第十六章断路器的控制回路
断路器控制回路基本原理
1、控制回路的基本要求开始学习控制回路之前，我们先了解一下控制回路需要具备哪些基本的功能：（1）能进行手动跳合闸和由保护和自动装置的跳合闸；（2）具有防止断路器多次重复动作的防跳回路；（3）能反映断路器位置状态；（4）能监视下次操作时对应跳合闸回路的完好性；（5）有完善的跳、合闸闭锁回路；2、典型的控制回路根据控制回路的几点基本要求，我们以10kV的PSL641保护装置为例，分为五个步骤，一步步搭建基本的控制回路，并了解每个部分的作用。
（1）跳闸与合闸回路首先，能够完成保护装置的跳合闸是控制回路最基本的功能。
这个功能的实现很简单，回路如下图所示。
假定断路器在合闸状态，断路器辅助接点DL常开接点闭合。
当保护装置发跳闸命令，TJ闭合时，正电源-> TJ-> LP1-> DL-> TQ-> 负电源构成回路。
跳闸线圈TQ得电，断路器跳闸。
合闸过程同理。
分闸到位后，DL常开接点断开跳闸回路。
DL常闭接点闭合，为下一次操作对应的合闸回路做好准备。
利用DL常开接点断开跳闸电流，一是为了防止TJ粘连造成TQ烧坏（因为TQ的热容量是按短时通电来设计的）；二是因为如果由TJ来断开合闸电流，由于TJ接点的断弧容量不够，容易造成TJ接点烧坏（HJ也是一样的道理），这就为下一次保护跳闸（或合闸）埋下了隐患且不易被发现。
（2）跳闸/合闸保持回路为了防止TJ先于DL辅助接点断开（如开关拒动等情况），我们增加了“跳闸自保持回路”。
该回路可以起到保护出口接点TJ以及可靠跳闸的作用。
增加的部分用红色标记，R 在Ω左右。
当分闸电流流过TBJ时，TBJ动作，TBJ1闭合自保持，直到DL断开分闸电流。
这时无论TJ是否先于DL断开，都不会影响断路器分闸，也不会烧坏TJ。
（3）防跳回路TBJ我们有时也叫它“防跳继电器”。
这是因为它有另一个非常重要的功能：防跳。
防跳的概念：所谓的防跳，并不是“防止跳闸”，而是“防止跳跃”。
断路器控制回路基础知识ppt课件
简单介绍一下QK开关把手
当把手位置在远方时，③④、⑤ ⑥接点导通，可进行遥控操作。 当把手位置在就地合闸时，①② 接点导通，完成就地合闸操作。 当把手位置在就地分闸时，⑦⑧ 接点导通，完成就地分闸操作。
图中的KKJ继电器为双位继电器，当手动（遥控） 合闸时，KKJ继电器动作，置“1”，并且始终保持 直到分闸才返回；当手分/遥分触点闭合时，KKJ继电 器返回，置"0"，并且始终保持直到合闸才返回。
如果跳闸期间没有分闸命令存在，则在断路器完成 分闸后，跳闸回路被DL常开接点断开，TBJ电流线圈失 电，此时由于合闸接点一直是断开的，不能形成TBJV电 压自保持，复归。TBJV重新闭合，合闸回路完好，不影 响下次的跳合闸。
由以上动作过程，我们可以看出防跳的本质就是 “防”，将断路器保持在“跳闸”状态，防跳由跳闸 回路防跳电流继电器TBJ启动，合闸回路防跳电压继电
05 防跳回路
发生跳跃会导致导致故障电流多次冲击，损坏断路 器甚至爆炸。防跳回路详见图中红色部分，其中TBJV为 防跳继电器。
当保护装置动作时，跳闸回路中有电流流过，防跳 回路中的TBJ常开触点闭合，此时如果发生合闸触点黏 连的情况，合闸命令一直发出，那么合闸触点 →TBJV→TBJ这条回路导通，防跳电压继电器TBJV将会 电压自保持，自保持中的TBJV触点闭合，在HBJ旁的 TBJV常闭触点将断开，切断合闸回路，防止断路器“跳 跃”。
06 控制回路的闭锁
为保证断路器工作的安全，控制回路往往采取多种闭锁措施，当条件不满足时， 禁止断路器的操作。常见的闭锁回路一般有三种：
（1）断路器的操作系统异常时对分、合闸回路进行闭锁。当液压机构的液压、空气操 动机构的空气压力过高或过低，弹簧操动机构弹簧未储能，SF6断路器的SF6压力低等， 这些都将串接在跳、合闸回路中的常闭接点断开，不允许断路器分合。
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。
断路器控制回路接线图
+KM
KDJ
KDJ
TBJ2
HQ
TBJ1
I
TQ
-KM
FWJ
HWJ
发“控制回路断线”信号
+KM
线圈
+KM
线圈
-KM -KM
证断路器可靠分闸。 重合闸：断路器保护分闸后，重合闸启动，（HCJ1—1）8—5
接点闭合。+KM—ZK—4d2—（HCJ1—1）8—5—D25—HCJ24—1 —4d12—HLP—4d14—(TBJ2—1)5—6—4d10—x:14—DL 常闭接 点—HQ—x:8—ZK—-KM 回路接通，HQ 受电，断路器合闸。 HQ 受电的同时，HCJ2 也受电，其自保持接点(HCJ2—1)7—8 闭 合，HCJ2 自保持，保证断路器可靠合闸。
手动分闸：SK 打至当地位，SK1—2 接点接通；WK 打至分 位时，WK1—2 接点接通。+KM—SK1—2—WK1—2—4d8—TBJ14—1 —4d4—X:17—DL 常开接点—FQ—x:8—ZK—-KM 回路接通， FQ 受电，断路器分闸。
远动合闸：SK 打至远方位，SK3—4 接点接通；调度远方合 闸时，（WKH—892）3d2—3d6 接通。+KM—SK3—4—(WKH—892)3d2 —3d6—4d14—（TBJ2—1）5—6—4d10—满足闭锁条件—x:14—DL 常闭接点—HQ—x:8—ZK—-KM 回路接通，HQ 受电，断路器 合闸。
远动分闸：SK 打至远方位，SK3—4 接点接通；调度远方分 闸时，（WKH—892）3d2—3d4 接通。+KM—SK3—4—(WKH—892)3d2 —3d4—4d8—TBJ14—1—4d4—X:17—DL 常开接点—FQ—x:8— ZK—-KM 回路接通，FQ 受电，断路器分闸。
断路器控制回路知识讲解
合闸接触器
跳闸线圈
2019/2/23
20
三、基本跳、合闸回路 跳合闸回路举例
手合 自合 HBJ 手跳 自跳 HBJ HC
TBJ
TBJ
TQ
目前使用的跳合闸线路没有合闸接触器和控制开关
2019/2/23 21
三、基本跳、合闸回路 断路器控制方式切换
怎么样实现断路器控制方式切换呢？
KRC L SA1 Y T SA2 C KC QF YC KRC：自动重合闸 SA1：远方就地选择 SA2：就地控制开关 KC：合闸自保持 TC
13 2019/2/23 TD T PT 1
SA
3
PC
C CD
TD
T
PT 19
SA
17
PC C CD
QF3
事故跳闸音响信 号启动回路
33
六、控制回路举例
实例图二：储能回路
2019/2/23
34
课 程 结 束 谢 谢！
35
断路器控制回路知识讲解
2018年01月
1
目录
01 断路器控制回路的基本要求
02 控制开关 03 基本跳合闸回路 04 防跳闭锁控制回路 05 位置信号回路 06 控制回路举例
2019/2/23
2
一、断路器控制回路的基本要求
断路器的控制回路概念 断路器的控制方式，可分为远方控制和就地控制。
控制机构
中间传送机构
操动机构 操动断路器执行 操作命令；
发出分、合闸命令， 传送命令到执行机 实现对断路器的控 构，如继电器、接 制，如控制开关或 触器的触点等。 控制按钮等；
由这几部分构成的电路，即为断路器控制回路。
一、断路器控制回路的基本要求 断路器的远控方式
断路器控制回路原理图解
断路器控制回路原理图解n一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电器设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，是构成电力系统的主体。
二次设备是用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，包括测量仪表、通信设备等。
二次设备之间的相互连接的回路统称为二次回路，它是确保电力系统安全生产、经济运行和可靠供电不可缺少的重要组成部分。
本文简单描述一下断路器控制回路的基本原理，由最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和闭锁回路，并对电路做一些完善。
当然，本文所给出的回路原理图仅仅是最最基本的、用于解释其基本原理的，实际应用中的回路要复杂得多。
一、最最基本的回路原理图：SB1:合闸开关SB2:分闸开关QF:断路器辅助触点LC :合闸线圈LT : 分闸线圈其动作原理很简单，不再赘述。
二、增加防跳回路：上面的回路存在一个问题：如果SB1按下，而此时电路中存在故障，继电保护设备会立即动作，使断路器跳闸，此过程几乎瞬时发生，而操作人员尚来不及松开SB1, 则SB1回路中的QF由于断路器跳闸而复又闭合，此时会导致LC再次得电，断路器再次合闸。
如此往复，发生了“跳跃”。
如果合闸成功，但SB1由于某种原因粘连而无法断开，那么在操作人员按下SB2进行分闸时，由于SB1粘连，同样会导致跳跃现象的发生。
跳跃现象对设备和操作人员的安全均构成很大危害，所以需要增加防跳回路。
增加了防跳回路的原理图如下:KCFKCF(I):电流防跳继电器，电流达到限定值时动作，此回路中，防止 合闸于故障时的跳跃KCF(V):电压防跳继电器，电压达到限定值时动作，此回路中，防止 分闸于故障时的跳跃动作过程如下：合闸：SB1按下a 绿灯(GL )失电熄灭，LC 得电a 断路器合闸a QF 改变状态a 红灯(RL )亮，KCF(I)得电【由于有RL 和R 的限流，分 闸线圈LT 不足以动作】a KCF 各辅助触点改变状态a KCF(V)得电 达到上述状态，则合闸动作完成，此过程几乎瞬时完成，SB1尚来不 及松开。
断路器控制回路的基本要求
断路器控制回路的基本要求一、引言断路器控制回路是现代电力系统中的重要组成部分，它负责在电力系统中控制和保护电路的正常运行。
断路器控制回路的设计和要求直接关系到电力系统的安全可靠运行。
本文将从多个方面探讨断路器控制回路的基本要求。
二、断路器控制回路的作用和组成断路器控制回路主要用于控制电力系统中的断路器，以实现对电路的开关和保护功能。
它由多个组成部分组成，包括信号输入模块、处理逻辑单元、驱动电路和断路器等。
2.1 信号输入模块信号输入模块用于接收来自电力系统的信号，并将其转换为数字信号或模拟信号输入给处理逻辑单元。
这些信号主要包括开关信号、保护信号和故障信号等。
2.2 处理逻辑单元处理逻辑单元是断路器控制回路的核心部分，主要负责逻辑运算、判断和决策。
它根据接收到的信号进行处理，并根据设定的逻辑关系来控制断路器的操作。
2.3 驱动电路驱动电路用于将处理逻辑单元输出的控制信号转换为断路器操作所需的电信号。
它可以将低电平信号转换为高电平信号，以满足断路器的控制要求。
2.4 断路器断路器是控制回路的最终执行部分，它根据驱动电路提供的控制信号，对电路进行断开或闭合操作。
断路器具有快速、可靠地进行开关操作的能力，以及对电路故障进行保护的功能。
三、断路器控制回路的基本要求断路器控制回路的设计应满足以下基本要求，以确保电力系统的安全可靠运行。
3.1 功能可靠性断路器控制回路应能够准确、可靠地控制和保护电路。
在接收到开关信号、保护信号或故障信号后，处理逻辑单元应能够进行相应的逻辑判断，并产生正确的控制信号。
驱动电路应能够准确地将控制信号转换为断路器操作所需的电信号。
断路器应能够快速地进行开关操作，并正常地执行保护功能。
3.2 灵活性和可扩展性断路器控制回路的设计应具有一定的灵活性和可扩展性。
它应能够适应不同类型的断路器和电力系统，并能够满足不同的控制要求。
同时，它应具备良好的兼容性，以便与其他系统进行联动控制。
3.3 安全性和稳定性断路器控制回路应具备高度的安全性和稳定性。
断路器控制回路
三、基本断路器控制回路（9）
接于分闸回路的TBJ电流线圈，要求其在分闸时造成的 压降要小，规程规定不能大于控制电源额定电压的5％， TBJ继电器的动作电流则不能大于分闸电流的50％，保 证TBJ在分闸过程中可靠动作。在有些断路器中已经考 虑了防跳回路，它一般是有电压型继电器来完成防跳 功能的，但操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回 路一般不能同时使用，如果同时使用，断路器中的防 跳继电器可能会造成因“寄生”回路而自保持，无法返回。 至于是拆除操作箱中的防跳回路，还是拆除断路器器 中的防跳回路要视操作箱与断路器中的具体接线。
与三相操作机构相比，分相操作机构每相都有一个分、 合闸回路，图15－4还有双组跳圈，第一组为Y2LA、 Y2LB、Y2LC，与合闸线圈共用一组电源，第二组为 Y3LA、Y3LB、Y3LC，单独用另一组电源。除此以外， 每各跳闸回路都有一套三相不一致保护，如第一组电 源中由一组常开及一组常闭辅助接点S1LA、S1LB、 S1LC，继电器K16、K61及复归按钮S4组成，第二组电 源中由一组常开及一组常闭辅助接点S1LA、S1LB、 S1LC及继电器K64、K63、复归按钮S4组成。另外该操 作回路还有完善的压力闭锁、报警回路，当操作机构 的压力及SF6压力出现异常时，能可靠闭锁断路器的分 合闸回路。
•断路器控制回路
三、基本断路器控制回路（8）
接入防跳继电器后，当断路器手动分闸或保护 装置跳闸时，都有跳闸电流流过TBJ的电流线 圈，这时合闸回路TBJ的常闭接点分开，合闸 回路不同，如果合闸信号没有复归，将通过 TBJ的常开接点使TBJ的电压线圈得电，使其自 保持，直到合闸信号返回。这样TBJ就起到了 防止断路器反复分、合闸的作用。
•断路器控制回路
五、分相操作断路器的控制回路（1）
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5．控制开关及触点
6．分类
（1）按监视方式分：①灯光监视的控制回路，多用 于中、小型发电厂和变电所；②音响监视的控制 回路，常用于大型发电厂和变电所。
（2）按电源电压分：①强电控制，直流电压为220V 或110V；②弱电控制，直流电压一般为48V。
三、灯光监视的断路器控制回路和信号回路
返回
控制小母线 1L+
FU1
自动
闪光小母线 L(+)
58 HG R
11 10
9 12
14 15 HR R
16 13
67
保护
合闸小母线 2L+
YC FU3 KM
控制小母线 1L－
FU2 QF1 KM
YT QF2
合闸小母线 2L－
KM FU4
M708 R2
SA 13
SA
QF3
19 17
1.位置状态：
控制开关的位置在“跳闸后”， 断路器的位置在跳闸状态
2）将SA的手柄再逆时针旋转450至“跳闸”位置。 此时：
1L＋→FU1→SA（6－7） →QF2→YT→FU2→1L－ 控制回路电压几乎全部加到YT上，YT启动， YTC启动，操动机构使QF跳闸。当QF完成跳闸动作后， QF2断开，自动切断YT的电流。 3）将SA松开，手柄自动返回到“跳闸后”位置。 这时断路器在跳闸位置，相当于跳闸状态。此时 绿灯发平光。
1L＋→FU1→SA（11－10） →HG→QF1→R→KM→FU2→1L－
2.回路接通情况： 此时：1L＋→FU1→SA（11－10） →HG→R→QF1→KM→FU2→1L－接通； 3.控制回路现象： 绿灯发平光。 表明：①QF在跳闸位置；②熔断器 FU1、FU2及合闸回路完好；③控制开 关位置与断路器的位置对应。此时KM 虽有电流流过，但由于绿灯和附加电 阻的作用，电流较小，使得KM不足以 启动，故断路器不会合闸。
16 13
67
保护
合闸小母线 2L+
YC FU3 KM
控制小母线 1L－
FU2 QF1 KM
YT QF2
合闸小母线 2L－
KM FU4
M708 R2
SA 13
SA
QF3
19 17
合闸状态 跳闸状态 手动合闸 手动跳闸 自动合闸 自动跳闸 跳跃现象 防跳原理
控制小母线 1L+
FU1
自动
闪光小母线 L(+)
3．类型： （1）LW2－Z型：用于电磁操作机构用灯光监视的控制回路； （2）LW2－YZ型：用于电磁操动机构用音响监视的控制回路。
4．控制开关的位置： 其中“跳闸后”、和“合闸后”为
两个固定位置，即手柄在水平位置 和垂直位置；
“预备合闸”和“预备跳闸”为两个 预备位置，在操作过程为一种过渡位置， 并不长久停留在该位置上；
返回
控制小母线母线 L(+)
58 HG R
11 10
9 12
14 15 HR R
16 13
67
保护
合闸小母线 2L+
YC FU3 KM
M708 R2
SA 13
SA 19 17
控制小母线 1L－
FU2 QF1 KM
YT QF2
合闸小母线 2L－
KM FU4
QF3
手动合闸：
1）将SA的手柄顺时针旋转900至“预备合闸”位 置。此时：
10.6 断路器控制回路的基本接线
一、概述 1．控制方式：（1）远方控制；（2）就地控制。 2．断路器控制回路的基本要求： （1）分、合闸回路操作后自动断开； （2）控制回路不仅应满足手动操作，还应该满足自
动操作； （3）应有反应各种状态的位置信号； （4）应加装电气防跳装置； （5）应能监视控制回路断线故障。
L（＋）→SA（9－10）→HG→R→QF1 →KM→FU2→1L－
闪光装置启动，绿灯发出闪光。表明：①预备合 闸，提醒操作人员核对所操作的QF是否有误（这时QF 仍在跳闸位置）；②合闸回路仍完好。
2）将SA的手柄再顺时针旋转450至“合闸”位置。 此时：
1L＋→FU1→SA（5－8）→QF1→KM→FU2→1L－ 控制回路电压几乎全部加到KM上，KM启动，其 两对常开触点闭合接通合闸线圈YC回路，YC启动，操 动机构使QF合闸。当QF完成合闸动作后，QF1断开， 自动切断KM和YC的电流。 即： 2L＋→FU3→KM→YC→KM→FU4→2L－ 3）将SA松开，手柄自动返回到“合闸后”位置。 这时断路器在合闸位置，相当于合闸状态。此时红灯 发平光。即：
1L＋→FU1→SA（16－13） →HR→R→QF2→YT→FU2→1L－
返回
控制小母线 1L+
FU1
自动
闪光小母线 L(+)
58 HG R
11 10
9 12
14 15 HR R
16 13
67
保护
合闸小母线 2L+
YC FU3 KM
M708 R2
SA 13
SA 19 17
控制小母线 1L－
FU2 QF1 KM
二、带电磁操动机构的断路器控制和信号回路
控制回路的的元件：
FU1等： 熔断器 HG：绿灯 HR：红灯 QF1等： 断路器的辅助触点 KM：合闸接触器 YT：跳闸线圈 KM：合闸接触器的辅助 触点 YC：合闸线圈
控制小母线 1L+
FU1
自动
闪光小母线 L(+)
58 HG R
11 10
9 12
14 15 HR R
58 HG R
11 10
9 12
14 15 HR R
16 13
67
保护
合闸小母线 2L+
YC FU3 KM
控制小母线 1L－
FU2 QF1 KM
YT QF2
合闸小母线 2L－
KM FU4
M708 R2
SA 13
SA
QF3
19 17
1.位置状态： 控制开关的位置在“合闸后”，断 路器的位置在合闸状态。 2.回路接通情况： 此时：1L＋→FU1→SA（16－13） →HR→R→QF2→YT→FU2→1L－接通； 3.控制回路现象： 红灯发平光。 表明：①QF在合闸位置；②熔断器 FU1、FU2及跳闸回路完好；③控制开 关位置与断路器的位置对应。此时跳 闸线圈YT虽有电流流过，但由于红灯 和附加电阻的作用，电流较小，使得 YT不足以启动，故断路器不会跳闸。
YT QF2
合闸小母线 2L－
KM FU4
QF3
手动跳闸：
1）将SA的手柄逆顺时针旋转900至“预备跳闸” 位置。此时：
L（＋）→SA（13－14）→HR→R→QF2 →YT→FU2→1L－
闪光装置启动，红灯发出闪光。表明：①预 备跳闸，提醒操作人员核对所操作的QF是否有误（这 时QF仍在合闸位置）；②跳闸回路仍完好。