断路器二次控制回路ppt课件.ppt
继电器就是预先调好一个定值。当作为的电量超过或低于这个数值时才突然动作。,断路器是电力系统中，改变运行方式，开断和关合负载电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，及开断空载变压器或高压电动机等电感性小负荷电流的设备。断路器与继电保护配合，在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除，以减轻电力设备的损坏和提高电网的稳定性。断路器与自动重合闸配合，能保证电网发生瞬时故障时及时切除故障和恢复供电，提高电网供电的可靠性.,1.断路器的作用,模块1 断路器二次回路基础知识,模块1 断路器二次回路基础知识,2.断路器的分类（按介质分）,型号特征 额定开断容量，MVA S少油断路器 D多油断路器 K空气断路器 Q产气断路器 Z真空断路器 L六氟化硫断路器 C磁吹断路器 安装条件 设计序号 N户内 W户外,额定电压，kV,派生标志C带有手车装置G改进型D带有电磁操作结构,额定电流，A,模块1 断路器二次回路基础知识,油断路器：指触头在变压器油中开断，利用变压器油作为灭弧介质的断路器。其中油只作灭弧介质，用油量少的，称为少油断路器。油兼做绝缘介质，用油量多的，称为多油断路器。空气断路器:利用高压空气来吹弧的断路器。吹弧压力一般在10-40大气压范围内，由于其结构复杂，现已基本淘汰。真空断路器：触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。真空断路器要求真空度在0.0133Pa以上。,模块1 断路器二次回路基础知识,固体产气断路器：利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出的气体来熄灭电弧的断路器。由于其灭弧能力低，一般只做负荷开关用。六氟化硫断路器：利用高压六氟化硫气体来吹弧的断路器。因灭弧性能好而得到了广泛应用。SF6气体的特性:绝缘强度在均匀电场下为空气的2-3倍，开断能力是空气的100倍。但SF6气体在电弧的作用下会产生极少量的SF4气体。SF4与金属触头、SF6气体中的水分化合，产生HF、SOF2。SF4、HF、SOF2有毒，对金属和绝缘材料都有很大的腐蚀性。,模块1 断路器二次回路基础知识,3.断路器的分类（按操作机构分）,电磁操作机构：利用合闸线圈的电磁力合闸，同时将分闸弹簧储能。特点是合闸电流很大，可达几十安至数百安，所以合闸回路不能直接利用控制开关触点接通，必须采用合闸接触器。适用于35kV及以下断路器。弹簧操作机构：靠已储能的合闸弹簧合闸，分闸有时不释放能量。现广泛运用。,模块1 断路器二次回路基础知识,电磁操作机构 弹簧操作机构,模块1 断路器二次回路基础知识,液压操作机构：以压缩N2(碟簧)作为能源，以液压油作为传递媒介来进行分、合闸。广泛适用110kV及以上的少油及SF6断路器。气动操作机构：以压缩空气为动能，推动活塞实现 分、合闸。需配备空气压缩设备。气动操作机构：分闸靠压缩空气同时给弹簧储能，合 闸靠弹簧的机构。,模块1 断路器二次回路基础知识,液压碟簧操作机构 液压(N2)操作机构,气动操作机构,模块1 断路器二次回路基础知识,4.断路器的参数,模块1 断路器二次回路基础知识,额定开断电流：是在额定电压下断路器能安全无损地开断的最大电流。额定关合电流：断路器能可靠接通的最大电流。一般取额定开断电流的1.82(2.5)倍。额定开断容量：是表征断路器开断能力的一个参数，它是由开断电流通过计算而得出的，对于三相断路器，额定断流容量公式为：额定开断容量=3额定开断电流额定线电压,模块1 断路器二次回路基础知识,额定峰值耐受(动稳定)电流：是指断路器在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流。与额定短路关合电流相等。,额定短时耐受(热稳定)电流：反映的使断路器承受短路电流热效应的能力。它是在规定的时间内断路器在合闸位置能够承载的电流的有效值，数值上就等于断路器的额定短路开断电流。,模块1 断路器二次回路基础知识,5.断路器的结构,开断部分:包括导电和触头系统以及灭弧室。操作和传动机构:包括操作能源和把操作能源传动到动触头系统的传动机构。绝缘部分:把处于高电位的导电和触头系统与低电位的操作能源系统，实现绝缘、连接的元件。,LW10B-252型SF6断路器瓷柱式结构,模块1 断路器二次回路基础知识,灭弧室及支持瓷柱的内部结构,模块1 断路器二次回路基础知识,模块1 断路器二次回路基础知识,6.对断路器控制回路基本要求,1.能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸。2.能监视下次操作时分闸回路的完整性(HWJ)，对重要元件及有重合闸功能的元件，还应监视下次操作时合闸回路的完整性(TWJ)。3.对于分相操作的断路器，应有监视三相位置是否一致的措施，就是应有三相不一致信号。,模块1 断路器二次回路基础知识,7.断路器分合闸的实现,主控室后台机远方操作：通过后台机通过测控屏将操作命令传递到保护屏操作箱，再由操作箱传递到开关机构箱，驱动跳、合闸线圈。就地操作：通过开关机构箱上的操作按钮进行就地 操作。遥控操作：调度、集控站发遥控命令，通过远动通信屏传到测控屏，再到保护操作箱，实现断路器操作。开关本身保护、重合闸动作，发跳合闸命令至操作插件，引起开关跳合闸操作。,通道,模块1 断路器二次回路基础知识,通道,电源插件(DC),模块1 断路器二次回路基础知识,8.断路器合闸回路的实现,1.合闸应满足现场及远方手动合闸，保护重合闸的要求。,现场手动合闸,加入远方/就地切换，远方合闸包括手动合闸及重合闸功能,模块1 断路器二次回路基础知识,2.断路器有一定的固有分合闸时间，为保证合闸时断路器合闸回路的可靠闭合，加入带电保持继电器，保证断路器可靠合闸。,BCJ励磁后其接点闭合实现自保持，保证合闸回路的可靠闭合,模块1 断路器二次回路基础知识,3.断路器操动机构中的跳、合闸线圈是按短时通电设计的，在跳、合闸完成后应自动解除命令脉冲，切断跳、合闸回路，以防止跳、合闸线圈长时间通电损坏。,加入带有一定切断容量的断路器常闭辅助接点，合闸完成后断开回路。,4.应加入相关闭锁条件,断路器正常合闸应满足SF6压力及液压/弹簧机构压力正常条件(对于分相机构还应加入三相不一致闭锁节点)。,模块1 断路器二次回路基础知识,+KM,5.加入“防跳跃”功能,在断路器控制回路中加入防跳跃继电器，当发生跳跃情况时，将断路器合闸回路断开。,模块1 断路器二次回路基础知识,模块1 断路器二次回路基础知识,6.加入合闸监视回路,跳位继电器监视合闸回路的完好性。,模块1 小结,1.断路器操作机构分哪几类？2.额定短时耐受(热稳定)电流、额定短路开断电流、额定峰值耐受(动稳定)电流及额定短路关合电流之间的关系是什么?3.TWJ、FTJ、BSJ继电器的作用是什么？,思考题,本模块介绍了断路器的作用、分类、结构及参数，了解了断路器二次回路的基本要求。掌握了断路器分合闸回路的实现方法。,模块2知识重点：,1.熟悉弹簧机构的储能特点；,2.掌握弹簧机构的动作原理；,3.熟悉液压机构的储能特点；,4.掌握液压机构的动作原理。,模块2 断路器的操作机构,模块2 断路器的操作机构,1.弹簧机构的构造及工作原理,弹簧储能特点：断路器在合闸过程中，合闸弹簧释放能量，部分能量释放给分闸弹簧，分闸弹簧在此过程中储能。几乎在合闸过程的同时，马达将自动启动，合闸弹簧重新储能，即合闸弹簧和分闸弹簧均处于储能状态。此时开关可执行分合分操作。断路器在分闸位置，分闸弹簧未储能，合闸弹簧处于储能状态。断路器在分闸过程中，只有分闸弹簧释放能量，合闸弹簧仍处于储能状态。,模块2 断路器的操作机构,弹簧操作机构,弹簧机构的分、合闸过程演示：,分闸弹簧,合闸弹簧,模块2 断路器的操作机构弹簧机构的分闸,模块2 断路器的操作机构弹簧机构的合闸,模块2 断路器的操作机构,2.液压机构的构造及工作原理,液压储能特点：1.液压机构压力降低到油泵起动油压时，电动机启动储能，压力恢复至正常值时经一定延时断开油泵电源。2.合闸时，利用活塞两侧高压油油压差驱动活塞移动，完成合闸。3.分闸时，活塞一侧为高压油，一侧为常压油，高压油驱动活塞完成分闸过程。,模块2 断路器的操作机构,液压操作机构,合闸过程演示,分闸过程演示,模块2 小结,1、弹簧储能特点是什么？2、液压储能特点是什么？,思考题,本模块介绍了断路器弹簧机构、液压机构结构、储能过程，并通过结构示意图了解了断路器两种操作机构的工作原理。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,模块3知识重点：,1.熟悉储能回路原理,2.掌握分闸回路原理,3.掌握合闸回路原理,220kV西门子3AP1FI型断路器的二次回路,1.断路器设置两组跳闸线圈，一组合闸线圈，两组控制电源。2.分合闸回路均采用分相操作回路，其中手动分合闸三相一体控制。保护跳闸回路可分相出口。3.储能回路采用三相交流电源供电。4.信号回路使用遥信电源，独立于断路器控制电源。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,S4“三相不一致/打压超时”复归 按钮S8“远方/就地”转换开关S9“就地合闸”按钮S3“就地分闸”按钮S10“门灯”控制开关S1LA/S1LB/S1LC 断路器辅助节点ZHJ 重合闸中间继电器SHJ 手合中间继电器STJ 手分中间继电器K76 就地合闸中间继电器K77 就地分闸中间继电器K75LA/K75LB/K75LC 防跳继电器K9LA/K9LB/K9LC 弹簧储能接触器,K10 分闸1 SF6总闭锁继电器K55 分闸2 SF6总闭锁继电器K16 开关三相不一致时间继电器1K26 开关三相不一致时间继电器2K61 开关三相不一致强跳分闸1K63 开关三相不一致强跳分闸2K15 弹簧未储能中间继电器K67 弹簧储能超时继电器Y1LA/Y1LB/Y1LC 合闸线圈Y3LA/Y3LB/Y3LC 分闸线圈1Y4LA/Y4LB/Y41LC 分闸线圈2HWJ 合位监视继电器TWJ 跳位监视继电器,模块3 弹簧机构断路器二次回路,储能接触器,储能超时继电器,弹簧未储能继电器,弹簧未储能接点,1.储能回路,+KM,-KM,模块3 弹簧机构断路器二次回路,断路器三相不一致跳闸,断路器由于各种原因而发生非全相运行，主要为：分相操作机构一相或二相拒合或拒分，单相重合闸拒动，三相操作机构连杆断裂或脱落等。断路器非全相运行的危害：发生非全相运行时，三相对称性被破坏，在中性点直接接地系统中将产生零序电流，可能造成继电保护误动；对中性点不接地系统，将引起中性点电压升高，三相对地电压不平衡，最严重的情况是造成断线谐振过电压。非全相运行对于负荷来说是缺相运行，造成用电设备工作不正常，电机烧毁等。所以，线路发生缺相运行时，应立即退出运行。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,开关三相不一致保护1.开关三相不一致动作时间应大于重合闸时间，通常220kV线路开关整定为2-4s，母联和主变开关整定为0.3s。2.开关三相不一致保护可通过保护装置实现，也可通过开关本体机构实现，通常采用本体机构回路。3.开关三相不一致动作后跳开断路器跳圈并形成自保持，同时闭锁合闸回路,需通过S4按钮复归。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,断路器“防跳”,断路器合闸后，由于某种原因使合闸继电器触点未复归，当合到永久性故障时，保护动作使断路器跳闸后将会出现多次“跳合”现象。从而将使断路器损坏，造成事故扩大。为防止跳跃现象产生，可在断路器控制回路中加入防跳跃继电器。通常在开关机构箱与保护屏的操作箱内都有防跳功能,为防止配合问题，两者不能同时投运。通常在远方操作时用保护屏上操作箱内的防跳功能；在就地操作时用机构本身的防跳功能。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,合后继电器KKJ作用 断路器手动合闸时，KKJ动作，断路器手动分闸时，KKJ返回。作为断路器“偷跳”时重合闸动作和发出事故信号的条件之一。,3.合闸回路,4.信号回路(1)告警信号,第一类告警信号：指本站设备故障告警、异常运行等信号。第二类告警信号：指系统波动干扰,参数越限等信号。第三类告警信号：指正常运行信号(如油泵正常打压等)。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,模块3 弹簧机构断路器二次回路,(2)事故信号,事故信号：指保护及自动装置动作,断路器跳闸等信号。断路器事故总信号信号通常使用跳位继电器TWJ与合后继电器KKJ常开接点串联而发出。,模块3 弹簧机构断路器二次回路,1、断路器的三相不一致保护有哪两种？通常采用哪一种？2、断路器的“防跳”有哪两种方式？分别是通过什么回路起动防跳的？,思考题,本章通过储能回路，分合闸控制回路，信号回路详细介绍了断路器的二次回路的组成及工作方式。,模块3小结,模块4 液压机构断路器二次回路,模块4知识重点：,1.熟悉储能回路原理,2.掌握分闸回路原理,3.掌握合闸回路原理,模块4 液压机构断路器二次回路,220kV西门子3AQ1EE型断路器二次回路,S4 三相不一致/打压超时 复归S8 远方/就地转换开关S9 就地合闸按钮S3 就地分闸按钮S10 门灯控制开关F1 油泵电动机电源保护开关S1LA/S1LB/S1LC 断路器辅助节点ZHJ 重合闸中间继电器SHJ 手合中间继电器STJ 手分中间继电器K76 就地合闸中间继电器K77 就地分闸中间继电器K7LA/K7LB/K7LC 防跳继电器K12LA/K12LB/K12LC 合闸闭锁继电器K9 油泵打压接触器K81/K182 N2泄漏闭锁继电器K14/K82 N2泄漏延时时间继电器,K10 分闸1 SF6/油压总闭锁继电器K55 分闸2 SF6/油压总闭锁继电K16 开关三相不一致时间继电器1K64 开关三相不一致时间继电器2K61 开关三相不一致强跳分闸1K63 开关三相不一致强跳分闸2K5/K105 SF6分合闸总闭锁继电器K3/K103 油压低分闸闭锁继电器K2 油压低合闸闭锁继电器K4 油压低闭锁重合闸继电器Y1LA/Y1LB/Y1LC 合闸线圈Y2LA/Y2LB/Y2LC 分闸线圈1Y3LA/Y3LB/Y3LC 分闸线圈2HWJ 合位监视继电器TWJ 跳位监视继电器B1 液压微动开关B4 SF6微动开关（报警及闭锁）,模块4 液压机构断路器二次回路,储能控制回路接于第一组控制电源，压力低于32Mpa时电动机启动打压，当压力恢复正常时延时3s返回(K15)。设置打压超时回路，若油泵持续运转而仍然无法建压，15分钟后(K67)切断打压回路。,1.正常打压,1.储能回路,模块4 液压机构断路器二次回路,模块4 液压机构断路器二次回路,2.压力低闭锁液压机构压力低于30.8Mpa时，闭锁断路器重合闸；液压机构压力低于27.3Mpa时，闭锁断路器合闸；液压机构压力低于25.3Mpa时，闭锁断路器第一组/第二组分闸；,模块4 液压机构断路器二次回路,2.分闸回路,3.合闸回路,模块5 课程总结,本次课总结如下：介绍了断路器的结构、参数、分合闸过程及对控制回路的基本要求。讲授了断路器弹簧机构、液压机构的动作原理。重点讲授了弹簧、液压机构断路器的二次回路原理。,作业：1.TWJ、FTJ、BSJ继电器的作用是什么？2.对断路器控制回路的基本要求是什么？3.断路器弹簧储能、液压储能的特点是什么？4.什么是“跳跃”？断路器的“防跳”有那两种方式？分别是通过什么回路起动防跳的？,模块5 课程总结,
