电力系统中断路器的控制
断路器的工作原理
断路器的工作原理一、引言断路器是电力系统中常见的一种保护装置，用于在电路发生故障时迅速切断电流，以保护电气设备和人员的安全。
本文将详细介绍断路器的工作原理。
二、断路器的基本结构断路器通常由控制部份和断开部份组成。
控制部份包括触发器、电磁线圈和控制电路等，用于控制断开部份的动作。
断开部份主要由触头、弹簧机构和灭弧室组成，用于实现电路的断开和灭弧。
三、断路器的工作过程1. 正常工作状态在正常工作状态下，断路器处于闭合状态，电流从电源侧进入断路器，通过触头流入负载侧，实现电路的通断。
此时，断路器的控制部份保持稳定，断开部份的触头密切接触，形成低电阻通道。
2. 故障检测当电路发生故障时，例如短路或者过载，电流会迅速增大。
断路器的控制部份会检测到异常电流，并通过控制电路触发器的作用，向断开部份传递信号，准备断开电路。
3. 断开电路一旦接收到触发信号，断开部份的弹簧机构会迅速释放能量，将触头迅速分离，切断电路。
此时，断路器处于断开状态，电流无法通过。
4. 灭弧过程断开电路后，电流仍然存在，会形成电弧。
为了避免电弧对设备造成损坏，断路器的灭弧室会采取一系列措施，如使用灭弧剂或者磁场等，将电弧迅速熄灭。
5. 复位过程在故障被排除后，需要将断路器复位，使其恢复到闭合状态。
复位过程中，断路器的弹簧机构会重新收紧，触头再次接触，形成通路，使电流能够重新流动。
四、断路器的工作原理解析断路器的工作原理可以通过以下几个方面解析：1. 热保护断路器内部通常设置有热保护装置，当电流超过额定值时，热保护装置会感应到温度升高，并触发断路器的动作，切断电路。
这样可以避免电气设备因过载而损坏。
2. 电磁吸合断路器的控制部份通常包含电磁线圈，当控制电路向电磁线圈提供电流时，电磁线圈会产生磁场，吸引断开部份的触头，使其闭合。
当控制电路断开电流时，磁场消失，触头会被弹簧机构分离，实现断开电路。
3. 灭弧原理断开电路后，电弧会形成。
为了迅速熄灭电弧，断路器的灭弧室通常采用灭弧剂或者磁场等方式。
变电站装备中断路器的功能简述
变电站装备中断路器的功能简述变电站装备中断路器的功能简述变电站作为向电网输送电力的重要接口，起着重要的作用。
在变电站设备中，中断路器是一个非常重要的设备，它是保障电力系统安全、稳定运行的关键设备之一。
本文将对中断路器的功能进行简述。
一、中断路器的定义中断路器又称断路器，是一种用于控制电路的开关设备。
它的主要作用是在电力系统中切断故障电路，以保护电路上的其他设备和系统的安全。
二、中断路器的结构中断路器的结构主要包括三部分，分别是触头系统、操作机构和弹簧存储装置。
1. 触头系统：触头系统是中断路器的关键部分。
触头系统的作用是将电流从一路电线传递到另一路电线上。
触头系统根据电压等级和电流容量的不同可以分为径向和轴向类型。
在高电压特高压系统中，径向触头系统常用于一次侧，轴向触头系统常用于二次侧。
在中低压系统中，则常用轴向触头系统。
2. 操作机构：操作机构用于控制触头系统的开闭。
它由手动机构和电磁机构两种组成。
手动机构采用手动操作，适用于小电流变电站，而电磁机构则广泛应用于一次侧大电流开关和二次侧中小电流开关。
3. 弹簧存储装置：弹簧存储装置主要用于使中断路器开合操作时具有一定的冲力，保证中断路器可以迅速打开或关闭。
弹簧存储装置的种类很多，例如磁体弹簧存储机构、液压弹簧机构、气体弹簧机构等。
三、中断路器的功能1. 切断故障电路：如果电力系统中某一电路出现故障，中断路器可以自动切断该电路。
这样可以保护其他设备，防止故障扩大，保证电力系统的安全通畅。
2. 维护电力设备：在电力设备进行检修、维护的时候，中断路器可以切断电路，确保设备维护时的安全性。
3. 实现分段控制：在电力系统中需要进行分段控制的时候，可以通过中断路器来切断电路，实现分段控制。
4. 联锁保护：中断路器具有联锁保护功能。
当中断路器发生故障或出现其它问题时，联锁保护会使中断路器切断电路，避免电力系统出现更大的事故。
综上所述，中断路器是变电站设备中非常重要的一部分。
电力系统中断路器的在线自动监测系统
电力系统中断路器的在线自动监测系统摘要：在电力系统中断路器的重要性不言而喻，其有效的切换设备是工作与停止这两种状态，断路器工作是否正常直接影响着电力系统的运行，而当前使用断路器在线自动检测系统来进行断路器控制电路的监测，该系统包括一套全新的数据采集电子设备，它处在断路器上，来获取电力系统实时运行的数据信息，而本文重点论证了该系统的结构组成，以期可为相关工作者提供一点借鉴。
关键词：电力系统断路器自动监测控制随着信息技术、网络通讯技术及微电子技术、光电技术的不断发展，及IEC61850标准的进一步推广应用，变电站自动化系统已经步入了数字化时代。
而断路器的在线自动监测系统是智能变电站中几项重大技术之一，而采样值、跳合闸命令呈现数字化、开关位置动态信息，网络传输等均使得变电站系统出现了重大变革，进而对变电站断路器状态在线监控方案也出现了一定的影响，因此对电力系统中断路器的在线自动监测系统进行研究具有一定的意义。
1 断路器所谓断路器其是电力系统中重要组成部分，它的运行正常是电力供应保持持续性的关键，在电力系统中必须使用断路器，使用它来对负载电流进行控制及将系统中的故障部位及时断开。
通常来说，安装好断路器之后，它的使用寿命大约为40年，当断路器处在开关调度强烈的转换站时，其运行状态必然频繁出现改变，但是断路器并不具备智能，它是利用保护继电器来完成执行动作的，首先由保护继电器将系统中的故障检测出来，其次将对应的断路器打开以隔绝故障，最后使得系统可安全运行，另外，短路器是由电力系统工作人员进行远程操作或者现场维护人员进行操作，如果断路器不能按照命令进行开合，那么必然会导致操作开关出现中断，进而造成不完整的控制动作产生或致使解除故障失败，最终使得故障存在时间远远的超出了系统可承受的故障时间。
另外断路器的误操作可能引起系统功能出现不利变化，导致系统处在不正常状态，也可能引起停电故障。
2 系统组成结构在线自动监测系统分为两大部分：（1）硬件部分，主要包括智能电子设备和数据存储计算机通信；（2）软件部分；对具有相同动作的断路器运行的实际情况进行自动分析。
断路器的基本原理
断路器的基本原理随着电力系统的发展，电力设备的保护与控制变得越来越重要，其中断路器作为电力系统中的重要组成部分，其保护和控制作用越来越受到人们的关注。
本文将从断路器的基本原理、结构和分类、选型和应用等方面进行介绍。
一、断路器的基本原理断路器是一种用于控制和保护电路的电器设备，其基本原理是利用电磁力、电弧灭弧和机械力等相互作用的原理，将电路中的故障电流切断，以保护电力系统的安全和可靠运行。
断路器的工作原理主要包括两个方面：一是在正常情况下，断路器的触头闭合，电流可以在触头内部畅通无阻地流动，从而实现电路的通断；二是在故障情况下，断路器的触头会自动分离，切断故障电流，以保护电路和设备的安全。
断路器的工作原理可以分为以下几个环节：1.触头闭合断路器的触头是连接电路的关键部分，它的闭合与否决定了电路的通断。
当断路器的触头闭合时，电流可以在触头内部畅通无阻地流动，从而实现电路的通断。
2.故障电流产生在电路运行过程中，如果出现故障，比如说短路、过载等，电路中就会产生故障电流。
故障电流的大小和故障类型有关，一般情况下会远远超过正常工作电流。
3.电磁力作用当电路中出现故障电流时，断路器内部的电磁机构会受到电磁力的作用，从而引起机构的运动。
这个过程需要一定的时间，通常为几毫秒到几十毫秒不等。
4.触头分离随着电磁机构的运动，断路器的触头会逐渐分离，从而切断故障电流。
触头的分离速度非常快，通常为每秒几十米到几百米不等。
5.电弧灭弧在触头分离的过程中，由于电路中的电流不会立即消失，会在触头之间产生电弧。
电弧是一种非常高温的等离子体，可以烧毁触头和周围的绝缘材料，对电路和设备造成严重的损坏。
因此，断路器内部还配备了灭弧装置，用于将电弧迅速熄灭，以保护电路和设备的安全。
6.机械力作用当电弧熄灭后，断路器的机械机构会受到机械力的作用，将触头重新合拢，恢复电路的通断功能。
这个过程同样需要一定的时间，通常为几十毫秒到几百毫秒不等。
串联电抗器在电力系统电气保护和断路器控制中的作用分析
串联电抗器在电力系统电气保护和断路器控制中的作用分析电力系统是现代社会运转的重要基础设施，而电气保护和断路器控制是维护电力系统安全和稳定运行的关键环节。
串联电抗器作为电力系统中的重要组件，发挥着重要的作用。
本文将对串联电抗器在电力系统电气保护和断路器控制中的作用进行分析。
一、串联电抗器的基本原理及结构串联电抗器是一种电力系统的电抗性负载补偿装置。
它由电抗器和电容器构成，常常并联安装在电力系统中，用于调节电压、平衡系统电抗和改善电流质量。
具体来说，串联电抗器通过电抗的特性来补偿系统中的感性负载，降低电压波动，改善电力系统的稳定性和可靠性。
二、串联电抗器在电力系统电气保护中的作用1. 电气保护的重要性电力系统中存在各种故障，如短路、接地故障、超负荷等，这些故障会对电力系统产生严重的影响，如电流过大引起的设备损坏、线路故障导致的停电等。
因此，电气保护在电力系统中起着至关重要的作用，它能够及时检测故障、切除故障电路，并保护系统设备和人员的安全。
2. 串联电抗器在电气保护中的作用串联电抗器作为电力系统中的补偿装置，通过在电力系统中串联安装电抗器来达到电力负载的补偿。
在电气保护中，串联电抗器可以起到以下作用：（1）电流限制作用：串联电抗器可以限制故障电流的大小，通过电抗的特性减小短路电流，避免故障扩大和对电力系统产生更大的破坏。
（2）电能负荷分配作用：串联电抗器能够在电气系统中均匀分配电能负荷，避免局部电流过大或过小，提高系统的稳定性。
（3）限制电压波动作用：串联电抗器通过调节电压波动，保持电力系统电压的稳定性，避免电压过高或过低对电力设备造成损害。
三、串联电抗器在断路器控制中的作用断路器控制是电力系统中重要的保护手段之一，它能够及时切断电力系统中的故障电路，保护系统设备和人员的安全。
而串联电抗器在断路器控制中也发挥着重要的作用。
1. 故障电路的切除当电力系统中发生故障时，需要断路器及时切除故障电路，以保护电力设备和系统的安全。
电力系统开关在电力系统中的应用分析
电力系统开关在电力系统中的应用分析电力系统开关是电力系统运行稳定和安全的重要组成部分。
电力系统开关通过切断和连通电力系统中的电路来实现电力系统的调度和控制，以保证电力系统的正常运行。
本文章将从以下几个方面对电力系统开关在电力系统中的应用进行分析。
一、电力系统开关的种类电力系统开关包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等多种类型。
不同种类的电力系统开关在电力系统中扮演着不同的角色。
其中，断路器主要负责切断和连通电力系统中的电路，以保证电力系统的安全运行。
隔离开关则用于对电路进行隔离、分段或维修保养。
负荷开关主要用于控制电路的负载。
接地开关则用于对电路进行接地保护，避免电力系统出现电气故障。
1、调度控制：电力系统开关能够根据电力系统的需要，随时调整电力系统中的各个节点与电源之间的连接关系。
它们可以根据指令，切断或连通某个电源，使系统对电力需求得到满足。
2、安全保护：电力系统开关在电气故障时能够自动切断电路，避免电流瞬间升高，造成人身伤害和设备损坏。
同时，它们也可以随时切断电路以保护电力系统的安全运行。
3、电力负荷调节：负荷开关可以根据电气负荷的需要，调节电力系统中的各项负荷。
它可以使电路中的电能得到最大的利用和调节，以达到最优的电力工作效率。
4、电力维护：隔离开关用于维护电气设备。
当某一设备需要检修或更换时，可以使用隔离开关予以隔离，从而避免电路的短路和故障。
3、变电调度：电力系统中的变电站需要使用电力系统开关来切换主变或备份变，以便在变压器损坏或者检修时，切换到备份变来保障电力系统的供电。
4、电气保护：电力系统中的电力保护设备需要使用电力系统开关来实现对电路的保护。
如高压开关会在系统中发生短路、地线接触不良时自动切断电路，以保护系统的安全运行。
断路器控制回路超详细讲解
断路器控制回路超详细讲解断路器控制回路是电力系统中非常重要的组成部分，它用于控制断路器的开启和关闭。
断路器控制回路可以分为两种类型：直接控制和间接控制。
直接控制是指断路器的操作直接由控制回路控制，而间接控制是指断路器的操作由其他装置控制，例如继电器。
直接控制回路包含的元件和电路直接控制回路是指通过控制线圈直接控制断路器的开启和关闭。
控制线圈是一个感应电磁铁，当通过线圈的电流变化时，它将产生磁场，这将导致断路器的操作。
直接控制回路通常包括下列元件：1. 电源：电源为控制电路提供电能。
电源可以是电池、发电机或从电网中提取的电能。
2. 保险丝：保险丝用于保护控制线圈不被短路电流损坏。
3. 控制变压器：控制变压器是一个特殊的变压器，用于将控制电路的电压变换为适合线圈的电压。
4. 控制线圈：控制线圈是一个感应电磁铁，将通过线圈的电流变化而导致磁场的变化。
5. 开关：开关通常由手动或自动控制，用于将电源连接或断开控制电路，以控制开启或关闭断路器。
6. 控制信号：控制信号可以来自其他控制设备或监测系统，例如继电器或保护装置。
间接控制回路包含的元件和电路间接控制回路也被称为电动机驱动控制回路。
它是另一种常用的断路器控制回路，常用于大型电力系统。
间接控制回路包含以下元件：1. 电源：电源为电机提供能量。
2. 控制装置：控制装置可以是手动或自动的，通常由计算机控制。
3. 开关：开关用于控制电机的开启和关闭。
4. 电动机：电动机通常由直流电机驱动，它们具有高扭矩和低速度特性，非常适用于卡住和复位操作。
5. 速度控制器：速度控制器用于控制电动机的转速，它通常是一个带有反馈的控制循环。
6. 快速制动器：快速制动器用于停止电动机的运转，通常由电阻器、电容器和刹车装置组成。
断路器控制回路的工作原理当通过控制线圈的电流增加时，它将产生磁场，并将吸引磁芯以打开断路器。
当线圈的电流减小时，磁芯将向回弹，关闭断路器。
控制信号可以来自其他控制设备或监测系统，例如继电器或保护装置。
断路器开关原理
断路器开关原理断路器开关是电力系统中常用的一种保护设备，它具有隔离、断开和保护电路的功能。
其原理是利用电磁吸引力和电磁感应产生的电流来控制电路的开关状态。
断路器开关的基本结构包括触头、触头支架、触头杆、固定触头、动触头、弹簧、电磁铁和电磁铁线圈等部分。
当电流通过断路器时，电流会产生磁场，这个磁场会使得触头杆受到电磁吸引力，从而使动触头与固定触头相连，电路处于闭合状态。
当电流超过额定值时，电磁铁线圈内的电流变大，电磁吸引力也增强，触头杆会受到更大的拉力，触头之间的接触力也增大，从而保证电路的可靠断开。
当电流恢复到正常范围内时，断路器会自动恢复到闭合状态，保护电路的连续运行。
断路器开关的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 断路器的闭合状态：当电流通过断路器时，电流从电源进入断路器的触头，然后通过触头杆和动触头，最后回到电源。
此时，断路器处于闭合状态，电路正常通电。
2. 断路器的开启状态：当电流超过额定值时，电磁铁线圈内的电流增大，电磁铁产生的吸引力使得触头杆受到拉力，触头杆上的动触头与固定触头分离，电路断开。
断路器此时处于开启状态，电路断电。
3. 断路器的恢复状态：当电流恢复到正常范围内时，电磁铁线圈内的电流减小，触头杆受到的拉力减小，触头杆上的动触头与固定触头再次接触，电路闭合。
断路器此时恢复到闭合状态，电路重新通电。
断路器开关的原理可以用以下几个关键词来概括：电流、磁场、触头、触头杆、电磁吸引力、闭合状态、断开状态和恢复状态等。
通过控制电磁铁线圈内的电流大小，可以实现断路器的开关控制，保护电路的安全运行。
断路器开关的应用广泛，不仅可以用于电力系统中的高压、中压和低压电路，还可以用于工业设备、家用电器等领域。
其作用是在电路发生短路、过电流等故障时，能够迅速切断电路，保护设备和人员的安全。
断路器开关是一种重要的电气保护设备，其工作原理基于电磁吸引力和电磁感应产生的电流。
通过控制电磁铁线圈内的电流大小，可以实现电路的开关控制，保护电路的安全运行。
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一、对并列的基本要求 ▪ 发电机并列：将发电机与系统连接的断路
器闭合使发电机投入电力系统运行的操作。 ▪ 系统并列：将连接两个系统联络线上的断
路器闭合使两个分开的系统并联运行的操 作。
▪ 对并列要求：
▪ a、冲击电流不超过允许值，且尽可能小；
▪ b、并列后应能迅速进入同步运行。
是恒定不变的。
一、基本原理
1、自动准同期并列装置的基本构成
▪ 构成：均频控制单元、均压控制单元、合闸控制 单元
▪ 均频控制单元：检测发电机电压与系统电压频率 差的方向，发出增速或减速信号给机组调速器的 “频率给定”环节，调节发电机电压的频率，使 频差减小。
▪ 均压控制单元：检测发电机电压与系统电压幅值 差的方向，发出升压或降压信号给发电机励磁调 节器的“电压给定”环节，调节发电机电压的幅 值，使幅值差减小。
增速 减速 升压 降压 合闸控制
2、恒定越前时间自动准同期并列时断路器的合 闸控制
▪ 发电机断路器合闸是由恒定越前时间自动准 同期装置的合闸控制单元和断路器合闸控制 单元共同完成。
▪ （1）自动准同期并列装置的输入电压及其相 位关系
Ub
UXa
s
UGa
▪ s G X ，若令系统相电压 UXa不动，则发电
1
22
G
1 J2 2X
2 ) X
第二节 自动准同期并列的基本原理
▪ 一、恒定越前时间自动准同期并列 ▪ 在压差条件、频差条件满足要求时，
即 U U y ,s sy ；在 0 之前，提前一
个恒定的时间 tyq发出合闸命令，使得 0
时闭合断路器主触头。 ▪ 这个时间称为断路器的标称合闸时间，一般
ch
ch
▪
h ch
为冲击系数。
2、合闸相角差对并列的影响
▪ 条件：fG fX ,G X ,UG UX
▪ ▪
冲击电流瞬时值：Ic"h 因为 UG UX ，故 U
j
UGUX
(
X
" q
Xx
2UG sin
)
2
U
j(
X
" q
X
x)
▪ 冲击电流有效值：
I" ch
2U G
X" q
X
x
sin
2
▪ 由于发电机并列前空载运行，定子电压和电
G
X
G
X
A
～
A XG
EG
ω
A’
B
系统
B XX
B ’ EX
ω δ≠0
ω ω
Um≠0
ω1 ω2
Δω≠0
ω ω
√
▪ （二）准同期并列误差对并列的影响
▪ 准同期并列时，总存在一定的误差，（3）式 条件难以同时成立。
▪ 1、合闸电压幅值差对并列的影响
▪ 条件： fG fX ,G X ,UG UX
▪
（3）断路器合闸控制电路
220V
0
1J
HC
HC1
HQ
HC2
▪ 1J：自动准同期装置输出合闸脉冲继电器； ▪ HC：合闸接触器； ▪ HQ：断路器的合闸线圈。 ▪ （1）ZZQ发出合闸信号时，继电器节点1J闭合； ▪ （2）在合闸条件满足时合闸接触器HC的线圈励磁（得电）； ▪ （3）HC的两对动合（常开）节点HC1和HC2闭合； ▪ （4）断路器合闸线圈HQ励磁； ▪ （5）断路器主触头向闭合方向动作；
势相等，故冲击电流有效值：
I" ch
2Eq
X" q
Xx
sin
2
▪ Eq：发电机交轴次暂态电势
UG
0
U
UX
Ic"h
▪ 从式（5）知道 Ic"h与U间的夹角为900。并列时
一般较小，即
UX
与
UG基本重合。故
I" ch
与UG
基本
同相位。冲击电流主要为有功电流。
▪
冲击电流的最大瞬时值：Ic"hm
h ch
▪ （一）准同期并列的理想条件
系统
+j
UX
UG
G
U
DL
X
UX
UG
G
t
G
0G
t
X
0X
+1
uG
UG
sin(Gt
0G
)
(1)
uX U X sin(X t 0X ) (2)
fG
f
X
,
G
X ,
fs
fG
fX
0
UG U X , U UG U X 0
(3)
, 0
▪ （6）经过 t yq之后， 0 时，1J断开，合闸信号解除。
▪ （二） 整定计算 ▪ （1）时间误差
t tyq th tyq t c tDL tZD tDL
▪ tZD :自动并列装置的动作时间误差，tZD tyq tc ▪ tDL :断路器合闸动作时间误差。 ▪ （2）允许合闸相角误差
2I " 1.8 ch
2I " ch
3、合闸频差对并列的影响
▪ 条件：fG fX ,G X ,UG UX
▪ 假设：待并发电机并网前机械角速度为G ,系
统等值机组的机械角速度为 X。
▪
并网前机组的动能：1
1 2
J2 G
▪ J:发电机组的转动惯量
▪ ▪
并网后机组被拉入同步运行：2
因
G X
,故 1 J (2
机电压相量
UGa速度s
绕Ub
转动： s
0
时逆时
针转动；s 0 时顺时针转动。
▪ （2）断路器合闸控制的时间关系
UH
发合闸
信号
0
0
t yq
t
t
t
c
DL
0
th
t
▪ t ：断路器的合闸控制电路的动作时间； c
▪ tDL:断路器的合闸动作时间；
▪ t ：断路器合闸时间； h
▪
t yq
：越前时间。
▪ 若使得 th tc tDL tyq 则可使主触头在 0时闭合。
▪ 合闸控制单元：检测发电机电压与系统电压 的频率差和幅值差，在频率差和幅值差均小 于整定值时，在 0 之前，提前一个恒定的
▪ tyq 时间发出合闸命令，使得 0 时闭合断路 器主触头。
UX
DL
U Xb
2YH
U G
G
UGb
1YH
U Xa
自
动
准
同
UGa
期 装
U 置 b
均频控制单元 均压控制单元 合闸控制单元
▪ 冲击电流：并列断路器合闸时通过断路器主 触头的电流。
▪ 危害：使定子绕组损坏、或电力系统振荡。
▪ 进入同步运行：刚并入电力系统的发电机组 与系统内的发电机组以相同的电气角速度旋 转，或两个刚并列的系统内的发电机组以相 同的电气角速度旋转。
二、准同期并列
▪ 先将待并列双方的电压加到并列断路器主 触头两侧，然后调整两侧电压，使电压幅 值、频率和相角分别满足一定条件时闭合 断路器主触头，使并列双方并连在一起运 行。
冲击电流有效值：
I
" ch
U GU X
X" q
Xx
▪
X
" q
：发电机交轴次暂态电抗；
▪ X x ：系统等值电抗。
U
0
UX
UG
Ic"h
▪ 忽略待并发电机定子电阻和系统等值电阻的 情况下，冲击电流 Ic"h滞后900 ，主要为无功电
流。
▪
冲击电流的最大瞬时值：Ic"hm
h ch
2I " 1.8 2I "