斷路器的電氣控制回路原理及工程應用研究

摘 要：隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，我國的電力建設取得了較大程度上的進步，為我國國民經濟的發展以及人民生活水平的提高做出重要貢獻。而在電力系統之中。斷路器操作控制具有十分重要的地位與作用，首先，它是繼電保護以及自動化控制過程的最后環節，其次，斷路器操作控制能夠對系統運行的安全性與可靠性產生一定程度上的影響。本文主要針對斷路器的電氣控制回路原理進行研究與分析，并在此基礎之上分析了具體的工程應用。

關鍵詞：斷路器 電氣控制回路原理 工程應用

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0133-02

對于斷路器而言，它是電力系統之中的重要設備，它不僅可以在電網運行之中投退電力設備已經線路，同時他又能夠在相關設備處于故障時及時而有效的對故障進行切除，從而對電網運行的安全性與穩定性進行一定程度的保證。一般情況下，在110 kV及其以下的電力系統當中，都是采用三相一次統一跳合操作箱機構；而對于220 kV及其以上的電力系統而言，斷路器大多采用的是分相機構，這主要是為了對單相重合閘進行有效的實現。就目前狀況而言，為了對裝置的功耗以及發熱進行一定程度上的降低，所采用的斷路器操作箱裝置大多為具備進口全封閉、高阻抗、小功耗特點的繼電器，這樣一來，在降低功耗的同時，又能夠對裝置的安全性進行有效的提高。

1 斷路器

斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關合、在規定的時間內承載和開斷異常回路條件（包括短路條件）下的電流的開關裝置。斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應用。斷路器一般由觸頭系統、滅弧系統、操作機構、脫扣器、外殼等構成。當短路時，大電流（一般10～12倍）產生的磁場克服反力彈簧，脫扣器拉動操作機構動作，開關瞬時跳閘。當過載時，電流變大，發熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動機構動作（電流越大，動作時間越短）。斷路器的作用是切斷和接通負荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴大，保證安全運行。而高壓斷路器要開斷1500 V，電流為1500～2000 A的電弧，這些電弧可拉長至2 m仍然繼續燃燒不熄滅。

2 斷路器的電氣控制回路原理

2.1 合閘、防跳、跳位監視回路

圖1顯示的主要是合閘、防跳、跳位監視回路的原理示意圖。

在圖1中，虛線框主要指的是斷路器機構箱，當斷路器處于跳位狀態時，將K1閉合，電壓啟動繼電器1TWJA、2TWJA、3TWJA都將被所加直流電壓啟動，而對其接點而言，可以憑借此來對不一致、控制回路斷線、失靈或者開入其他裝置等進行一定程度的判斷。與此同時，由于TWJ的高阻，使得合閘電流啟動線圈HQ中所通過的電流相對較小，如此一來，就不能夠啟動斷路器合閘。在合閘回路之中，11YJJ的主要作用是壓力異常閉鎖合閘。手合1SHJ接點或重合閘接點 ZHJ在較短的時間之內進行接通，從而促使電流繼電器SHJA和HQ進行啟動，SHJA的接點使合閘回路保持，在斷路器合上之后K1接點被打開，SHJA復歸，合閘回路被斷開。

2.2 跳閘、合位監視回路

跳閘、合位監視回路的流程圖見圖2所示。

在圖2中，11YJJ串在跳閘回路之中促使當出現壓力異常狀況時鎖閉跳閘，而對于K2來說，它主要是在合位時進行閉合，在跳位時則打開。閉合使電壓繼電器11HWJA、 12HWJA、13HWJA動作。不同于合閘、防跳、跳位監視回路，電壓繼電器11HWJA、 12HWJA、13HWJA的接點的主要作用是對不一致、控制回路斷線、開入其他裝置、配合收發信機等進行一定程度上的判斷。在保護裝置出現跳閘情況時，或者是因手動操作而跳閘的情況下，STJ、TJR、TJQ接點動作，進而促使電流繼電器11T BIJA、12TBIJA、TQ動作。在這一流程之中，11TBIJA主要用于跳閘回路自保持，而對于12TBIJA而言，它則主要運用于防跳回路。

3 斷路器的電氣控制回路在工程中的應用

3.1 對跳合閘回路電流有效而精確的確定

圖3顯示的主要是跳合閘回路電流整定示意圖。

而對于跳合閘回路而言，它主要指的是圖3中的電流合閘I1和跳閘I2。一般情況下，對于自保持繼電器SHJA和TBIJ而言，它們所允許的通過電流相對較小，在這種情況之下，可以對斷路器機構箱中的串聯電阻以及SHJA和TBIJ并聯電阻分流進行一定程度的使用，由此進行有效的實現。在我國的電力安全規范之中，有明確規定，要求TBJ啟動電流必須為跳閘回路額定電流的一半。

3.2 斷路器機構箱防跳

當處于分斷故障電流過程之中，主觸頭不斷進行分開，在這種情況之下，電壓也不斷隨之增加，兩種情況疊加在一起，就會出現故障電流在一個相對較短的時間之內放出很大的熱量。這樣一來，就會使得斷路器受到損害，更為嚴重者會導致爆炸。因此，做好斷路器機構箱防跳十分重要。斷路器防跳回路防止斷路器

在短時間內多次非正常合分來保護斷路器。斷路器機構防跳原理圖見圖4所示。

在圖4中，HQ是斷路器的合閘線圈，TQ主要指的是跳閘線圈，而對于K1與K2而言，它們則主要指的是常閉輔助接點、常開輔助接點。FT指的是防跳繼電器，在上圖中，又有FT-1與FT-2，前者是FT的常開接點，后者是FT的常閉接點。在對開關進行合閘操作之后，K1處于打開狀態、K2則處于閉合狀態，在對FT進行啟動，FT-1閉合自保持FT，FT-2打開斷開合閘回路，直到下達了合閘命令之后，FT-2返回。通過這一系列的操作，就可以對一次合閘命令只合閘一次進行有效的保證。

4 結語

本文主要針對斷路器的電氣控制回路原理及工程應用進行研究與分析。首先對斷路器以及斷路器的電氣控制回路原理進行了一定程度上的介紹，然后在此基礎之上從對跳合閘回路電流有效而精確的確定以及斷路器機構箱防跳兩個方面分析了斷路器的電氣控制回路在工程中的應用。希望我們的研究能夠給讀者提供參考并帶來幫助。

參考文獻

[1]曹樹江，林榕.斷路器操動機構與繼電保護控制回路的協調與配合[J].繼電器，2005（24）.

[2]兀鵬越，董志成，陳琨，等.高壓斷路器防跳回路的應用及問題探討[J].電力自動化設備，2010（10）.

[3]徐智，楊增杰.500kV GIS斷路器控制回路故障分析及處理[J].華電技術，2010（6）.

[4]李趙華，唐伯英.開關電氣防跳回路分析與探討[J].內蒙古石油化工，2009（21）.

[5]胡嘯.220kV線路微機保護和斷路器的接點配合問題[J].力安全技術，2006（8）.