路设计的基本要求
在断路器控制回路设计时应注意以下基本要求。
（1）应有对控制电源的监视回路。
断路器的控制电源最为重要，一旦失去电源，断路器便无法操作。
因此，无论何种原因，当断路器控制电源消失时，应发出声、光信号，提示值班人员及时处理。
（2）应经常监视断路器跳、合闸回路的完好性，当跳闸或合闸回路故障时，应发出断路器控制回路断线信号。
（3）应有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置，发生“跳跃”对断路器是非常危险的，容易引起机构损伤，甚至引起断路器爆炸，故必须采取闭锁措施。
目前，微机保护装置和断路器的操作回路的默认配置中，均有防止断路器“跳跃”的电气回路。
实际运用时，用且只能用其中一处的防止断路器“跳跃”的电气回路。
设计和运行时，应严格对厂家设计的该部分回路把关。
1997年2月2日，某电厂220kV出线A相故障，线路两侧保护装置正确动作，但在重合时两侧断路器均产生“跳跃”现象。
其中，该电厂侧的断路器连续开断后，液压急剧下降，断路器停留在合位后拒分。
由于故障点未切除，该厂220kV断路器失灵保护动作将母联断路器及一条母线上的所有元件切除，一条母线停电。
事故检查发现：故障线路的该电厂侧分相操作箱中，防跳继电器电压保持线圈极性接反，防跳回路未能起到作用，致使断路器产生“跳跃”现象：对端则由于其防跳继电器中的电流线圈短路，而导致防跳回路未能起到作用。
断路器的“跳跃”现象一般是跳闸、合闸回路同时接通时才发生。
“防跳”回路的设计应使得断路器出现“跳跃”时，将断路器闭锁到跳闸位置。
（4）跳、合闸命令应保持足够长的时间，并当跳闸或合闸完成后，命令脉冲应能自动解除。
通常由断路器的辅助触点自动断开跳、合闸回路。
（5）对于断路器的跳、合闸状态，应有明显的位置信号，故障自动跳闸、自动合闸时，应有明显的动作信号。
（6）断路器的操作动力消失或不足时，例如，弹簧机构的弹簧未拉紧，液压或气压机构的压力降低等，应闭锁断路器的动作，并发出信号；SF6气体绝缘的断路器，当SF6气体压力降低而断路器不能可靠运行时，也应闭锁断路器的动作，并发出信号。
在线路或变压器无故障情况下，压力降低时应闭锁跳闸回路。
如果此时不闭锁，一旦线路或变压器发生故障，由于断路器压力已降低，主触头已无消弧能力，可能引起断路器爆炸，其后果不堪设想。
（7）在满足上述要求的条件下，力求控制回路接线简单，采用的设备和使用的电缆最少。
3双重化配置
根据《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》（国电调[2002>138号）的要求，220kV及以上电压等级的微机型线路保护、主变压器微机保护应遵循相互独立的原则按双重化配置。
继电保护双重化配置是防止因保护装置拒动而导致系统事故的有效措施，同时又可大大减少由于保护装置异常、检修等原因造成的一次设备停运现象。
与保护装置双重化配置相适应，应优先选用具备双跳闸线圈机构的断路器。
根据文献介绍，在187kV以上系统中，断路器的拒动率为1.8×10-3，其中72％是由控制回路不良引起的。
控制电缆和断路器的跳闸线圈采用双重化措施以后，拒动率降低到5×10-4，即采用双重化后拒动率降到原来的1／3.6。
4压力闭锁回路
断路器制造厂一般只提供一套压力f包括液压机构的压力和SF6气体压力）闭锁触点，这对于单跳闸线圈断路器当然不存在任何问题。
但对于双跳闸线圈断路器就有隐患存在。
双跳闸线圈断路器的跳闸回路为两套，有两个独立的操作电源。
压力闭锁回路电源的供电方式有以下两种：
压力闭锁中间继电器的工作电源采用图1的自动切换方式供电。
该方式，有可能造成两组操作电源并联，目前已不再采用该供电方式。
另一种供电方式是使用第一组操作电源。
如图2所示。
压力闭锁触点串接在跳、合闸回路中，压力闭锁触点分常开触点和常闭触点两种。
当第一组操作电源失电后，常开触点的闭锁方式将断开第二组跳闸线圈回路，断路器无法操作；常闭触点的闭锁方式，压力闭锁触点将恒闭合，即使压力降低也不闭锁跳闸回路，此时，主触头已无消弧能力，可能会引起断路器爆炸。
