斷路器的電氣控制回路原理及工程應(yīng)用研究

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)的電力建設(shè)取得了較大程度上的進(jìn)步，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高做出重要貢獻(xiàn)。而在電力系統(tǒng)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(hù)以及自動(dòng)化控制過(guò)程的最后環(huán)節(jié)，其次，斷路器操作控制能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性產(chǎn)生一定程度上的影響。本文主要針對(duì)斷路器的電氣控制回路原理進(jìn)行研究與分析，并在此基礎(chǔ)之上分析了具體的工程應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：斷路器 電氣控制回路原理 工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（c）-0133-02

對(duì)于斷路器而言，它是電力系統(tǒng)之中的重要設(shè)備，它不僅可以在電網(wǎng)運(yùn)行之中投退電力設(shè)備已經(jīng)線路，同時(shí)他又能夠在相關(guān)設(shè)備處于故障時(shí)及時(shí)而有效的對(duì)故障進(jìn)行切除，從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性進(jìn)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(tǒng)當(dāng)中，都是采用三相一次統(tǒng)一跳合操作箱機(jī)構(gòu)；而對(duì)于220 kV及其以上的電力系統(tǒng)而言，斷路器大多采用的是分相機(jī)構(gòu)，這主要是為了對(duì)單相重合閘進(jìn)行有效的實(shí)現(xiàn)。就目前狀況而言，為了對(duì)裝置的功耗以及發(fā)熱進(jìn)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(jìn)口全封閉、高阻抗、小功耗特點(diǎn)的繼電器，這樣一來(lái)，在降低功耗的同時(shí)，又能夠?qū)ρb置的安全性進(jìn)行有效的提高。

1 斷路器

斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。斷路器可用來(lái)分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考Ｄ壳?，已獲得了廣泛的應(yīng)用。斷路器一般由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼等構(gòu)成。當(dāng)短路時(shí)，大電流（一般10～12倍）產(chǎn)生的磁場(chǎng)克服反力彈簧，脫扣器拉動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)瞬時(shí)跳閘。當(dāng)過(guò)載時(shí)，電流變大，發(fā)熱量加劇，雙金屬片變形到一定程度推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作（電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短）。斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開(kāi)斷1500 V，電流為1500～2000 A的電弧，這些電弧可拉長(zhǎng)至2 m仍然繼續(xù)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(jiān)視回路

圖1顯示的主要是合閘、防跳、跳位監(jiān)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(jī)構(gòu)箱，當(dāng)斷路器處于跳位狀態(tài)時(shí)，將K1閉合，電壓?jiǎn)?dòng)繼電器1TWJA、2TWJA、3TWJA都將被所加直流電壓?jiǎn)?dòng)，而對(duì)其接點(diǎn)而言，可以憑借此來(lái)對(duì)不一致、控制回路斷線、失靈或者開(kāi)入其他裝置等進(jìn)行一定程度的判斷。與此同時(shí)，由于TWJ的高阻，使得合閘電流啟動(dòng)線圈HQ中所通過(guò)的電流相對(duì)較小，如此一來(lái)，就不能夠啟動(dòng)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(diǎn)或重合閘接點(diǎn) ZHJ在較短的時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行接通，從而促使電流繼電器SHJA和HQ進(jìn)行啟動(dòng)，SHJA的接點(diǎn)使合閘回路保持，在斷路器合上之后K1接點(diǎn)被打開(kāi)，SHJA復(fù)歸，合閘回路被斷開(kāi)。

2.2 跳閘、合位監(jiān)視回路

跳閘、合位監(jiān)視回路的流程圖見(jiàn)圖2所示。

在圖2中，11YJJ串在跳閘回路之中促使當(dāng)出現(xiàn)壓力異常狀況時(shí)鎖閉跳閘，而對(duì)于K2來(lái)說(shuō)，它主要是在合位時(shí)進(jìn)行閉合，在跳位時(shí)則打開(kāi)。閉合使電壓繼電器11HWJA、 12HWJA、13HWJA動(dòng)作。不同于合閘、防跳、跳位監(jiān)視回路，電壓繼電器11HWJA、 12HWJA、13HWJA的接點(diǎn)的主要作用是對(duì)不一致、控制回路斷線、開(kāi)入其他裝置、配合收發(fā)信機(jī)等進(jìn)行一定程度上的判斷。在保護(hù)裝置出現(xiàn)跳閘情況時(shí)，或者是因手動(dòng)操作而跳閘的情況下，STJ、TJR、TJQ接點(diǎn)動(dòng)作，進(jìn)而促使電流繼電器11T BIJA、12TBIJA、TQ動(dòng)作。在這一流程之中，11TBIJA主要用于跳閘回路自保持，而對(duì)于12TBIJA而言，它則主要運(yùn)用于防跳回路。

3 斷路器的電氣控制回路在工程中的應(yīng)用

3.1 對(duì)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(duì)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(duì)于自保持繼電器SHJA和TBIJ而言，它們所允許的通過(guò)電流相對(duì)較小，在這種情況之下，可以對(duì)斷路器機(jī)構(gòu)箱中的串聯(lián)電阻以及SHJA和TBIJ并聯(lián)電阻分流進(jìn)行一定程度的使用，由此進(jìn)行有效的實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)的電力安全規(guī)范之中，有明確規(guī)定，要求TBJ啟動(dòng)電流必須為跳閘回路額定電流的一半。

3.2 斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳

當(dāng)處于分?jǐn)喙收想娏鬟^(guò)程之中，主觸頭不斷進(jìn)行分開(kāi)，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(huì)出現(xiàn)故障電流在一個(gè)相對(duì)較短的時(shí)間之內(nèi)放出很大的熱量。這樣一來(lái)，就會(huì)使得斷路器受到損害，更為嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致爆炸。因此，做好斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳十分重要。斷路器防跳回路防止斷路器

在短時(shí)間內(nèi)多次非正常合分來(lái)保護(hù)斷路器。斷路器機(jī)構(gòu)防跳原理圖見(jiàn)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(duì)于K1與K2而言，它們則主要指的是常閉輔助接點(diǎn)、常開(kāi)輔助接點(diǎn)。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(kāi)接點(diǎn)，后者是FT的常閉接點(diǎn)。在對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行合閘操作之后，K1處于打開(kāi)狀態(tài)、K2則處于閉合狀態(tài)，在對(duì)FT進(jìn)行啟動(dòng)，F(xiàn)T-1閉合自保持FT，F(xiàn)T-2打開(kāi)斷開(kāi)合閘回路，直到下達(dá)了合閘命令之后，F(xiàn)T-2返回。通過(guò)這一系列的操作，就可以對(duì)一次合閘命令只合閘一次進(jìn)行有效的保證。

4 結(jié)語(yǔ)

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

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