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干貨講堂 | 斷路器二次控制回路原理圖解
發(fā)布時間：2025-03-04 14:26:23人氣：
本文簡單描述斷路器控制回路的基本原理，由最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和閉鎖回路，并對電路做一些完善。當(dāng)然，本文所給出的回路原理圖僅僅是最最基本的、用于解釋其基本原理的，實際應(yīng)用中的回路要復(fù)雜得多。
一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送、分配電能的電器設(shè)備，包括發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體。二次設(shè)備是用于對電力系統(tǒng)及一次設(shè)備的工況進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護的低壓電氣設(shè)備，包括測量儀表、通信設(shè)備等。二次設(shè)備之間的相互連接的回路統(tǒng)稱為二次回路，它是確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟運行和可靠供電不可缺少的重要組成部分。
一、 最最基本的回路原理圖
SB1：合閘開關(guān) SB2：分閘開關(guān) QF：斷路器輔助觸點 LC：合閘線圈 LT：分閘線圈
其動作原理很簡單，不再贅述。
二、 增加防跳回路
上面的回路存在一個問題：
如果SB1按下，而此時電路中存在故障，繼電保護設(shè)備會立即動作，使斷路器跳閘，此過程幾乎瞬時發(fā)生，而操作人員尚來不及松開SB1，則SB1回路中的QF由于斷路器跳閘而復(fù)又閉合，此時會導(dǎo)致LC再次得電，斷路器再次合閘。如此往復(fù)，發(fā)生了“跳躍”。
如果合閘成功，但SB1由于某種原因粘連而無法斷開，那么在操作人員按下SB2進行分閘時，由于SB1粘連，同樣會導(dǎo)致跳躍現(xiàn)象的發(fā)生。
跳躍現(xiàn)象對設(shè)備和操作人員的安全均構(gòu)成很大危害，所以需要增加防跳回路。
增加了防跳回路的原理圖如下：
KCF(I)：電流防跳繼電器，電流達到限定值時動作，此回路中，防止合閘于故障時的跳躍
KCF(V)：電壓防跳繼電器，電壓達到限定值時動作，此回路中，防止分閘于故障時的跳躍
動作過程如下：
合閘：SB1按下。綠燈（GL）失電熄滅，LC得電。斷路器合閘。QF改變狀態(tài)。紅燈（RL）亮，KCF(I)得電【由于有RL和R的限流，分閘線圈LT不足以動作】。KCF各輔助觸點改變狀態(tài)。KCF(V)得電。
達到上述狀態(tài)，則合閘動作完成，此過程幾乎瞬時完成，SB1尚來不及松開。
若此時由于故障，保護裝置使斷路器跳閘，則由于KCF(V)的保持作用，SB1回路經(jīng)KCF輔助觸點改道KCF(V)回路，不會再使LC得電，也就避免了斷路器的再次合閘，從而避免了跳躍的發(fā)生。
如果回路沒有故障，則合閘成功。此時松開SB1，則KCF(V)失電，但由于KCF(I)依然得電，則KCF的各個輔助觸點保持。
分閘：SB2按下。RL失電熄滅，LT得電且達到限定電流動作。斷路器分閘。QF恢復(fù)到圖中初始狀態(tài)。正常狀態(tài)下，在合閘成功后，各KCF輔助觸點仍然保持合閘后的狀態(tài)，使SB1支路經(jīng)由KCF(V)導(dǎo)通。松開SB2。KCF(I)、KCF(V)均失電。各KCF輔助觸點恢復(fù)圖中初始狀態(tài)，GL回路導(dǎo)通，綠燈亮【由于有GL和R的限流，LC合閘線圈不足以動作】。
若由于故障，最典型如SB1粘連：由于合閘成功后各KCF輔助觸點的保持，此時，SB1回路改道KCF(V)回路，不會再使LC再次得電而導(dǎo)致斷路器合閘，從而避免了跳躍現(xiàn)象的發(fā)生。
三、增加閉鎖回路
增加了防跳回路的控制回路已得到了一定的完善，但是仍存在問題：例如斷路器的操動系統(tǒng)存在問題（液壓、氣壓過高或過低，彈簧儲能尚未完成等），此時進行分、合閘操作，則很容易導(dǎo)致分、合閘的動作失敗。例如：斷路器的操動機構(gòu)為彈簧，若彈簧儲能未完成，則分、合閘動作不能完成，或完成得不到位，容易對設(shè)備造成損害。
故需增加閉鎖回路，防止此類情況發(fā)生。下面以彈簧操動機構(gòu)的斷路器舉例，簡要說明一下增加彈簧儲能閉鎖回路的二次回路。
原理圖如下：
B1：彈簧儲能未完成時閉合
若彈簧儲能未完成，則B1閉合，線圈K3、KL得電，最終導(dǎo)致輔助觸點KL、K10跳開，此時無論是合閘還是分閘均無法實現(xiàn)，起到了所期望的閉鎖效果。
四、進一步的完善
直到第三節(jié)，本文所欲簡述的斷路器二次回路已初具雛形，但仍需做進一步的完善：指示燈RL和GL直接接在分、合閘線圈所在回路中，如果所用的是功率較大的白熾燈，則會在分、合閘線圈上產(chǎn)生較大壓降，同時切斷分、合閘線圈時可能產(chǎn)生的較大干擾電壓也容易使白熾燈燒壞。要避免上述缺點，可以用中間繼電器接在分、合閘回路，再由繼電器接點控制指示燈，原理圖如下：（其原理相對簡單，此處不再贅述）
一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送、分配電能的電器設(shè)備，包括發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體。二次設(shè)備是用于對電力系統(tǒng)及一次設(shè)備的工況進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護的低壓電氣設(shè)備，包括測量儀表、通信設(shè)備等。二次設(shè)備之間的相互連接的回路統(tǒng)稱為二次回路，它是確保電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟運行和可靠供電不可缺少的重要組成部分。
一、 最最基本的回路原理圖
SB1：合閘開關(guān) SB2：分閘開關(guān) QF：斷路器輔助觸點 LC：合閘線圈 LT：分閘線圈
其動作原理很簡單，不再贅述。
二、 增加防跳回路
上面的回路存在一個問題：
如果SB1按下，而此時電路中存在故障，繼電保護設(shè)備會立即動作，使斷路器跳閘，此過程幾乎瞬時發(fā)生，而操作人員尚來不及松開SB1，則SB1回路中的QF由于斷路器跳閘而復(fù)又閉合，此時會導(dǎo)致LC再次得電，斷路器再次合閘。如此往復(fù)，發(fā)生了“跳躍”。
如果合閘成功，但SB1由于某種原因粘連而無法斷開，那么在操作人員按下SB2進行分閘時，由于SB1粘連，同樣會導(dǎo)致跳躍現(xiàn)象的發(fā)生。
跳躍現(xiàn)象對設(shè)備和操作人員的安全均構(gòu)成很大危害，所以需要增加防跳回路。
增加了防跳回路的原理圖如下：
KCF(I)：電流防跳繼電器，電流達到限定值時動作，此回路中，防止合閘于故障時的跳躍
KCF(V)：電壓防跳繼電器，電壓達到限定值時動作，此回路中，防止分閘于故障時的跳躍
動作過程如下：
合閘：SB1按下。綠燈（GL）失電熄滅，LC得電。斷路器合閘。QF改變狀態(tài)。紅燈（RL）亮，KCF(I)得電【由于有RL和R的限流，分閘線圈LT不足以動作】。KCF各輔助觸點改變狀態(tài)。KCF(V)得電。
達到上述狀態(tài)，則合閘動作完成，此過程幾乎瞬時完成，SB1尚來不及松開。
若此時由于故障，保護裝置使斷路器跳閘，則由于KCF(V)的保持作用，SB1回路經(jīng)KCF輔助觸點改道KCF(V)回路，不會再使LC得電，也就避免了斷路器的再次合閘，從而避免了跳躍的發(fā)生。
如果回路沒有故障，則合閘成功。此時松開SB1，則KCF(V)失電，但由于KCF(I)依然得電，則KCF的各個輔助觸點保持。
分閘：SB2按下。RL失電熄滅，LT得電且達到限定電流動作。斷路器分閘。QF恢復(fù)到圖中初始狀態(tài)。正常狀態(tài)下，在合閘成功后，各KCF輔助觸點仍然保持合閘后的狀態(tài)，使SB1支路經(jīng)由KCF(V)導(dǎo)通。松開SB2。KCF(I)、KCF(V)均失電。各KCF輔助觸點恢復(fù)圖中初始狀態(tài)，GL回路導(dǎo)通，綠燈亮【由于有GL和R的限流，LC合閘線圈不足以動作】。
若由于故障，最典型如SB1粘連：由于合閘成功后各KCF輔助觸點的保持，此時，SB1回路改道KCF(V)回路，不會再使LC再次得電而導(dǎo)致斷路器合閘，從而避免了跳躍現(xiàn)象的發(fā)生。
三、增加閉鎖回路
增加了防跳回路的控制回路已得到了一定的完善，但是仍存在問題：例如斷路器的操動系統(tǒng)存在問題（液壓、氣壓過高或過低，彈簧儲能尚未完成等），此時進行分、合閘操作，則很容易導(dǎo)致分、合閘的動作失敗。例如：斷路器的操動機構(gòu)為彈簧，若彈簧儲能未完成，則分、合閘動作不能完成，或完成得不到位，容易對設(shè)備造成損害。
故需增加閉鎖回路，防止此類情況發(fā)生。下面以彈簧操動機構(gòu)的斷路器舉例，簡要說明一下增加彈簧儲能閉鎖回路的二次回路。
原理圖如下：
B1：彈簧儲能未完成時閉合
若彈簧儲能未完成，則B1閉合，線圈K3、KL得電，最終導(dǎo)致輔助觸點KL、K10跳開，此時無論是合閘還是分閘均無法實現(xiàn)，起到了所期望的閉鎖效果。
四、進一步的完善
直到第三節(jié)，本文所欲簡述的斷路器二次回路已初具雛形，但仍需做進一步的完善：指示燈RL和GL直接接在分、合閘線圈所在回路中，如果所用的是功率較大的白熾燈，則會在分、合閘線圈上產(chǎn)生較大壓降，同時切斷分、合閘線圈時可能產(chǎn)生的較大干擾電壓也容易使白熾燈燒壞。要避免上述缺點，可以用中間繼電器接在分、合閘回路，再由繼電器接點控制指示燈，原理圖如下：（其原理相對簡單，此處不再贅述）
