斷路器控制回路詳解及常見問題處理
何工
（國家能源集團江蘇公司某電廠）
電氣回路是靠二次回路構成的，了解二次回路知識、看懂二次回路圖紙也是二次從業者一項必備的技能。
本文詳細闡述了：斷路器的控制回路原理圖，控制回路出現的一些常見問題及處理方法。以便大家對二次回路有更深刻的理解與認識。
下圖是我廠6kV斷路器控制回路典型原理圖。
1主要元器件及功能
先學習一下圖紙上有關元器件的名稱及功能：
+WC 控制電源正極小母線
-WC 控制電源負極小母線
這兩條母線是用來提供控制回路正、負電源的。
+WCL 動力電源正極小母線
-WCL 動力電源負極小母線
這兩條母線是用來給合圈單獨提供電源的。
(+)WTW閃光小母線
這條母線提供閃光電源。
WSA 事故跳閘小母線
提供事故音響回路正電源。
FU1、FU2、FU3、FU4熔絲（有點地方熔絲換成小開關)
保護直流母線不受影響，在負載支路短路時跳開支路。
SA控制開關
控制回路操作命令的發出。一共6個位置：
KL 中間繼電器
這里作為防跳繼電器，U代表電壓線圈、I代表電流線圈。
KMC 合閘接觸器
合閘接觸器動作其接點接通合圈線圈。
YT 跳閘線圈
跳圈得電，帶動機械部分斷路器分閘。
YC 合閘線圈
合圈得電，帶動機械部分斷路器合閘。
R 附加電阻
根據回路需要選擇合適電阻使電路合理。
HG綠色燈具
開關分閘時綠燈亮
HR紅色燈具
開關合閘時紅燈亮
KL繼電器接點（常開接點）
KL繼電器接點（常閉接點）
斷路器輔助接點（常閉接點）
斷路器輔助接點（常開接點）
KMC接觸器接點（常開接點）
保護出口繼電器接點（常開接點）
遠方合閘命令（常開接點）
所謂常開接點常閉接點，就是指斷路器分閘時或者繼電器在沒有得電沒有動作的情況下，接點的狀態，例如：
表示斷路器在分的時候，這個接點是閉合的，一旦斷路器合閘，這個接點動作常閉接點就要翻轉變為打開。
2控制回路講解2.1合閘回路
把合閘回路提取出來如圖所示：
圖中紅色標記的回路就是合閘回路的主回路，我們來看一下回路是怎樣溝通的，斷路器要合閘，那斷路器肯定是在分閘狀態，才能進行合閘操作。所以KL2閉合（防跳繼電器不動作）斷路器分位QF不動作為閉合態。
合閘回路有2條主回路，上面一條是遠方合閘，當遠方合閘命令發出KM1閉合，KMC得電。下面一條是就地控制，當就地控制開關SA合閘操作時，SA5-8通，KMC得電，KMC接點就要動作。所以我們轉到動力電源也是合閘線圈YC所在回路，動力電源控制回路其圖如下：
上面我們說到不管哪一種操作方式都將使KMC繼電器得電動作，所以這個回路里的KMC的接點就要閉合，則YC合閘線圈就得電，開關完成合閘。
為什么要單獨提供一個動力控制電源給合閘線圈？因為斷路器合圈的電阻非常小，合閘瞬間產生的電流很大，如果和分閘控制回路合用一個電源，會對其他元器件造成傷害，直流母線提供的功率也可能不足。 2.2分閘回路
把分閘回路提取出來講解：
綠色標記為分閘回路：開關在合位時，進行分閘操作才是有意義的，就是說現在開關是合位，斷路器合位則QF要動作翻轉為閉合態，上面一條代表手動分閘操作，手動進行SA分閘操作，SA6-7通，正電位通過KL至跳圈YT，跳圈YT得電，開關完成跳閘。下面一條綠線代表保護動作跳開關回路，即保護動作其出口繼電器接點KOM動作，為閉合態，正電通過KOM接點閉合經KL至跳圈YT，YT得電，開關完成跳閘。
2.3分閘燈、合閘燈指示回路
這一回路的功能，第一指示斷路器分閘、合閘狀態，第二監視分閘回路的完整性，監視合閘回路的完整性，也就是說我們的控制回路有沒有發生控制回路斷線。
先分析紅燈回路，提取紅燈回路：
紅燈指示的是合閘狀態，這個時候開關是合位，就地控制開關SA在合后位，SA16-13在SA為合后位的時候通，斷路器合位QF動作翻轉為閉合態，正電位通過紅燈HG，防跳繼電器KL電流線圈，跳圈YT溝通，這三個元件串聯，由于紅燈電阻很大，根據分壓原理，電阻大的分壓也大，所以絕大部分電壓都分在了紅燈HR上，而KL、YT繼電器分壓小不會誤動。只有正常進行就地控制開關SA分操作時，SA6-7通，短接紅燈HR，使電壓都加在了YT上，YT才可靠動作，開關正常分閘。所以紅燈起到了指示開關合閘狀態的同時又對開關分閘回路的完整性起到了監視作用。
同理分析綠燈回路：
綠燈指示開關分閘狀態，斷路器是分位，則就地控制開關SA為分后位，SA11-10在分后位是通的，斷路器分位QF不動作為閉合態。所以正電位由HG綠燈，KMC溝通，同樣由于綠燈HG電阻大，它和KMC串聯，綠燈HG分得的電壓大，KMC分得的電壓很小，所以綠燈點亮，而KMC不至于誤動作。只有當就地開關SA進行合操作時，SA5-8通，短接了紅燈，這樣電壓就全部加在了接觸器KMC的線圈上，KMC得電。
KMC得電后如下圖：
KMC得電動作，KMC接點動作翻轉為閉合態，接通合閘線圈YC，開關合閘。所以綠燈起到了指示開關分閘狀態的同時又對開關合閘回路的完整性起到了監視作用。
2.4閃光小母線
指示燈有的時候是常亮的，有的時候是會閃爍的點亮，這是為什么呢？下面就這一問題來講一下閃光小母線的作用。
首先我們簡單介紹一下(+)WTW閃光母線的特點，是由閃光繼電器構成的使該直流母線正電位時有時無，如果將閃光母線接到元件中，比如我們這里的燈回路，就會使燈時亮時不亮，對外表現為燈是閃爍的，所以稱為閃光小母線。
這里我們要解釋一下為什么要設置閃光小母線。由于接入閃光小母線會使燈閃爍，而閃爍的燈會使人明顯感受到，引起工作人員的警覺，這里閃光小母線起到的是預告信號。也就是當人員進行人工操作時，用SA控制開關進行操作，當進行合閘操作過程中，SA控制開關有4個位置的轉換。操作前斷路器是分位，操作開關SA在分后位，先進行預合操作，預合位表示將要進行合閘操作，這時候紅燈會閃爍，提醒操作人員確認接下來的操作是不是進行合閘操作，如確認就進行合操作，操作發合令的瞬間，SA在合位。開關合閘后，控制開關變為合后位（控制開關SA在合閘操作過程位置變化情況：分后位-預合位-合位-合后位）。
預合紅燈閃回路如上圖紅色標記所示，當SA打到預合位時只有SA14-15通，其他SA接點都不通，將(+)WTW閃光電源接入紅燈HG經KL，斷路器合位QF動作翻轉為閉合態，則YT也得電，和監視跳閘回路一樣，這時候只有紅燈HR分的電壓大，燈會點亮，但是由于引入的是閃光電源所以紅燈會閃爍的亮，這樣就會提示操作人員是不是要進行合閘操作，如確定，執行合閘命令，SA至合位，則SA5-8通，KMC得電，如下圖：
KMC得電，KMC接點動作閉合，合圈YC得電開關合閘，如下圖：
同理，預分綠燈閃回路分析如下：
當進行分閘操作過程中，SA控制開關有4個位置的轉換，操作前斷路器是合位，操作開關SA在合后位，先進行預分操作，把手在預分位表示將要進行分閘操作，這時候綠燈會閃爍，提醒操作人員，確認進行分操作，發分閘命令的瞬間，控制開關SA在分位。開關分閘后，控制開關變為分后位。（控制開關SA在分閘操作過程位置變化情況合后位-預分位-分位-分后位）
上圖綠色標記部分為預分閃光回路：當進行到預分位這一步驟時，SA在預分位，只有SA9-12通SA其他接點都不通，(+)WTW由綠色路徑經HG，KMC溝通，在面前合閘回路監視分析過，綠燈HG會點亮，區別是這里接入的是閃光電源WTW，所以綠燈閃爍。
若執行分閘操作，則SA至分位，SA6-7通，跳圈YT得電，開關跳閘。見下圖：
2.5事故音響系統
發生事故了我們要引起運行人員的注意，用什么來引起注意呢，我們一般采用光子牌或者事故音響系統，也就是我們常說的蜂鳴器及事故喇叭。
回路原理圖如上圖所示，我們把這一圖分兩部分來理解。
第一部分標記為紅色，第二部分標記為綠色。
第一部分為手動控制開關SA接點組合，要使SA1-3和SA19-17接點都通，查SA接點位置表可以得出只有SA在合后位這兩付接點才會通，合后位的前面已經講過它代表開關應該在合位，更深一層的意思該開關應該是在合位而且是經過人工操作合上去的（不是經自動裝置或者遠方操作合上去的）。
第二部分是一個開關輔助常閉接點，也就是說開關在分位的時候該接點閉合。
所以兩個部分組合起來的邏輯可以簡單描述為，當開關人為合上去了，控制把手合后位，但是開關真實狀態是分閘狀態，說明該開關分閘一定不是人為干預正常操作分閘的，而是由事故引起不正常跳閘而分的，所以要起動事故喇叭，告訴運行人員有開關事故跳閘了。
3防跳回路
最后一個問題，當開關既有跳閘命令，又有合閘命令的時候，開關會不會合-跳-合-跳反復的分合。答案肯定是不會出現這一現象的。因為我們的控制回路里有防跳回路。
所謂防跳回路，是指防止開關出現快速重復分合的現象，出現這個現象的主要原因是當斷路器合閘命令粘連或重合閘等自動合閘回路過程中有故障時，跳、合令會同時出現，造成開關“跳躍”。
我們常用的是雙線圈的防跳繼電器。下圖所示，繼電器有2個線圈，一個是電流線圈，一個是電壓線圈，串在不同回路里。一個叫啟動回路，一個叫保持回路。
啟動回路如上圖紅色標記回路構成，當開關合位，有分閘命令發出時即SA6-7通，正電經KL的電流線圈I，YT溝通。KL電流線圈I得電，YT也得電，KL電流線圈I得電的結果，其接點要動作，YT得電開關跳閘。所以說開關跳閘要啟動防跳繼電器。
下面看保持回路如下圖：
綠色部分為保持回路，前面說到這時候KL已經啟動，已經動作，所以KL1要閉合，KL2要斷開，加上防跳出現原因即SA合閘命令出現粘連即SA5-8一直通且不返回。那么正電將經綠色標記路線溝通使KL的電壓線圈也一直得電，所以KL就一直保持的動作狀態，它的KL2接點（紅色部分）就一直動作，一直處于打開狀態，就斷開了合閘回路，使開關不能合閘，除非SA5-8不粘連，斷開了，KL電壓線圈U才返回，才恢復正常狀態可以合閘。
4典型回路設計
我們總結一下整個控制回路圖有哪些經典的典型回路設計：
4.1防跳里的自保持回路
什么叫自保持回路，就是繼電器本身的常開接點串本身繼電器線圈回路。
K為外部啟動量，當外部啟動量K接點閉合時，KM線圈得電，KM接點（紅色部分）要動作閉合，這樣KM就一直動作，那么KM接點（紅色部分）就一直保持動作狀態，KM線圈當然也是保持動作狀態，所以叫自保持回路。
4.2不對應回路的應用
我們的綠燈（分閘指示燈）是接在合閘回路里的，監視合閘回路；
我們的紅燈（合閘指示燈）是接在分閘回路里的，監視分閘回路；
控制開關合后位與斷路器實際位置不對應構成的事故音響回路。
5常見問題及處理
講一下控制回路易出現的問題及處理方法。
5.1直流回路正極接地
上圖中當控制回路發生正極接地，我們說這時候容易發生保護誤動，這是為什么呢，如下圖：
當保護出口接點KOM另一端（紅圈部位）又出現接地，將會使出口相當于短接，開關誤跳。
5.2直流回路負極接地
當發生直流負極接地，開關會出現拒動，拒分拒合都有可能。如下圖
當跳圈YT另一端又發生接地（紅圈部位），造成跳圈YT被短接不動作，拒分。
當在KMC合閘接觸器的另一端又有接地點（綠圈部位），合閘接觸器KMC被短接，拒合。
發生直流接地先由運行人員選切出故障支路，選出支路后，比如是正極接地，準備好正確的圖紙，在端子排拆除正電端子，拆一個量一個看接地現象是否消失（拆的線做好標記和絕緣措施），直到找出接地點為止。注意在查直接接地的時候不能造成另一點接地和直流短路。
5.3斷路器電氣操作不正常
不能正常電動合閘：
如圖當發生用SA手合命令(SA5-8)合斷路器時，斷路器不能合閘。
量紅圈部位電位，如有負電源證明合閘接觸器KMC沒有問題，在量黑圈部位電位，如有負電位證明QF接點良好，在量綠圈部位電位，如有負電位證明KL2接點良好無問題，在量SA5-8端電位，如果是全電壓，則說明SA5-8接點不好，在發合令的時候不導通。
斷路器自動跳閘：
當斷路器自動分閘說明開關跳閘回路帶正電，我們這里有2個跳閘回路，紅色部位是由控制開關SA6-7發出的手動分閘命令來跳斷路器的，綠色部位是由保護接點KOM動作事故跳閘出口來跳斷路器的。所以我們找到端子排圖，在端子排找出這2個回路端子，逐一拆除量電位，看哪個回路帶正電位，哪個回路就有問題。比如這里我們發現拆除綠色部位端子其回路編號為133（保護跳閘專用回路設計編號）帶正電位，那么就查保護出口KOM這付接點，是接點絕緣不好造成的，還是接點本身機構問題發生了粘連，從而排查出開關自動分閘的原因。
6提醒注意幾點
提醒大家在檢修斷路器二次回路過程中，注意以下幾點：
一、養成良好的操作習慣。對帶閃光預告信號的操作回路，很多人在操作開關時根本不理會閃光預告信號，還沒看清楚是什么燈閃就直接打到分位或者合位發命令，預分、預合狀態停留太短暫不觀察預告信號正確與否。
二、是不能帶電插拔斷路器二次插頭。
三、開關操作確認開關試驗位置，試驗結束查開關分閘狀態。
四、操作開關時提醒一下周圍人員，以防其他人員不知情受到驚嚇。
7進一步的思索
一、跳閘回路里當有跳令的時候，KL3接點和KL電流線圈也構成了自保持，這個自保持的作用是什么？
二、自保持電流線圈和電壓線圈能不能互換位置？
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關于繼電保護的知識技巧了，學習以上的斷路器控制回路詳解及常見問題處理知識，對于繼電保護的幫助都是非常大的，這也是新手學習機電專業所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側人工服務，我們會有專業的人士來為您解答。
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