高压断路器的控制回路.ppt
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1、泸州职业技术学院,二次回路,1,第5章 高压断路器的控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,2,教学目的:掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器 控制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路复习旧课:操作电源概述、蓄电池组直流操作直流、硅整流电容 储能装置直流系统、复式整流装置直流系统、直流系统 的绝缘监察与电压监察装置;重 点:掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳、合闸控制回路、灯光监视的断路器控 制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路;难 点:掌握断路器控制方式、断路器控制回路的基本要求、断路器的基本跳
2、、合闸控制回路、灯光监视的断路器控 制回路、灯光监察液压操作机构操作断路器控制回路,第5章 高压断路器的控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,3,5-1 概述5-2 断路器的基本控制回路 5-3 灯光监视电磁操作机构的断路器控制回路 5-4 灯光监视弹簧操作机构的断路器控制回路 5-5 灯光监视液压操作机构的断路器控制回路,第5章 高压断路器的控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,4,5-1 概述,5.1.1 QF的控制方式 1按控制地点分(1)集中控制。在主控制室的控制台上,用控制开关或按钮通过控制电缆去接通或断开断路器的跳、合闸线圈,对断路器进行控制。一般对发电机、主变压器、母线、断路器、
3、厂用变压器35kV以上线路等主要设备都采用集中控制。(2)就地(分散)控制。在断路器安装地点(配电现场)就地对断路器进行跳、合闸操作(可电动或手动)。一般对10kV线路以及厂用电动机等采用就地控制,可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。,泸州职业技术学院,二次回路,5,2按控制电源电压分:(1)强电控制。从断路器的控制开关到其操作机构的工作电压均为直流 110V或 220V。(2)弱电控制。控制开关的工作电压是弱电(直流48V),而断路器的操动机构的电压是220V。目前在500kV变电所二次设备分散布置时,在主控室常采用弱电一对一控制。3按控制电源的性质分:(1)直流操作:一般采用蓄电池组
4、(硅整流电能储能)供电;(2)交流操作:由电流、电压互感器或所用变压器提供电源,5.1.1 QF的控制方式,泸州职业技术学院,二次回路,6,1、电磁操作机构(CD):利用电磁力直接合闸,合闸电流很大,所以合闸回路不能直接利用控制开关接点接通,必须采用中间继电器。10KV,35KV2、弹簧储能操作机构(CT):利用预先储存在弹簧内的位能来进行合闸。合闸电流小,合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。但结构复杂,加工工艺及材料要求高,调试困难。3、液压操作机构(CY):靠压缩气体作为能源,以液压油作为传递媒介来进行合闸。合闸电流小,合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。且压力高,传动快,动作准确,出
5、力均匀。4、气动操作机构(CQ):以压缩空气储能和传递能量的机构。合闸电流小,合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。但结构复杂,需配备空气压缩设备。5、电动操作机构(CJ),5.1.2 QF的操作机构,泸州职业技术学院,二次回路,7,1、跳、合闸线圈通电时间尽量短 2、具有“防跳”装置 3、能方便实现手动、自动跳合闸 4、具有保护及回路完好性监视措施 5、具有位置指示 6、对CT,CY,CQ的操作机构,应具有压力,弹簧到位等的监视和闭锁回路,5.1.3 对QF控制回路的基本要求,泸州职业技术学院,二次回路,8,1、定义:控制开关又称万能转换开关,是由运行人员手动操作,发出控制命令使断路器进行跳
6、、合闸的装置。2、类型:发电厂和变电所常用的控制开关为LW系列自动复位的控制开关,有三种类型:(1)LW2系列控制开关:是跳、合闸操作都分两步进行,手柄和触点盒有两个固定位置和两个操作位置的封闭式控制开关。此种开关常用于火电厂和有人值班的变电所中。(2)LW1系列控制开关:是跳、合闸操作只用一步,其手柄和触点只有一个固定位置和两个操作位置的控制开关。此种开关常用于无人值班的变电所和水电站中。(3)LWX系列强电小型控制开关:其跳、合闸为一步进行,近年来在各种集控台的控制和300MW以上机组的分控室中已被广泛应用。下面以LW2型控制开关为例说明控制开关的结构及作用。,5.1.4 控制开关,9,操
7、作手柄(前视)触点盒:动触头;静触头(后视),图51LW2Z型控制开关结构图(a)控制开关外形图;(b)控制开关左视图,3、LW2系列控制开关的构成:图5l,泸州职业技术学院,二次回路,10,跳闸后(手柄在水平位置)预备合闸合闸合闸后(手柄在垂直位置)预备跳闸跳闸,4、LW2系列控制开关的位置:图5l,泸州职业技术学院,二次回路,11,合闸操作:如图51(b)示出手柄为预备合闸状态,将手柄右旋45为合闸位置,手放开后在自复弹簧的作用下,手柄复位于垂直位置,成为合闸后位置;跳闸操作:先将手柄左旋至水平位置,即预备跳闸位置,再左旋45即为跳闸位置,手放开后在自复弹簧的作用下,手柄复位于水平位置,成
8、跳闸后位置。,5、LW2系列控制开关的操作过程:图5l,泸州职业技术学院,二次回路,12,控制开关右端的数节触点盒,其四角均匀固定着四个静触点,其触点外端伸出盒外接外电路,而内端与固定于方轴上的动触点簧片相配合。由于动触点(簧片)的形状及安装位置的不同,组成14种型号的触点盒,代号为1、la、2、4、5、6、6a、7、8、10、20、30、40、50,如表51所示。其中1、1a、2、4、5、6、6a、7、8型的动触点是固定于方轴上随轴转动的,而后5种触点是有自由行程的,即进行跳、合闸操作时动触点随轴转动,而手柄自复后触点不随轴复位,其中10、40、50型的动触点在轴上有45的自由行程;20型有
9、90自由行程;30型有135自由行程。,6、LW2系列控制开关的触点盒位置表:表5-1,泸州职业技术学院,二次回路,13,表51 LW2Z和LW2YZ型触点盒位置表,泸州职业技术学院,二次回路,14,触点图表法:表5-2 下面以LW2Zla、4、6a、40、20、20F8型控制开关为例介绍。左列所示手柄的六种位置为屏前视图,而其余右边触点盒的触点通断状况是由屏后视的。触点排号从正视方向,从面板右上角的触点开始为逆时针方向次序,“”号表示触点接通,“一”表示触点断开。,7、LW2系列触点的表达形式,泸州职业技术学院,二次回路,15,表52 LW2型控制开关触点图表,泸州职业技术学院,二次回路,1
10、6,工程图形符号法:表5-3 表中6条垂直虚线表示控制开关手柄的6个不同位置:C一合闸、PC一预备合闸、CD一合闸后;T一跳闸、PT一预备跳闸、TD一跳闸后。水平线表示触点的引出线,水平线下的黑圆点表示该对触点在此位置是接通的,否则是断开的。,7、LW2系列触点的表达形式,泸州职业技术学院,二次回路,17,表53LW2Z1a、4、6a、40、20/F8型开关触点通断符号表,泸州职业技术学院,二次回路,18,LW2 式中:开关型式,共有6类,如表54所示;触点型式,共14种;板面型式,共有两种,“F”为方形,“O”为圆形;手柄型式,共有9种;定位器型式,共有两种,45定位用“8”表示,90定位不
11、表示;限位装置,有者以“”表示,无者不表示;触点特殊排列时用A表示。,1,2,3,4,5,6,7,8、LW2型控制开关型号,泸州职业技术学院,二次回路,19,表54开关型式及其型号含义表,9、LW2系列开关型式及其表示符号,泸州职业技术学院,二次回路,20,一个固定位置(垂直位置):1-3;2-4断开两个操作位置:跳闸位置:1-3接通 合闸位置:2-4接通,固定位置:,合闸位置:,返回,10、LW2-W-2/F6系列控制开关位置:表5-1,泸州职业技术学院,二次回路,21,5-2 断路器的基本控制回路,5.2.1 断路器的基本跳、合闸控制回路 1、接线:图5-2,图52断路器基本跳、合闸回路,
12、泸州职业技术学院,二次回路,22,2、组成:图5-2合闸回路:SA,自动合闸继电器的动合触点KM,合闸接触器KMC,合闸线圈YC,QF常闭辅助接点;跳闸回路:SA,保护出口继电器的动合触点KOM,跳闸线圈YT,QF常开辅助接点;+WC、-WC是控制电源小母线的正极和负极;+WOM、-WOM是合闸电源小母线的正极和负极。,5.2.1 断路器的基本跳、合闸控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,23,3、动作原理:图5-2(1)手动合闸(SA跳闸后位置)水平 操作SA”合闸“位置SA通+WCFU1SA通QF(常闭)闭KMC线圈FU2-WC KMC线圈带电动作KMC(常开)闭合+WOMFU3KMC(常
13、开)闭合YC线圈KMC(常开)闭合FU4-WOM YC线圈带电使QF合上:QF(常闭)断开YC失电 QF(常开)闭合为下一次跳闸准备 SA复位于“合闸后”位置(垂直)SA断开,5.2.1 断路器的基本跳、合闸控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,24,3、动作原理:图5-2(2)手动跳闸(SA合闸后位置)操作SA“跳闸”位置SA通+WCFU1SA通QF(常开)闭YT线圈FU2-WC YT线圈带电使QF跳闸:QF(常闭)闭合为下一次合闸准备 QF(常开)断开YT失电 SA复位于“跳闸后”位置(水平)SA断开(3)自动合闸:由自动重合闸装置的出口触点KM闭合实现的(4)自动跳闸:由保护装置出口继电
14、器KOM触点闭合来实现的,5.2.1 断路器的基本跳、合闸控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,25,1、产生“跳合”的条件SA 闭合触点或自动合闸继电器触点KM粘连合闸系统发生永久性故障2、危害:如果断路器发生跳跃,势必造成绝缘下降、油温上升,严重时会引起断路器发生爆炸事故,危及设备和人身的安全。3、“防跳”措施机械防跳:指操作机构本身有防跳性能。电气防跳:在断路器控制回路中加设电气防跳电路电气防跳得方法有:加装防跳继电器 利用跳闸线圈的辅助触点防跳,5.2.2 断路器的防跳(跳跃闭锁)控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,26,接线:图5-3 防跳继电器KCF(TBJ):常采用DZB型中间
15、继电器,它有两个线圈。电流起动线圈KCFI 串在跳闸回路中。电压保持线圈KCFU 与自身的动合触点串联,再并接于合闸接触器KMC的回路中。,4、加装防跳继电器的QF控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,27,图53由防跳继电器构成的断路器控制回路,泸州职业技术学院,二次回路,28,防跳原理:图5-3 当手动合闸时SA的58触点尚未断开或自动装置KM触点烧结,此时发生故障,则继电保护装置动作,KOM触点闭合,经KCFI的电流线圈、断路器动合触点QF1,跳闸线圈通电起动,使断路器跳闸。同时,KCFI电流线圈起动,其动合触点闭合,使其经电压线圈KCFU自保持,而KCF的动断触点断开,可靠地切断KMC
16、线圈回路,即使SA的58触点接通,KMC也不会通电,防止了断路器跳跃现象的发生。只有合闸命令解除(SA的58触点断开或KM断开),KCFU电压线圈断电,才能恢复至正常状态。,4、加装防跳继电器的QF控制回路,29,接线:图5-4防跳原理特点:跳闸线圈会长时间带电,5、利用跳闸线圈辅助接点构成的电气防跳,泸州职业技术学院,二次回路,30,1、双灯制控制接线:接线:如图55所示,图55 断路器的位置指示接线图,5.2.3 断路器的位置指示,泸州职业技术学院,二次回路,31,1、双灯制控制接线:图55工作原理:当断路器在跳闸位置时,其动断(常闭)触点QF2接通,绿灯GN(HG)亮;当断路器在合闸位置
17、时,其动合(常开)触点QF1接通,红灯RD(HR)亮。即红灯(HR)亮表示断路器在合闸状态,绿灯(HG)亮表示断路器在跳闸状态。,5.2.3 断路器的位置指示,泸州职业技术学院,二次回路,32,2、单灯制控制接线:单灯制用灯光和控制开关手柄位置来表示断路器手动跳、合闸位置。有中控台的,一般也设置跳、合闸位置继电器,利用其相关的触点接通中央音响信号及模拟灯信号回路。,5.2.3 断路器的位置指示,泸州职业技术学院,二次回路,33,断路器由自动装置驱动进行跳、合闸时,信号灯是闪光的,与手动跳、合闸时信号灯是平光的有所区别。现以双灯制断路器的跳、合闸信号回路为例,具体分析如下。1、接线:图5-62、
18、位置信号:平光(手动合闸)闪光(自动合闸)平光(手动跳闸)闪光(自动跳闸),5.2.4 断路器自动跳、合闸的信号回路,红灯HR(RD),绿灯HG(GN),34,图56 断路器跳、合闸双灯制信号回路接线,5.2.4 断路器自动跳、合闸的信号回路,泸州职业技术学院,二次回路,35,3、工作原理:图5-6 SA“合闸后”SA16-13通 QF“合闸后”QF(常开)闭 SA“跳闸后”SA14-15通 QF“合闸后”QF(常开)闭红灯闪光解除:值班人员将SA打至“合闸后”位置,其触点1613接通,1415断开,红灯接至“十”电源小母线,所以红灯又发平光,闪光解除。,RD发平光,RD发闪光,手动合闸时:,
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