定时限过电流保护电路的绘制及控制开关触点通断表

【例7-3-1】采用手动操作的断路器控制和信号回路

图7-3-3是手动操作的断路器控制和信号回路原理图。

图7-3-3 手动操作机构的断路器控制电路

WC—控制小母线 WS—信号小母线

HR_G—绿色指示灯 HL_R—红色指示灯 R—限流电阻 YR—跳闸线圈（脱扣器） KM—出口继电器触点 QF（1-6）—断路器QF的辅助触点 QM—手动操作机构辅助触点

合闸时，推上操作手柄使断路器合闸。这时断路器的辅助触点QF（3-4）闭合，红灯HL_R亮，指示断路器已经合闸通电。由于有限流电阻R₂，跳闸线圈YR虽有电流通过，但电流很小，不会跳闸。红灯HL_R亮，还表示跳闸回路和控制回路的熔断器FU₁～FU₂是完好的，即红灯HL_R同时起着监视跳闸回路完好性的作用。

跳闸时，扳下操作手柄使断路器跳闸，这时断路器的辅助触点QF（3-4）断开，切断跳闸回路，同时辅助触点QF（1-2）闭合，绿灯HL_G亮，指示断路器已经跳闸断电。绿灯HL_G亮、还表示控制回路的熔断器FU₁、FU₂是完好的，即绿灯HL_G同时起着监视控制回路完好性的作用。

在正常操作断路器跳、合闸时，由于操动机构辅助触点QM与断路器辅助触点QF（5-6）是同时切换的，因此事故信号回路（信号小母线WS所供的回路）总是不通的，也就不会错误地发生信号。

当一次电路发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口断电器触点KM闭合，接通跳闸回路（QF（3-4）原已闭合），使断路器跳闸。随后QF（3-4）断开，红灯HL_R灭，并切断YR的电源；同时QF（1-2）闭合，绿灯HL_G亮。这时操动机构的操作手柄虽然仍在合闸位置，但其黄色指示牌掉落，表示断路器自动跳闸。在信号回路中，由于操作手柄仍在合闸位置，其辅助触点QM闭合，而断路器已事故跳闸，QF（5-6）返回闭合，因此事故信号接通，发出灯光和音响信号。当值班员得知事故跳闸信号后，可将操作手柄扳下至跳闸位置，这时黄色指示牌随之返回，事故信号也随之消除。

控制回路中分别与指示灯HL_G和HL_R串联的电阻R₁和R₂，除了限流作用外，还有防止指示灯灯座短路时造成控制回路短路或断路器误跳闸的作用。

【例7-3-2】采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路

图7-3-4是采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路原理图。其操作电源采用硅整流电容储能的直流系统，控制开关采用双向自复式并具有保护触点的LW5型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置（0°）。顺时针扳转45°为合闸操作（ON），手松开即自动返回（复位），保持跳闸状态。图中控制开关（操作开关）SA两侧虚线上打黑点（·）的触点，表示在此位置时该触点接通，而SA两侧所指示的箭头（→），表示SA手柄自动返回的方向。表7-3-1是图7-3-4所示控制开关SA的触点通断表。

合闸时，将控制开关SA手柄顺时针扳转45°，这时其触点SA（1-2）接通，合闸接触器KO得电（其中QF（1-2）原已闭合），其主触点闭合，使电磁合闸线圈YO得电，断路器合闸。合闸完成后，控制开关SA自动返回，其触点SA（1-2）断开，切断合闸回路，同时QF（3-4）闭合，红灯HL_R亮，指示断路器已经合闸，并监视着跳闸YR回路的完好性。

表7-3-1 图7-3-4所示控制开关SA的触点通断表

注：表中标“×”表示该触点接通。

图7-3-4 采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路

WC—控制小母线 WL—灯光指示小母线 WF—闪光信号小母线 WS—信号小母线 WAS—事故音响信号小母线 WO—合闸小母线 SA—控制开关 KO—合闸接触器 YO—电磁合闸线圈 YR—跳闸线圈 KM—出口继电保护触点 QF（1-2）、QF（3-4）、QF（5-6）—断路器QF的辅助触点 HL_G—绿色指示灯 HL_R—红色指示灯 ON—合闸操作方向 OFF—跳闸操作方向

跳闸时，将控制开关SA手柄逆时针扳转45°，这时其触点SA（7-8）接通，跳闸线圈YR通电（其中QF（3-4）原已闭合），使断路器跳闸，跳闸完好后，控制开关SA自动扳回，其触点SA（7-8）断开，断路器辅助触点QF（3-4）也断开，切断跳闸回路，同时触点SA（3-4）闭合，QF（1-2）也闭合，绿灯亮，指示断路器已经跳闸，并监视着合闸KO回路的完好性。

图7-3-5 定时限过电流保护电路

a）按集中表示法绘制 b）按分开表示法绘制

由于红绿指示灯兼起监视跳、合闸回路完好性的作用，长时间运行，耗能较多。为了减少操作电源中储能电容器能量的过多消耗，因此另设灯光指示小母线WL（+），专用来接入红绿指示灯储能电容器的能量只用来供电给控制小母线WC。(www.xing528.com)

当一次电路发生短路故障时，继电保护动作，其触点KM闭合，接通跳闸线圈YR回路（其中QF（3-4）原已闭合），使断路器跳闸。随后QF（3-4）断开，使红灯HL_R灭，并切断跳闸回路，同时QF（1-2）闭合，而SA尚在合闸后位置，其触点SA（5-6）也闭合，从而接通闪光电源WF（+），使绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。由于断路器自然跳闸，SA在合闸位置，其触点SA（9-10）闭合，而断路器已自动跳闸，其触点QF（5-6）也闭合，因此事故音响信号回路接通，在绿灯闪光的同时，又发出音响信号（电笛响）。当值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关SA的操作手柄扳向跳闸位置（反时针扳转45°后松开返回），使SA的触点与QF的触点恢复对应关系，这时全部事故信号立即消除。

【例7-3-3】定时限过电流保护电路

带时限的过电流保护，按其动作时间特性分，有定时限过电流保护和反时限过电流保护两种。定时限就是保护装置的动作时间是固定的，与短路电流的大小无关。

定时限过电流保护电图如图7-3-5所示，由起动元件（电磁式电流继电器KA₁、KA₂）、时限元件（电磁式时间继电器KT）、信号元件（电磁式信号继电器KS）和出口元件（电磁式中间继电器KM）等4部分组成。其中YR为断路器的跳闸线圈，QF（1-2）为断路器QF操动机构的辅助触点，TA₁、TA₂为装于L₁相和L₃相上的电流互感器。

保护电路的动作原理：当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA₁、KA₂中至少有一个瞬时动作，其动合触点KA₁（1-2）、KA₂（1-2）闭合，使时间继电器KT起动。KT经过整定的时限后，其延时闭合的动合触点KT（1-2）闭合，使串联的信号继电器KS和中间继电器KM动作。KM动作后，其动合触点KM（1-2）闭合，接通断路器的跳闸线圈YR的回路（由于QF在合闸位置时，动合触点QF（3-4）已闭合），使断路器QF跳闸，切除一次电路的短路故障。与此同时，KS动作，其信号指示牌掉下，其动合触点KS（1-2）闭合，接通信号回路，给出灯光和音响信号。在断路器跳闸时，QF的辅助触点QF（3-4）随之断开跳闸回路，以减轻中间继电器触点的工作，在短路故障被切除后，继电保护电路除KS外的其他所有继电器KA₁、KA₂和KT均自动返回起始状态，而KS可手动复位。

【例7-3-4】反时限过电流保护电路

反时限就是保护电路的动作时间与反应到继电器中的短路电流的大小成反比关系，短路电流越大，动作时间越短，因此反时限特性也称为反比延时特性或反延时特性。

反时限过电流保护由GL型电流继电器组成。图7-3-6为两相两继电器式接线的去分流跳闸的反时限过电流保护电路。

图7-3-6 反时限过电流保护电路

a）按集中表示法绘制 b）按分开表示法绘制

当一次电路发生相间短路时，电流继电器KA₁、KA₂至少有一个动作，经过一定时限后（时限长短与短路电流大小成反比关系），其动合触点闭合，紧接着其动断触点断开，这时断路器跳闸线圈YR₁或YR₂因“去分流”而得电，从而使断路器跳闸，切除短路故障部分。在继电器去分流跳闸的同时，其信号牌自动掉下，指示保护装置已经动作。在短路故障被切除后，继电器自动返回，信号牌则需手动复位。

电流继电器的一对动合触点与跳闸线圈YR串联，其目的是用来防止继电器动断触点在一次电路正常时由于外界振动等偶然因素使之意外断开而导致断路器误跳闸的事故。增加这对动合触点后，即使动断触点偶然断开，也不会造成断路器误跳闸。

这种继电器的动合、动断触点，动作时间的先后顺序必须是：动合触点先闭合、动断触点后断开。而一般转换触点的动作顺序都是动断触点先断开后，动合触点再闭合。这里采用具有特殊结构的先合后断的转换触点，不仅保证了继电器的可靠动作，而且还保证了继电器触点转换时电流互感器二次侧不会造成带负荷开路。

【例7-3-5】变压器的瓦斯保护

变压器的瓦斯保护是保护油浸式变压器内部故障的一种基本保护。在变压器的油箱内发生短路故障时，由于绝缘油和其他绝缘材料受热分解而产生气体（瓦斯），因此利用这种气体的变化情况使继电器动作来做变压器内部故障的保护。瓦斯保护的主要组成元件是瓦斯继电器，它是非电量继电器，装在变压器储油柜与油箱之间的联通管上。瓦斯继电器有两副动、静触点。变压器瓦斯保护电路如图7-3-7所示。

在变压器正常工作时，瓦斯继电器KG的两副动、静触点KG（1-2）、KG（3-4）都处于断开状态。

当变压器内部发生轻微故障（轻瓦斯）时，瓦斯继电器KG的上触点KG（1-2）闭合，接通轻瓦斯动作信号电路KS₁，KS₁的动合触点KS₁（1-2）闭合，接通信号回路发生报警信号。

当变压器内部发生严重故障（重瓦斯）时，KG的下触点KG（3-4）闭合，经信号继电器KS₂、连接片XB，起动出口继电器KM，其动合触点KM（3-4）闭合，接通断路器QF的跳闸线圈YR，使断路器QF₁跳闸。同时，KS₂的动合触点KS₂（1-2）闭合，接通信号回路，发生重瓦斯报警信号。若不要断路器QF₁跳闸，可把连接片XB切换，经限流电阻R，使KS₂动作，则只发出报警信号。

为了避免由于油流剧烈冲击可能会使瓦斯继电器KG的下触点KG（3-4）发生接触时继时续的抖动现象，使断路器可靠地跳闸，而利用中间继电器KM的动合触点KM（1-2），使KM自锁。在QF₁跳闸后，其辅助动合触点QF₁（1-2）、QF₁（3-4）复位断开。QF₁（1-2）断开跳闸回路、QF₁（3-4）断开KM的自锁回路，KM自动返回初始状态。

图7-3-7 变压器瓦斯保护电路

a）原理图 b）展开图