控制信号回路-牵引变电所运营维护教程

学习任务书

小组编号：____________ 成员名单：____________

学习任务描述

通过本情境的学习，要求能够做到：学会牵引变电所高压断路器的控制信号回路的识图分析。

学习任务：断路器的控制信号回路。

学习对象：高压断路器的控制信号回路图纸。

工 具：生产文件、工作工具、量具等。

学习步骤：

（1）熟悉牵引变电所一次、二次设备的文字符号。

（2）熟悉断路器的正常运行状态。

（3）熟悉各种二次设备的连接关系。

（4）熟悉二次回路常用符号。

（5）熟悉断路器的控制关系。

（6）学习断路器控制信号回路，并分析图纸。

学习方法

资讯：接受学习任务，根据引导问题，通过学习查找资料、网络信息等，建立总体印象。

计划：与小组成员、老师、师傅讨论如何读断路器控制和信号回路图。

决策：与老师或师傅进行专业交流，确定本项目的工作步骤和涉及的工具，拟定检查、评价标准。

实施：按确定的工作步骤完成行动化学习任务，发现问题，共同分析，遇到无法解决的问题时请老师或师傅帮助解决。

检查：（1）生产文件准备好了吗？

（2）工具准备好了吗？

（3）安全事项有哪些？

评价：与同学、老师、师傅进行专业交流，有改进的建议吗？

学习目标

（1）识别牵引变电所各高压开关的运行状态。

（2）对所内各高压断路器进行距离控制，进行分合闸操作。

（3）依据断路器控制信号回路图纸进行识图分析。

行动化学习任务

第一部分：进行断路器控制信号回路分析的学习

任务1：熟悉牵引变电所一次、二次设备的文字符号。

任务2：熟悉二次回路常用符号。

任务3：熟悉断路器的正常运行状态。

任务4：熟悉各种二次设备的连接关系。

任务5：对断路器控制信号回路进行分析。

第二部分：读图训练

任务6：电磁型操作机构的断路器控制信号回路。

任务7：弹簧储能型操作机构的断路器控制信号回路。

任务8：液压型操作机构的断路器控制信号回路。

任务9：弹簧储能型操作机构的SF6断路器控制信号回路。

学习信息

一、断路器的控制方式

断路器是变电所最重要的开关设备。其作用是正常运行时接通和断开一次回路，改变一次设备和主系统的运行方式；在系统故障情况下能可靠地切断短路电流，保证主系统安全运行。断路器的控制方式有以下几种。

1. 按控制地点分

（1）远方控制。在控制室的控制屏上用控制开关或按钮，通过控制电缆去接通在高压室或屋外配电场所中的断路器的合闸线圈（或分闸线圈），使断路器合闸（或分闸），从而实现对断路器的控制。

（2）就地控制。在开关柜上对断路器直接进行分、合闸操作（可手动或电动）。

（3）远动控制。在电力调度端由电力调度通过计算机系统对断路器和隔离开关进行分、合闸操作，也称遥控。这种方式可实现变电所无人值班，有利于实现管理控制自动化。

2. 按控制电源的性质分

直流操作一般采用蓄电池组或硅整流装置供电，用于大、中型变配电所；交流操作一般采用所用变压器、电压互感器或电流互感器供电，常用于小型变配电所。

3. 按对断路器工作状态、控制电路完整性监视方式分

可分为灯光监视控制回路和音响监视控制回路。

二、对断路器控制回路的基本要求

（1）操作机构的合闸线圈和分闸线圈都是按短时通过电流设计的，在手动（或自动）分、合闸操作完成后，应立即自动解除命令脉冲，断开分、合闸回路，避免线圈长时间带电而烧毁。

（2）断路器应具有防止多次合、分闸闭锁措施。

（3）断路器可以用控制开关进行手动分闸和合闸，也可以由继电保护装置和自动装置进行自动分闸和合闸。

（4）断路器的控制回路应有短路保护和过负荷保护，同时还应具有监视控制回路及操作电源的措施。

（5）断路器的分、合闸回路应有灯光监视和音响监视。

（6）当隔离开关采用电动操作时，断路器与隔离开关控制电路中应设相应的闭锁措施，保证其联动操作顺序的正确性。

三、控制开关

控制开关是运行值班人员进行直接操作发出控制命令，使断路器分闸或合闸，以改变设备运行状态的装置。控制开关的种类很多，牵引变电所中广泛采用LW2-W/F6型控制开关，如图3.3.1所示。

控制开关手柄平时处于“零位置”，将控制开关手柄沿顺时针方向旋转45°达到“合闸”位置，SA1-3接点闭合，发出合闸命令脉冲。由于控制开关的合闸位是个不固定位置，当操作完毕后控制开关手柄在弹簧力的作用下，自动沿逆时针方向转45°返回中间零位，SA1-3接点断开。分闸操作时，将控制开关手柄沿逆时针方向旋转45°达到“分闸”位置，SA2-4接点闭合，操作人员手松开后，控制开关自动恢复到中间零位，SA2-4接点断开。

为了看图方便，在展开图上将控制开关的3位置用3条虚线表示。中间的虚线表示“零位置”，由中间向左侧的虚线代表“分位置”，右侧的虚线代表“合位置”，并以小黑点“·”表示接通状态，即虚线上有黑点者表示开关转到此位置时该对接点接通，反之不接通。

图3.3.1 控制开关外形/接点状态表示图

四、断路器控制信号回路

在变电所的控制中，断路器的控制回路有多种形式，一般由分合闸回路、防跳跃回路、位置信号回路、事故跳闸音响信号回路等几部分组成。

（一）应用CD2型电磁操作机构的断路器控制信号回路

图 3.3.2 是变电所中常用的电磁操作机构的断路器控制信号回路图。它由合闸回路、分闸回路、防跳跃回路、信号回路、事故音响信号回路组成。图中＋WC、－WC为控制电源小母线，＋WO、－WO为合闸电源小母线，因合闸电流较大（几十安到数百安），所以与控制电源分开，设置专用的大容量合闸电源。＋WF为闪光电源小母线，＋WAS为事故音响小母线，＋WS、－WS为信号电源小母线。

图中YC是断路器的合闸线圈，YT是断路器的分闸线圈，QF1和QF2是断路器的辅助触点，QF2是动合触点，其通断状态与断路器的主触头一致，即断路器在合闸位置时它是接通的，在分闸位置时它是断开的。QF1是常闭触点，其通断状态与断路器的主触头相反。KMC是合闸接触器。1FU、2FU、3FU、4FU、5FU和6FU是熔断器，起短路和过负荷保护作用。1SA、2SA是控制开关，1SA2-1接通表示断路器的控制操作在变电所进行，1SA2-3接通表示断路器的控制操作在电力调度进行。KLA是自动重合闸装置的闭锁合闸继电器。KML是防跳继电器，它是一个双线圈中间继电器，电流线圈串联在分闸回路，电压保持线圈并联在合闸接触器线圈回路中。KTP和KCP是高阻抗的分、合闸位置继电器。KC是手动合闸继电器。KO是手动分闸继电器。HLR是红灯，灯亮表示断路器在合闸状态；HLG是绿灯，灯亮表示断路器在分闸状态。

图3.3.2 电磁操作机构的断路器控制信号回路

控制回路的动作原理分析如下：

1. 合闸回路

（1）此时断路器处于分闸状态，控制开关2SA手柄在中间位，断路器常开辅助触点QF2断开，常闭触点QF1闭合，使

＋WC—1FU—KTP线圈—RKTP—KMC线圈—QF1—2FU—－WC 电路接通。

由于分闸位置继电器KTP阻抗大，合闸接触器KMC电阻小，经分压使得KMC线圈两端电压较低，不足以使合闸接触器动作，故断路器不能合闸。但分闸位置继电器KTP线圈两端的电压较高，所以KTP受电动作，其常开触点KTP3-11闭合；同时，由于馈线无故障，中间继电器KAM不受电，其常闭触点KAM13-15闭合，使

＋WS—3FU—KAM13-15—KTP3-11—HLG—4FU—－WS 电路接通。

绿色信号灯HLG亮，指示断路器在分闸位置。

（2）正常情况下，馈线上无故障，所以防跳继电器KML和闭锁合闸继电器KLA均处于正常状态，常开触点KML1、KML4断开，常闭触点KML2、KML3闭合，常闭触点KLA22-23闭合。

（3）手动操作合闸。所内操作时，转换开关1SA处于“所内”位，1SA2-1闭合，将控制开关2SA转至“合闸”位时，发出合闸操作命令脉冲，使

＋WC—1FU—1SA2-1—2SA1-3—KLA22-23—KC电压线圈—RKC—2FU—－WC 电路接通。

手动合闸继电器KC电压线圈受电，常开触点KC1闭合，使

＋WC—1FU—KC1—KC电流线圈—KML2（KML3）—KMC线圈—QF1—2FU－WC 电路接通。

手动合闸继电器KC电流线圈受电，使常开触点KC1一直闭合，对合闸电源进行自保持。由于手动合闸继电器KC电流线圈电阻较小，直流母线电压几乎全部加到接触器KMC的线圈上，KMC受电动作，其常开触点闭合，使

＋WO—5FU—KMC1—YC线圈—KMC2—6FU—－WO 电路接通。

合闸线圈YC受电，操作机构驱使断路器合闸。断路器合闸完毕，常闭辅助接点QF1断开，常开辅助接点QF2闭合，使

＋WC—1FU—KCP线圈—RKCP—KML电流线圈—YT线圈—QF2—2FU—－WC 电路接通。

由于合闸位置继电器KCP阻抗大，分闸线圈YT、防跳继电器KML电流线圈阻抗小，使得分闸线圈承受的电压小于动作最小允许值，故断路器不分闸。而合闸位置继电器 KCP受电动作，其常开接点KCP2闭合，使

＋WS—3FU—KCP2—HLR—4FU—－WS 电路接通。

红色信号灯HLR亮，指示断路器处于合闸位置。

（4）断路器常闭辅助接点 QF1断开后，分闸位置继电器失电，各相应接点返回，绿灯熄灭，同时合闸接触器KMC失电，其触头断开合闸线圈回路，达到了命令脉冲自动解除的要求。

合闸操作结束后，红灯继续亮平光。

2. 分闸回路

将控制开关2SA转至“分闸”位时，发出分闸操作命令脉冲，使

＋WC—1FU—1SA2-1—2SA2-4—KLA22-23—KO线圈—2FU—－WC 电路接通。

手动分闸继电器KO电压线圈受电，常开触点KO1闭合，使

＋WC—1FU—KO1—KML电流线圈—YT线圈—QF2—2FU－WC 电路接通。

防跳继电器KML电流线圈受电，其常开触点KML1闭合，通过RKML1对YT线圈进行分闸电源自保持。由于防跳继电器KML电流线圈电阻较小，直流母线电压几乎全部加到分闸线圈YT上，YT受电动作，操作机构使断路器分闸。

断路器分闸后，其常开辅助接点QF2断开，常闭辅助接点QF1闭合，使

＋WC—1FU—KTP线圈—RKTP—KMC线圈—QF1—2FU—－WC 电路接通。

由于分闸位置继电器KTP阻抗大，使得合闸接触器KMC线圈承受的电压小于动作最小允许值，故断路器不合闸。而分闸位置继电器KTP受电动作，其常开接点KTP3-11闭合，使

＋WS—3FU—KAM13-15—KTP3-11—HLG—4FU—－WS 电路接通。

绿色信号灯HLG亮，指示断路器处于分闸位置。

断路器常闭辅助接点QF2断开后，合闸位置继电器失电，各相应接点返回，红灯熄灭，同时合闸分闸线圈YT失电，达到了命令脉冲自动解除的要求。

分闸操作结束后，绿灯继续亮平光。

3. 事故自动分闸回路

当一次电路发生短路故障时，相应的继电保护装置动作，保护出口继电器的常开接点KPE9-10闭合，使

＋WC—1FU—KPE9-10—XB—KML电流线圈—YT线圈—QF2—2FU—－WC 电路接通。

断路器自动分闸并发出相应的事故信号。断路器事故分闸后，继电保护装置中的自动重合闸装置动作，自动重合闸中的KCA1接点闭合，使

＋WC—1FU—KCA1—KCA电流线圈—KML2（KML3）—KMC线圈—QF1—2FU－WC 电路接通。

KCA电流线圈受电，KCA1自保持在动作状态。KMC受电，断路器合闸。同时，保护装置中闭锁合闸继电器KLA受电动作，其常闭接点KLA22-23断开，闭锁断路器人工合闸回路。延时3 min以后，KLA22-23接点返回闭合，断路器才能进行正常的合闸操作。

4. 事故信号

断路器事故分闸信号分为音响信号和灯光信号。音响信号利用蜂鸣器发出声音，但不管哪台断路器跳闸，仅起提醒作用；灯光信号是利用断路器位置指示灯发出闪光信号，具体指明事故跳闸的断路器。

（1）闪光信号启动回路。

当保护动作于分闸时，保护出口继电器KPE13-1接点闭合，使

＋WS—3FU—KPE13-14—KAM线圈—4FU—－WS 电路接通。

中间继电器KAM受电动作，其常闭接点KAM13-15打开，常开接点KAM1-9、KAM2-10闭合。断路器自动跳闸后，分闸位置继电器受电动作，常开接点KTP3-11闭合，使

WF—KAM1-9—KTP3-11—HLG—4FU—－WS 电路接通。

发出绿灯闪光信号，指示断路器事故跳闸。

闪光复归按钮SR不受外力时，常闭接点SR1-2闭合，使

＋WS—3FU—SR1-2—KAM2-10—KAM线圈—4FU—－WS 电路接通。

对中间继电器KAM电源进行自保持，使闪光继电器一直受电，绿灯不停发出闪光信号。若要解除闪光信号，运行人员只需按下闪光复归按钮SR，SR1-2断开，KAM失电，即可解除闪光信号。

（2）音响信号启动。

当保护动作于分闸时，保护出口继电器的接点KPE3闭合，使事故音响小母线1 WAS与－WS接通，发出音响信号。

5. 熔断器监视

只要HLG或HLR有一个亮，则表示熔断器是完好的。

6. 电气防跳回路

操作过程中，断路器在短时间内反复出现分、合闸的情况，称为断路器的“跳跃”。多次频繁跳跃不仅会使断路器损坏，而且还将扩大事故范围。因此，必须采取防跳措施。通常在控制回路中设置电气防跳措施。

断路器的跳跃现象一般发生在输电线路上或电气设备处于永久性短路故障而且合闸回路断不开的情况下。当断路器合闸送电至故障线路后，继电保护动作使断路器跳闸。若控制开关仍在合位而未转换或KC1触点和重合闸出口点KCA1发生故障未断开而处于接通状态时，断路器将再次合闸，保护又将使断路器跳闸⋯⋯，如此反复分、合动作，即发生跳跃现象。

在电路中设置防跳继电器KML的目的是实现电气防跳。当断路器合闸于永久性故障点时，保护出口继电器KPE常开接点KPE9-10闭合，使断路器跳闸。同时跳闸回路电流也经过防跳继电器KML的电流线圈，使KML受电动作，其常闭接点KML2、KML3断开，切断合闸回路；常开接点KML4闭合，若此时KC1或接点仍在接通状态时，使

＋WC—1FU—KC1—KC 电流线圈—KML 电压线圈—1RKML—KML4—2FU—－WC电路接通。

防跳继电器自保持在动作状态。常闭接点KML2、KML3始终断开，切断合闸回路，避免了断路器再次合闸，从而起到了防止断路器跳跃的作用。只有当合闸脉冲消除后（如KC1接点断开），防跳继电器电压线圈断电返回，电路才能恢复合闸功能。

事故分闸时，防跳继电器启动，若此时合闸回路正常，KCA1和KC1接点处于断开状态，防跳继电器因电压线圈回路不通而不能自保持。断路器分闸完毕后防跳继电器即返回，常闭接点KML2、KML3闭合，为合闸回路做好准备。

保护分闸的同时启动重合闸装置，但由于断路器自动重合闸为延时动作，且延时时间大于断路器的分闸时间，当断路器刚分闸完毕时，自动重合闸的出口回路尚未接通。当自动重合闸出口回路接通时，防跳继电器已返回，做好了合闸回路的接通准备。故防跳设施不影响自动重合闸的正常工作。

当手动合闸于短路故障点时，防跳设施动作并有可能保持，但此时重合闸不动作，所以防跳与重合闸工作不矛盾。

（二）应用弹簧储能操作机构的断路器控制信号回路

图 3.3.3 是变电所中常用的弹簧储能操作机构的断路器控制信号回路图。该电路采用双灯制音响监视控制方式。由于合闸电流小，一般为 5 A，合闸线圈直接串接于合闸回路中，省去了合闸接触器线圈回路，所以说采用弹簧储能操作机构的断路器所配备的蓄电池容量小。

图3.3.3 ZNT-1弹簧储能操作机构的断路器控制信号回路

ZNT-1型断路器的操作机构正常工作时，分、合闸弹簧都处于压缩储能状态，限位开关SQ2闭合。而限位开关SQ1处于断开位置，中间继电器KAM不受电，其常开接点KAM1、KAM2断开，储能电机不受电运转。断路器合闸操作时，合闸弹簧释放能量，断路器合闸到位后，限位开关SQ1闭合，中间继电器KAM线圈受电，其常开接点闭合，储能电机受电运转，当合闸弹簧储能到位后，SQ1断开、储能电机停转。

储能回路与合闸回路之间经限位开关 SQ2及中间继电器KAM实现电气闭锁。当合闸弹簧未储能时，限位开关SQ2断开，合闸线圈YC不能受电，断路器不能进行合闸操作。

若储能电机正在运转储能（即未储能到位）时，中间继电器的常开接点KAM3闭合。此时，若人工合闸，合闸继电器的常开接点KC1闭合，使

＋WC—1FU—KC1—KAM3—KML线圈—2FU—－WC 电路接通。

防跳继电器KML受电动作，常开接点KML2闭合，对KML进行电源自保持。常闭接点KML1断开，闭锁合闸回路，断路器不能进行合闸操作。

断路器合闸操作完成后，其辅助联动接点QF3闭合，若KC1或KCA1仍在接通状态，使

＋WC—1FU—KC1—QF3—KML—2FU—－WC 电路接通。

防跳继电器KML受电动作，常开接点KML2闭合，防跳继电器自保持在动作状态。其常闭接点KML1断开，切断合闸回路，避免了断路器再次合闸，从而起到了防止断路器跳跃的作用。只有当合闸脉冲消除后（如 KC1接点断开），防跳继电器线圈断电返回，电路才能恢复合闸功能。

（三）应用液压操作机构的断路器控制信号回路

牵引变电所中110 kV断路器电磁操动机构的合闸功率很大，如CD5型电磁操动机构，直流电压为220 V时合闸电流可达235 A。如此大的直流冲击负荷对无大功率蓄电池组的直流系统无疑是个沉重的负担，特别是全所停电后的复送电操作，受到较大影响。由于SW6-110断路器所配的CY3型液压操动机构合闸功率小，其合闸电流仅为2.5 A（220 V），改善了直流系统的工作条件，近年来在牵引变电所中得到了广泛应用。

图3.3.4为110 kV液压操动机构断路器的控制信号电路，采用双T接线，跨条上有2组隔离开关，其中1001为手动操作机构，1002为电动操动机构。101、102分别是变压器一次侧的断路器，1011、1021为进线侧隔离开关。2KCP-1011合闸位置继电器；6KCP-1021合闸位置继电器；7KCP-1002合闸位置继电器；ZKTP-2#系102、202A、202B、1029均在分位时总分闸位置继电器；1KLA-变压器内部故障闭锁继电器；2KLA-断路器故障闭锁继电器；KAO-自动装置合闸出口继电器。

这种电路与27.5 kV断路器的控制、信号回路的区别是：

（1）合闸线圈的得电受电气联锁、闭锁制约因素多，只有在闭锁、联锁条件满足合闸要求时，断路器才能进行正常合闸。

（2）合闸线圈直接接入控制回路中，并在控制回路中增设了一套液压闭锁、油压信号装置和油泵电机启动回路。

1. 110 kV断路器的合闸条件(www.xing528.com)

（1）110 kV进线电压正常，否则断路器合闸没有意义。1#110 kV侧进线电压正常，隔离开关1011在合位。即1#进线电压检测继电器1KU和1011合闸位置继电器5KCP受电动作， 1KU3-11、5KCP1-9闭合。或者2#进线电压正常，1021、1002在合位（1001为手动隔离开关，平时一直处于合位）。即2#进线电压检测继电器2KU、1002合闸位置继电器7KCP和1021合闸位置继电器6KCP受电动作，2KU4-12、7KCP3-11、6KCP2-10闭合。

（2）根据高压开关“先合电源侧，后合负荷侧”的倒闸操作原则，断路器101合闸操作前，主变压器二次侧断路器201A、201B应在分位。即合闸位置继电器2KCP、3KCP失电，其常闭接点2KCP14-16、3KCP14-16闭合。

图3.3.4 110 kV液压操动机构断路器的控制信号电路

（3）变压器、断路器本体正常。即101不是因为变压器内部故障跳闸，也不是因为断路器油压（气压）过低而跳闸。因此闭锁继电器KLA不受电，KLA9-11闭合。

当变压器本体发生内部重故障（如差动、重瓦斯保护动作）时，保护装置动作，变压器内部故障闭锁继电器1KLA（在变压器保护回路中）受电，1KLA1-9闭合，闭锁继电器KLA的线圈7～8受电，KLA9-11打开，断路器不能进行合闸操作。在故障查明之前，禁止按动闭锁解除按钮3SR，在故障查明并排除之后，方可按下闭锁解除按钮3SR。使闭锁继电器线圈KLA17-18受电动作（KLA是双线圈双位继电器，线圈7～8为启动线圈，线圈17～18为复归线圈），KLA9-11闭合，断路器恢复正常的合闸操作。

当断路器本体发生重故障时，如油压系统的油压力过低，会对操作产生不良影响，合闸时会因功率不够而造成慢合现象，这是绝对不允许的。因此，断路器本体发生重故障时，断路器内部故障闭锁继电器2KLA受电动作，2KLA1-9闭合，闭锁继电器KLA的线圈7～8受电，闭锁继电器接点KLA9-11断开，闭锁断路器合闸回路。

（4）由于设计时两台变压器不能并联运行，断路器101合闸前，2#系高压开关102、202A、202B、1029均应在分位，即它们的分闸位置继电器接点ZKTP2-10闭合。

（5）变电所主变压器的中性点是否接地，是根据电力系统的要求决定的，但为了防止操作过电压对变压器绝缘的损伤，在变压器原边断路器101合闸或分闸过程中，要求中性点接地。为此，在断路器101合闸前，中性点隔离开关1019应在合位，其合闸位置继电器接点4KCP1-9闭合。

2. 手动操作合闸

当断路器合闸条件满足要求时，以1#进线、1#变压器的运行方式为例，分析断路器101手动合闸回路工作原理。

合闸前，断路器在分闸位置；断路器联动辅助常闭接点QF1闭合。选择开关1SA手柄在“所内位”，1SA2-1闭合。

合闸时，将控制开关2SA手柄打至“合闸位”，2SA1-3闭合，发出合闸命令脉冲。使

＋WC—1FU—1SA2-1—2SA1-3—ZKCP2-10—KML3-11或 KML4-12—KLA9-11—2KCP14-16—3KCP14-16—1KU3-11—5KCP1-9—KC7-8—2FU—－WC 电路接通。

合闸继电器KC线圈受电，其常开接点闭合，使

＋WC—1FU—KC1-9—4KCP1-9—QF1—YC1-2—3ST3-1—2FU—－WC 电路接通。

合闸线圈YC受电，操作机构驱动断路器合闸，断路器合闸完毕，常闭接点QF1断开，合闸线圈失电复归。

3. 手动操作分闸

正常时，油压系统额定油压为27.93 MPa，贮压器行程开关触点4ST3-1闭合。

分闸时，将控制开关2SA转至“分闸位”，2SA2-4闭合，发出分闸命令脉冲，使

＋WC—1FU—1SA2-1—2SA2-4—KO7-8—2FU—－WC 电路接通。

分闸继电器线圈受电，其常开接点闭合。使

＋WC—1FU—KO1-9—4KCP2-10—KML18-20—QF2—YT1-2—4ST3-1—2FU—－WC 电路接通。

分闸线圈受电，断路器分闸。断路器分闸完毕后，常开接点QF2断开，切断分闸线圈回路，达到了命令脉冲自动解除的要求。

4. 液压系统的工作原理

正常时，液压系统的额定油压为27.93 MPa，各压力接点的动作压力整定值如表3.3.1所示。当压力高于整定值时，常开压力接点（凡是超过规定压力值闭合的接点规定为常开接点，凡是低于规定压力值闭合的接点定为常闭接点）闭合，常闭压力接点断开，即处于动作状态，反之将处于正常状态。故正常运行时，各接点的状态为：2ST1-2、3ST2-4断开，1ST1-2、3ST3-1、4ST3-1闭合，KP-K1、KP- K2断开，压力异常闭锁中间继电器KAM不受电，其常闭接点KAM4-9闭合，常开接点KAM10-5断开。

表3.3.1 压力接点的动作整定值表

（1）分、合闸压力闭锁。

液压系统的油压过低，会对操作产生不良影响，如合闸时会因功率不够而造成慢合现象，这是不允许的。因此在合闸回路中串入液压行程开关接点 3ST3-1，分闸回路中串入液压行程开关接点4ST3-1，作为压力闭锁。

当油压小于24 MPa时，3ST3-1断开，切断合闸线圈回路，断路器不允许合闸。当油压小于23 MPa时，4ST3-1接点断开，切断分闸线圈回路，使断路器不能分闸。实现了合、分闸压力闭锁。值得注意的是，对于分闸压力闭锁，本电路采用了低于规定压力限度时不允许分闸的闭锁方式。在工程实践中视主电路系统运行情况的要求，也可采用低于压力限度时断路器自动分闸的方式。

（2）油泵电机的启动。

当油压小于27.2 MPa时，液压行程开关接点2ST1-2闭合，使

＋WO—3 FU—2ST1-2—KAM4-9—KM线圈—4FU—－WO 电路接通。

接触器KM受电动作，主接点闭合，使

＋WO—KM6-1—电机M—KM2-7—4FU—－WO 电路接通。

油泵电机启动运转进行打压，接触器常开接点尺 KM10-15闭合发出油泵电机运转信号。同时接触器的另一对常开接点KM4-9闭合，使

＋WO—3FU—1ST1-2—KM4-9—KAM4-9—KM3-8—4 FU—－WO 电路接通。

＋WO通过1ST1-2接点向接触器线圈供电。当油压升到27.2 MPa，2ST1-2断开，但压力接点1ST1-2仍然闭合，油泵电机继续保持运转。油压继续升高到27.93 MPa后，1ST1-2断开，接触器KM失电返回，油泵电机停止工作。

（3）压力异常闭锁信号。

当油压系统出了故障后，使得油压急速下降或升高时，对油泵电机应采取压力异常闭锁。运行中若油压低于15.7 MPa时，接点KP-K2闭合，使得中间继电器KAM3-8受电动作，常闭接点 KAM4-9断开，切断油泵电机的启动回路，使电机停转。因为出现这种现象时，油泵电机继续运转也无法使油压恢复正常，必须采取必要的检修措施。若运行中油压高于34.3 MPa油泵仍继续工作，则接点KP-K1闭合，使中间继电器KAM3-8受电动作后切断油泵电机的工作回路，使其停转。中间继电器 KAM 受电动作后，除切断油泵电机回路外，另一对接点KAM10-5闭合发出“压力异常”的预告信号，指明液压机构内出了故障。

当压力低于24 MPa时（根据实际运行情况而定），3ST2-4接点闭合，发出“液压降低”的预告信号，提醒值班员注意并及时排除。

（四）应用弹簧储能操作机构的110 kV SF6断路器控制信号回路

SF6断路器是110 kV电压等级最常用的开关电器，以下选用西安西开高压电气股份有限公司生产的LW25-126型SF6绝缘弹簧机构断路器进行讲解。

1. 操作机构

LW25-126型断路器操作机构的二次回路如图3.3.5。图3.3.5为断路器操作机构控制回路图，黑加粗部分为合闸回路，灰加粗部分为跳闸回路，深灰色部分为储能电动机启动回路。主要元件的符号与名称对应关系如表3.3.2所示。

图3.3.5 LW25-126操作机构控制回路图

2. 合闸回路

（1）就地合闸。

43LR在就地状态时，合闸回路由11-52C、52Y动断触点、88M动断触点、49MX动断触点、33HBX动断触点、52b动断触点、52C、63GLX动断触点组成。合闸回路处于准备状态（按下52C即可合闸）时，需要满足以下条件：

① 52Y动断触点闭合。52Y是防跳继电器。防跳是指防止在手合断路器于故障线路且发生手合开关接点粘连的情况下，由于“线路保护动作跳闸”与“手合开关触点粘连”同时发生造成断路器在跳闸动作与合闸动作之间发生跳跃的情况。

传统防跳回路起作用是由跳闸开始的，即跳闸这个动作启动了防跳回路，在合闸于故障线路且合闸触点粘连的情况下，断路器跳闸后就不可能进行第二次合闸操作；在合闸于故障线路而合闸接点不粘连的情况下，其实防跳回路并没有被完整的启动（电压线圈未启动），实际上无法形成对合闸操作的闭锁，但由于合闸触点未粘连，所以在值班人员再次发出合闸命令前，断路器也不会进行第二次合闸操作；在合闸于正常线路且合闸触点不粘连的情况下，防跳回路完全不启动。

表3.3.2 LW25-126断路器机构二次元件表

断路器机构箱防跳回路由合闸动作启动，只要粘连就启动，与线路状态无关。由于52Y的动作原理与传统防跳继电器有些不同，所以将52Y称为防跳继电器是不太严谨的，同样称为闭锁合闸继电器也不太合适。比较合适的说法是将52Y的动断触点串入合闸回路的目的在于可以在手合断路器后且发生手合开关触点粘连的情况下，断开断路器的合闸回路。

② 88M动断触点闭合。88M是合闸弹簧储能电机的接触器，它是由合闸弹簧限位开关33hb的动断触点启动的。断路器机构内有两条弹簧，分别是合闸弹簧与跳闸弹簧。合闸弹簧依靠电机牵引进行储能（拉伸），跳闸弹簧依靠合闸弹簧释放（收缩）时的势能储能。断路器的合闸操作是通过合闸弹簧势能释放带动相关机械部件完成的。断路器合闸动作结束后，合闸弹簧失去势能，即合闸弹簧处于未储能状态，合闸弹簧限位开关33hb动断触点闭合。33hb动断触点闭合后启动88M，88M动合触点闭合接通电机电源使电机运转给合闸弹簧储能。同时，88M动断触点打开从而断开合闸回路，实现闭锁功能。

电机转动将合闸弹簧拉伸到一定程度后（即储能完成），33hb动断触点打开使88M失电， 88M动合触点打开从而断开电动机电源使其停止运转，合闸弹簧由定位销卡死。同时，88M动断触点闭合，解除对合闸回路的闭锁。在合闸弹簧再次释放前，电动机均不再运转。88M动断触点闭合表示电动机停止运转。在排除电机故障的情况下，电动机停止运转在一定程度上表示合闸弹簧已储能。

将88M的动断触点串入合闸回路的目的在于，防止在弹簧正在储能的那段时间内（此时弹簧尚未完全储能）进行合闸操作。

③ 49MX动断触点闭合。49MX是一个中间继电器，是由电动机过流继电器49M或电动机超时继电器48T启动的，概括地说，它代表的是电动机故障。在电动机发生故障后，49M或48T通过49MX的动断触点启动49MX，而后49MX通过自身动合触点及电阻R2实现自保持。同时，49MX动断触点打开从而断开合闸回路，实现闭锁功能。49MX动断触点闭合表示电动机正常。

从图3.3.5中可以看出，在49MX的自保持回路接通以后，存在无法复归的问题。即使电动机故障已经排除，49M和48T已经复归，49MX仍然处于动作状态。所以在49MX的自保持回路中串接了一个复归按钮（见图3.3.5中虚线框内的49MT），解决了这个问题。

合闸弹簧释放（即合闸动作完成）后，将自动启动电动机进行储能。如果电动机存在故障，则合闸弹簧就不能正常储能，从而导致无法进行下一次合闸操作。例如手动合闸110 kV线路断路器成功后，如果电动机故障造成合闸弹簧储能失败而断路器继续运行，则在线路发生故障时，重合闸必然失败。将49MX的动断触点串入合闸回路的目的在于防止将合闸弹簧已储能但储能电动机已经发生故障的断路器合闸。

④ 33HBX 动断触点闭合。33HBX 是一个中间继电器，它是由合闸弹簧限位开关 33hb的动断触点启动的。33hb动断触点闭合表示的是合闸弹簧未储能，它同时启动电动机接触器88M和合闸弹簧未储能继电器33HBX，88M的动合触点接通电机电源回路进行储能，33HBX的动断触点打开从而断开合闸回路，实现闭锁功能。33HBX的动断触点闭合表示的是合闸弹簧已储能。

将 33HBX 的动断触点串入合闸回路的目的在于，防止在弹簧未储能时进行合闸操作，若无此动断触点断开合闸回路，则会由于合闸保持继电器KLC的作用导致合闸线圈52C持续通电而被烧毁。

⑤ 断路器的动断辅助触点52b闭合。断路器的动断辅助触点52b闭合表示的是断路器处于分闸状态。从图3.3.5中可以看出，有两个52b的动断触点串联接入了合闸回路，这和传统控制回路图纸中的一个动断触点的画法是不一致的。这是因为，断路器的辅助触点和断路器的状态在理论上是完全对应的，但是在实际运行中，由于机件锈蚀等原因都可能造成断路器变位后辅助接点变位失败的情况。将两对辅助触点串联使用，可以确保断路器处于这种接点所对应的状态。

将断路器动断辅助触点52b串入合闸回路的目的在于，保证断路器此时处于分闸状态，更重要的是，52b用于在合闸操作完成后切断合闸回路。

⑥ 63GLX的动断触点闭合。63GLX是一个中间继电器，它是由监视SF6密度的气体继电器63GL的动断触点启动的。由于泄漏等原因都会造成断路器内SF6的密度降低，无法满足灭弧的需要，这时就要禁止对断路器进行操作以免发生事故，通常称为 SF6低气压闭锁操作。63GLX启动后，其动断触点打开，合闸回路及跳闸回路均被断开，断路器即被闭锁操作。

与前面几对闭锁触点不同的是，63GLX闭锁的不仅仅是合闸回路。从图3.3.5中，我们可以明显地看出，这对触点闭锁的是合闸及跳闸两个回路，所以它的意义是闭锁操作。

将63GLX的动断触点串入操作回路的目的在于，防止在SF6密度降低不足以安全灭弧的情况下进行操作而造成断路器损毁。

在满足以上六个条件后，断路器的合闸回路即处于准备状态，可以在接到合闸指令后完成合闸操作。

（2）远方合闸。

对断路器而言，远方合闸是指一切通过微机操作箱发来的合闸指令，它包括微机线路保护重合闸、自动装置合闸、使用微机测控屏上的操作把手合闸、使用综合自动化系统后台软件合闸、使用远动功能在集控中心合闸等，这些指令都是通过微机操作箱的合闸回路传送到断路器机构箱内的合闸回路的。

这些合闸指令其实就是一个高电平的电信号（我们也可以简单地认为它就是直流正电源），当43LR处于远方状态时，它通过43LR以及断路器机构箱内的合闸回路与负电源形成回路，启动52C完成合闸操作。

断路器的远方合闸回路，除了43LR在远方位置且无11-52C外，与就地合闸回路是一样的。

3. 跳闸回路

（1）就地跳闸。

43LR在就地状态时，跳闸回路由跳闸按钮11-52T、52a动合触点、52T和63GLX动断触点组成。跳闸回路处于准备状态（按下11-52T即可成功跳闸）时，断路器需要满足以下条件：

① 断路器的动合辅助触点52a闭合。断路器的动合辅助触点52a闭合表示的是“断路器处于合闸状态”。从图3.3.5中可以看出，跳闸回路使用了52a的四对动合触点。每两对动合触点串联，然后再将它们并联，这样既保证了辅助触点与断路器位置的对应关系，又减少了辅助触点故障对断路器跳闸造成影响的几率。

将断路器动合辅助触点52a串入跳闸回路的目的在于，保证断路器处于合闸状态，更重要的是，52a用于在跳闸操作完成后切断跳闸回路。

② 63GLX的动断触点闭合。

（2）远方跳闸。

对断路器而言，远方跳闸是指一切通过微机操作箱发来的跳闸指令，包括微机保护跳闸、自动装置跳闸、使用微机测控屏上的操作把手跳闸、使用综合自动化系统后台软件跳闸、使用远动功能在集控中心跳闸等，这些指令都是通过微机操作箱的跳闸回路传送到断路器的。

这些跳闸指令其实就是一个高电平的电信号，在 43LR 处于远方状态时，它通过 43LR以及断路器机构箱内的跳闸回路与负电源形成回路，启动52T完成跳闸操作。

4. 辅助回路

辅助回路指的是除合闸回路、跳闸回路之外的其他电气回路，包括信号回路、电动机回路、加热器回路。

（1）信号回路。

所谓信号回路实际均是无源接点，可接入光字牌报警系统或微机测控装置，主要包括：SF6压力降低报警、SF6压力降低闭锁操作、电动机故障、合闸弹簧未储能等。

（2）电动机回路。

电动机回路包括电动机控制回路和电动机电源回路。电动机控制回路由合闸弹簧限位开关33hb的动断触点和电动机接触器88M组成。合闸弹簧释放后，33hb动断触点闭合启动88M，而后88M启动电动机开始运转给合闸弹簧储能。

电动机在断路器合闸后开始再次运转储能。储能完成后，在第二次合闸前，合闸弹簧一直处于已储能状态，与断路器在此期间是否跳闸无关。如此即可保证在断路器合闸后，即使断路器机构在再次储能完成后失去电动机电源，仍然可以在断路器跳闸后进行一次合闸操作。例如：110 kV线路在故障跳闸后的重合闸操作所需的能量，是在断路器第一次合闸后就开始储备并留存待用的，而不是在跳闸后才开始储备的。

（3）加热器回路。

加热器回路由温湿度控制器KT自动控制。当断路器机构箱内温度偏低、湿度偏高时， KT 的动合触点闭合启动加热器，对断路器机构箱进行加热、除潮，避免环境原因对断路器机构运行造成影响。

资讯单

计划和决策单

计划和决策单见附录附表3.3.1。

实 施

1. 根据教材图3.3.2说明图中各二次设备符号的名称，并分析电磁型操作机构的断路器控制信号回路的动作原理。

答：（1）各符号含义：YC____________ YT____________

QF1、QF2____________ KMC____________ FU____________

1SA____________ 2SA____________ KLA____________

KML____________ ，有______线圈和______线圈 KTP____________

KCP____________ KC____________ KO____________

HLR____________ HLG____________

（2）手动合闸回路分析。

现在各设备的状态：断路器处于____________，常开辅助触点QF2____________，触点QF1____________，控制开关2SA手柄在____________位，防跳继电器KML和闭锁合闸继电器KLA均处于正常状态，此时有以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

表明现象是：

所内操作时，转换开关1SA处于“所内”位，1SA2-1闭合，将控制开关2SA转至“合闸”位时，发出合闸操作命令脉冲，使以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

③____________________________________

④____________________________________

⑤____________________________________

表明现象是：____________________________________

______________________________________________________________________

（3）分闸回路。

现在各设备的状态：断路器处于____________，常开辅助触点QF2____________，触点QF1____________，控制开关2SA手柄在____________位，防跳继电器KML和闭锁合闸继电器KLA均处于正常状态，此时有以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

表明现象是：____________________________________

______________________________________________________________________

将控制开关2SA转至“分闸”位时，发出分闸操作命令脉冲，使以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

③____________________________________

④____________________________________

表明现象是：____________________________________

______________________________________________________________________

（4）事故自动分闸回路。

当一次电路发生短路故障时，相应的继电保护装置动作，保护出口继电器的常开接点KPE9-10____________，有以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

表明现象是：____________________________________

______________________________________________________________________

（5）事故信号。

当线路上有故障，保护动作于分闸时，有以下几个电路接通：

①____________________________________

②____________________________________

③____________________________________

④____________________________________

表明现象是：____________________________________

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2. 依据实施1的例子分析教材图3.3.3弹簧储能型操作机构的真空断路器控制信号回路的动作原理。

3. 依据实施1的例子分析教材图3.3.4液压型操作机构的断路器控制信号回路的动作原理。

4. 依据实施1的例子分析教材图3.3.5弹簧储能型操作机构的SF6断路器控制信号回路的动作原理。

检查单

检查单见附录附表3.3.2。

评价单

评价单见附录附表3.3.3。

备忘录

备 注

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