电气控制原理详解

各元件状态如下：产品为分闸位置，辅助开关的触点FK_a在分闸位置断开，接触器JCQ、继电器ZJ处于无励磁状态，压力（行程）开关YK（XK）处于无压状态，“就地-远方”转换开关ZK₁处于“远方”操作的位置，“手动-自动”转换开关ZK₂处于“自动”操作的位置，电源开关DK₁处于断开状态，SF6密度控制器MDJ处于无压状态，温湿度控制器WK处于常温无凝露状态，门控开关SW处于关门位置。元件及代号说明见表5-1，以下分别论述。

表5-1 元件及代号说明

1.合闸操作和分闸操作

液压机构典型的分合闸电气控制原理如图5-15所示。产品在分闸位置，合闸回路接通。接到合闸指令时，合闸线圈HQ带电，使产品合闸。合闸过程中，辅助开关FK_a、FK_b发生切换，合闸回路断开，分闸回路接通。

图5-15 液压机构典型的分合闸电气控制原理图

当产品接到分闸指令时，分闸线圈FQ₁和FQ₂带电，使产品分闸。分闸过程中辅助开关FK_a、FK_b再次切换，分闸回路断开，合闸回路接通，等待下次分闸指令。

2.电气防跳跃回路

合闸指令给出后，断路器合闸，辅助开关转换，FK_a接通分闸回路，FK_a*为其中一对特殊长接点，先于普通接点FK_a接通，使防跳继电器ZJ₁得电动作，切断合闸回路。若合闸指令未撤除，分闸信号又给出，断路器分闸，FK_a*打开，防跳继电器ZJ₁通过已闭合的常开接点ZJ₁和R₂自保持，合闸回路中的接点ZJ₁断开，合闸回路不通，断路器不会再次合闸。直至撤除合闸信号，ZJ₁继电器复位，合闸回路接通才能进行下一次合闸。图中为加快继电器ZJ₁的动作时间，瞬间加在继电器ZJ₁线圈两端的电压比继电器的标称电压高，继电器ZJ₁的延时分断特殊接点打开后电阻R₂和继电器ZJ₁的线圈串接，因为电阻R₂和继电器ZJ₁的线圈电阻事先经过计算匹配，所以继电器线圈基本上在标称电压下工作。

3.就地-远方转换

ZK₁为就地-远方转换开关，在远方位置，由主控室对产品进行操作。切换至就地位置并关合自动开关DK₁、DK₂后，用ZK₂手动控制开关进行就地分、合闸操作。

4.金属短接时间保护

在断路器电气控制系统中加入金属短接时间保护回路，可使断路器在无任何人为延时操作下，断路器的合分时间维持在技术要求规定的范围内。

其具体动作过程为：当合闸回路接到合闸命令后，在合闸运动过程中，辅助开关特殊接点FK_ab接通，金属短接时间保护继电器ZJ₄接通，串在分闸回路中的ZJ₄常闭接点打开，断开分闸回路，当合闸运动到一定位置时，FK_ab切换打开，ZJ₄失电，串在分闸回路中的ZJ₄常闭接点接通，使分闸命令可以施加。完成金属短接时间保护功能。改变电阻R₁的阻值可改变时间常数，即可改变产品的金属短接时间。

5.SF6低气压操作闭锁（见图5-15和图5-16）

当SF6压力低于闭锁压力设定值时，SF6密度控制器的触点MDJ接通，继电器ZJ₃励磁动作，其在分、合闸回路中串接的常闭触点ZJ₃断开，切断分、合闸回路。

6.低油压分、合闸闭锁（见图5-15和图5-16）

当油压低于分闸闭锁压力设定值时，低油压分闸闭锁压力开关XK₁断开，继电器ZJ₅失电，其在分闸回路中串接的常闭触点ZJ₅断开，切断分闸回路。

当油压低于合闸闭锁压力设定值时，低油压合闸闭锁压力开关XK₂断开，继电器ZJ₂失电，其在合闸回路中串接的常闭触点ZJ₂断开，切断合闸回路。

7.非全相运行保护（见图5-15和图5-17）

控制系统设有非全相运行保护回路，当运行中的断路器出现单极或两极跳闸后，将使其相应极的辅助开关触点FK_a、FK_b发生切换，从而使时间继电器SJ₁起动，经延时后（考虑到单相重合闸的要求），再起动中间继电器ZJ₆，使控制电源电压通过中间继电器ZJ₆的触点闭合直接加到各极的分闸回路中，其余极随即分闸，避免了断路器缺相运行。

具体使用时间继电器SJ₁须注意以下三点：

1）当开关用作变压器侧保护或母联开关时，由于对开关三极的同期性要求非常严格，所以当其一极同另两极位置不一致时，开关三极要求在非常短的时间内保护性分闸，由继电保护实现，断路器出厂时，一般时间整定在0.3s左右；

图5-16 低油压、SF6低气压分、合闸操作闭锁原理

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图5-17 非全相运行保护原理

2）当开关在电路上使用时，如电路要求有单相重合闸时，则开关三极不同期时间可以相对长些，但一般也在0.4s左右；

3）当开关用作变压器侧保护或母联开关时，由于对三相开关的同期性要求，如电路允许二相运行，则时间继电器SJ₁必须解除。

8.电动机及控制回路（见图5-18）

断路器液压操作机构压力低于液压泵起动设定值时，压力（或行程）开关XK闭合，接触器JCQ得电接通电动机回路，电动机运转带动液压泵、储能活塞压缩氮气（或碟簧）进行储能。储能到位后，压力（或行程）开关XK切断电动机回路，储能过程结束。当发生故障电动机运转时间过长超过设定值时，时间继电器YST的延时闭合触点闭合，中间继电器ZJ₇的常闭触点打开，切断电动机接触器JCQ，使电动机停转。当电动机回路出现过载并超过设定值时，热继电器RJ的常开触点闭合，中间继电器ZJ₇的常闭触点断开，切断电动机接触器JCQ，使电动机停转。中间继电器ZJ₇和线圈串接的常开触点起自保持作用，即不管是超载或超时中间继电器ZJ₇动作后，都要人工解除故障信号才能重新正常工作。

有的直流电动机用交流电源，此时可用整流桥整流，有条件加滤波电容最好。

图5-18 电动机及控制回路

9.加热器控制回路（见图5-19）

DK₆、DK₇为自动开关，DK₆用来控制防凝露加热器回路的电源，温湿度自动控制器WK₂控制防凝露加热器JR₁、JR₂的投切。DK₇用来控制低温扩充加热器回路的电源，温度自动控制器WK₁控制低温扩充加热器JR₃、JR₄的投切。

图5-19 加热器控制回路

10.断路器位置指示与操作计数回路（见图5-20）

断路器位置指示灯ZD₁、ZD₂分别与辅助开关触点FK_a、FK_b串接构成位置指示回路。辅助开关触点FK_b与电磁计数器JSA串接构成断路器操作计数器。也有的开关将电动机起动的信号与电磁计数器串联，监测电动机的起动次数。

11.照明回路（见图5-21）

将电源开关DK₉合上，插座CZ带电。开机构箱门，门控开关SW闭合，接通照明灯ZD₃。

12.报警信号与工作信号

SF6低气压报警信号接点为桥式接点，当SF6气压低于报警压力时，该接点接通，发出补气报警信号。

低油压报警信号接点分为重合闸报警、合闸报警、分闸报警点，当油压低于相应报警压力时，相应接点接通，发出报警信号。

图5-20 断路器位置指示与操作计数回路

图5-21 照明回路

当断路器处于非全相运行时，发出报警信号。当断路器处于跳跃状态时，发出报警信号。

当电动机超载或超时运转时，发出报警信号。

当任一个自动开关发生过载或短路故障时，相应接点接通，发出有关故障报警信号。