高壓斷路器的控制回路

慈超超 程志秋

（1.深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000；2.佛山供電局，廣東 佛山 528100）

1 斷路器的典型控制回路控制原理

本文以南瑞公司RCS-941A 的斷路器控制回路為例，說(shuō)明斷路器控制回路的基本原理和使用該回路對(duì)斷路器進(jìn)行各種操作的方式，RCS-941A 斷路器的控制回路如圖1。

圖1 高壓斷路器控制回路展開(kāi)圖

1.1 合閘操作

斷路器的合閘操作分為手動(dòng)合閘和自動(dòng)合閘兩種，以手動(dòng)合閘為例，分析斷路器的合閘操作過(guò)程。合閘操作前斷路器處于分閘狀態(tài)，此時(shí)斷路器的輔助觸點(diǎn)QF1 在閉合狀態(tài)。就地手動(dòng)合閘操作時(shí)，按下斷路器操作箱上的“合閘”按鈕，這時(shí)端子“1D40”與正電源導(dǎo)通，電路（+）-1D40-D3-HYJ1-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通。此時(shí)HBJ 線圈勵(lì)磁，HBJ 的接點(diǎn)接通，HBJ 繼電器自保持，回路（+）-HBJ 接點(diǎn)-TBJV-HBJ 線圈-QF1-HC-（-）接通，該回路在斷路器完成合閘前自保持。斷路器合閘后斷路器的輔助觸點(diǎn)QF1 斷開(kāi)，QF2 閉合。QF1 斷開(kāi)切斷了合閘回路的電源，避免合閘線圈HC 長(zhǎng)期通電和燒毀。QF2 閉合，使電路（+）-HWJ1-HWJ2-R11、12-QF2-TQ-(-) 接通，合位繼電器HWJ1、HWJ2 勵(lì)磁，發(fā)合閘信號(hào)。

如果線路重合閘投入，線路發(fā)生故障斷路器跳開(kāi)后，保護(hù)裝置控制重合閘動(dòng)作，重合閘繼電器HJ 接點(diǎn)閉合，電路（+）-HJ 接點(diǎn)-1LP2-TBJV-HBJ-QF1-HC-（-）接通，使合閘保持繼電器線圈勵(lì)磁，之后的動(dòng)作跟手動(dòng)合閘一樣。

1.2 分閘操作

斷路器的跳閘操作分為手動(dòng)跳閘和自動(dòng)跳閘兩種，就地“手動(dòng)分閘”操作，按下斷路器操作箱上的“分閘”按鈕，端子1D35 與正電源導(dǎo)通，此時(shí)電路（+）-1D35-D1-TYJ1(TYJ2)-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，跳閘保持繼電器TBJ 勵(lì)磁，TBJ 接點(diǎn)接通，電路（+）-TBJ 接點(diǎn)-TBJ 線圈-QF2-TQ-（-）接通。TBJ 自保持，使斷路器的跳閘線圈勵(lì)磁，斷路器跳閘后，TQ 斷開(kāi)，切斷跳閘回路，同時(shí)HC 勵(lì)磁，使電路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ 線圈勵(lì)磁，發(fā)斷路器分閘信號(hào)。若線路在運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，保護(hù)裝置使保護(hù)跳閘繼電器的接點(diǎn)TJ 閉合，電路（+）-TJ 接點(diǎn)-1LP1-TYJ1(TYJ2)-TBJ-QF2-TQ-（-）接通，TBJ 線圈自保持，之后的動(dòng)作跟手動(dòng)分閘一樣，將斷路器跳閘。

1.3 防跳閉鎖功能的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)斷路器在分閘位置需要合閘時(shí)，按下“合閘”按鈕，此時(shí)斷路器合閘，但由于線路有故障，繼電保護(hù)使TJ 接點(diǎn)閉合，跳閘回路接通，此時(shí)TBJ 線圈勵(lì)磁，TBJ 與TBJV 節(jié)點(diǎn)并聯(lián)的接點(diǎn)閉合，由于合閘信號(hào)沒(méi)有接觸，回路（+）-1D40-TBJV-TBJ-R7，R8-（-）接通，TBJV 線圈勵(lì)磁，使TBJV 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，TBJV 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合的作用是使線圈TBJV 自保持，斷路器跳開(kāi)后，QF2 斷開(kāi)，TBJ 回路斷開(kāi)，TBJ 觸點(diǎn)斷開(kāi)，由于TBJV 通過(guò)其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，斷路器跳開(kāi)后，若合閘信號(hào)任為解除，回路（+）-1D40-TBJV 線圈-TBJV 觸點(diǎn)-R7，R8-（-）回路仍然保持接通。TBJV 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)斷開(kāi)了合閘回路，使斷路器不能合閘，實(shí)現(xiàn)了防“跳躍”閉鎖功能。

1.4 控制回路的監(jiān)視

控制回路的監(jiān)視是由跳閘位置繼電器TWJ 和合閘位置繼電器HWJ 實(shí)現(xiàn)的。HWJ 接于跳閘回路，該回路在開(kāi)關(guān)跳閘線圈之前串有斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)在合位時(shí)，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，HWJ 線圈帶電，HWJ=1 表明開(kāi)關(guān)合位。TWJ 在合閘回路中，該回路在開(kāi)關(guān)合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)在分位時(shí)，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，TWJ 線圈帶電，TWJ=1 表明開(kāi)關(guān)分位。合位繼電器是用來(lái)監(jiān)視跳閘回路完好性的，而跳位繼電器是用來(lái)監(jiān)視合閘回路完好性的。正常狀態(tài)下，TWJ 和HWJ 中僅有一組勵(lì)磁，若TWJ 和HWJ 都不勵(lì)磁，則說(shuō)明控制回路電源出現(xiàn)了故障。

2 斷路器的典型控制回路中各主要元件的作用

2.1 TWJ/HWJ 位置繼電器

TWJ/HWJ 位置繼電器的不僅能用來(lái)提供開(kāi)關(guān)位置指示，還可以用來(lái)監(jiān)視控制回路是否斷線和控制電源是否完好。

開(kāi)關(guān)在分位時(shí)，電路（+）-TWJ1-TWJ2-TWJ3-R9，R10-QF1-HC-（-）接通，TWJ 線圈勵(lì)磁，發(fā)斷路器分閘信號(hào)。此時(shí)雖然合閘線圈HC帶電，但由于TWJ 為電壓線圈，線圈本身電阻大，再加上回路中串入的電阻，整體電阻為20～40kΩ，而合閘線圈為電流線圈，阻值很小，雖然整個(gè)合閘回路是導(dǎo)通的，但因?yàn)榭刂苹芈冯妷捍蟛糠旨釉赥WJ 上，TWJ 部分電阻很大，電流很小，不足以使合閘線圈動(dòng)作。TWJ 線圈上串聯(lián)的電阻，也是為了防止TWJ 線圈擊穿短路，導(dǎo)致合閘線圈誤動(dòng)。當(dāng)手動(dòng)或遙控合閘時(shí)，合閘回路接通相當(dāng)于直接將TWJ 短接，電壓直接加在合閘線圈上，使線圈動(dòng)作，HWJ 回路同此基本一致。

2.2 KKJ 雙位置繼電器

KKJ 繼電器是一個(gè)雙圈保持的雙位置繼電器。該繼電器有一個(gè)動(dòng)作線圈和一個(gè)復(fù)歸線圈。動(dòng)作線圈勵(lì)磁時(shí)，接點(diǎn)閉合，失電后接點(diǎn)也會(huì)維持在閉合狀態(tài)，直至復(fù)歸線圈上加上一個(gè)動(dòng)作電壓，接點(diǎn)才返回，返回后線圈失電，接點(diǎn)也會(huì)維持在打開(kāi)狀態(tài)。手動(dòng)/遙控合閘的同時(shí)控制回路啟動(dòng)KKJ 的動(dòng)作線圈，手動(dòng)/遙控分閘時(shí)啟動(dòng)KKJ 的復(fù)歸線圈，而保護(hù)跳閘時(shí)是不啟動(dòng)復(fù)歸線圈的。將TWJ 的常開(kāi)接點(diǎn)與KKJ 的常開(kāi)接點(diǎn)串聯(lián)，利用KKJ 保護(hù)跳閘時(shí)不啟動(dòng)復(fù)歸線圈，KKJ 狀態(tài)與斷路器狀態(tài)不對(duì)應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)原合后位置接點(diǎn)的功能。

2.3 合閘保持繼電器HBJ 和跳閘保持繼電器TBJ

要保證斷路器合閘成功，必須保證使合閘回路中的電流持續(xù)一定的時(shí)間以啟動(dòng)合閘線圈。遙控合閘時(shí)，合閘脈沖持續(xù)時(shí)間比較短，若合閘脈沖在合閘線圈啟動(dòng)之前消失，則合閘操作就會(huì)失敗，所以就在合閘回路中加入了合閘保持繼電器HBJ，依靠HBJ 的自保持回路，保證在斷路器合閘操作完成之前，斷路器的合閘回路一直保持導(dǎo)通狀態(tài)，確保斷路器能夠完成合閘操作。跳閘保持繼電器TBJ 在跳閘時(shí)自保持作用與HBJ 在合閘時(shí)所起的作用一樣，同時(shí)TBJ 在合閘于預(yù)伏性故障時(shí)還能啟動(dòng)TBJV 線圈，從而啟動(dòng)防跳功能。

2.4 合閘壓力鎖繼電器HYJ 和跳閘壓力繼電器TYJ

當(dāng)壓力低時(shí)，斷路器不能切斷電弧，如果此時(shí)對(duì)斷路器進(jìn)行操作就會(huì)引起事故。壓力繼電器的作用是在壓力低時(shí)，斷開(kāi)跳 合閘回路，禁止對(duì)斷路器的操作，防止事故的發(fā)生。

2.5 TJ 保護(hù)跳閘接點(diǎn)和HJ 重合閘接點(diǎn)

TJ 是當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，由繼電保護(hù)裝置控制的保護(hù)跳閘接點(diǎn)，HJ 是當(dāng)線路跳閘后，若線路重合閘功能投入，進(jìn)行重合閘的接點(diǎn)。當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)，TJ 接點(diǎn)導(dǎo)通，跳閘回路接通，重合閘時(shí)，HJ 所在回路接通，斷路器合閘。

3 總結(jié)

本文以RCS-941A 操作回路為例介紹了斷路器的合閘回路、跳閘回路、“防跳”回路以及斷路器位置監(jiān)視回路的實(shí)現(xiàn)原理以及回路中主要繼電器的功能。該回路利用TWJ、HWJ 指示斷路器的跳合閘狀態(tài)并能監(jiān)視控制回路和跳合閘回路的完好性；TBJ 和TBJV 配合完成斷路器的防跳功能，在合閘于預(yù)伏性故障的線路上時(shí)能自動(dòng)斷開(kāi)合閘回路，防止斷路器“跳躍”，同時(shí)該回路中的TYJ 和HYJ 在壓力低時(shí)，對(duì)操作回路進(jìn)行閉鎖。

［1］陳慈萱，向鐵元，劉滌塵，等.電氣工程基礎(chǔ)（下冊(cè)）[M].北京:中國(guó)電力出版社，2004，2.

［2］鄒仉平.實(shí)用電器二次回路200 例[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008，2.