斷路器的控制迴路有哪些基本要求?學電氣的你應該知道!

什麼是控制迴路？控制電路是在電力拖動中，能使這些電器按我們的要求動作的線路，這部分線路就是控制電路；控制電路中包括外部輸入信號部分、各種開關、電源及各電器的線圈、觸點等。我們經常接觸比較多的都屬於控制電路；一個完整的電路包括設備的主電路、控制電路、信號電路及指示電路等。樹上鳥教育電氣設計師在線教學網絡課程！

一、控制迴路的基本要求

（1） 能進行手動跳、合閘和由繼電保護與自動裝置實現自動跳、合閘；

（2） 能指示斷路器的分、合閘位置狀態，自動跳、合閘時應有明顯信號；

（3） 能監視電源及下次操作時分閘迴路的完整性，對重要元件及有重合閘功能、備用電源自動投入的元件，還應監視下次操作時合閘迴路的完整性，並對二次迴路短路或過負荷進行保護；

（4） 有防止斷路器多次合閘的「跳躍」閉鎖裝置；

（5） 斷路器的操作動力消失或不足時，例如彈簧機構的彈簧未儲能，液壓或氣壓機構的壓力降低等，應閉鎖斷路器的動作，並發出信號；

（6） 對於分相操作的斷路器，應有監視三相位置是否一致的措施，就是應有三相不一致信號；

（7） 斷路器操動機構中的跳、合閘線圈是按短時通電設計的，在跳、合閘完成後應自動解除命令脈衝，切斷跳、合閘迴路，以防止跳、合閘線圈長時間通電。

二、斷路器控制迴路原理圖

（斷路器控制迴路原理圖）

KK—控制開關。

HC—合閘線圈或合閘接觸器線圈（電磁機構）。

TQ—跳閘線圈。

DL—斷路器輔助接點。

1ZJ—保護及自動裝置接點BCJ—保護出口繼電器接點。

HQ—電磁機構中的斷路器合閘線圈。

（1）合閘迴路斷路器合閘迴路由以下幾部分組成合閘啟動迴路 → 斷路器輔助接點（常閉）→ 合閘線圈手動合閘或自動合閘時，合閘啟動迴路瞬時接通，合閘線圈勵磁，啟動斷路器操動機構，開關合上後，串於合閘迴路的斷路器常閉接點打開，斷開合閘迴路。

（2）跳閘迴路斷路器跳閘迴路由以下幾部分組成跳閘啟動迴路 → 斷路器輔助接點（常開）→ 跳閘線圈手動跳閘或自動跳閘時，跳閘啟動迴路瞬時接通，跳閘線圈勵磁，啟動斷路器操動機構，開關跳開後，串於跳閘迴路的斷路器常開接點打開，斷開跳閘迴路。

（3）斷路器輔助接點的作用 在操作迴路中串入斷路器輔助接點的作用：

① 跳閘線圈與合閘線圈廠家是按短時通電設計的，在跳、合閘操作完成後，通過DL觸點自動地將操作迴路切斷，以保證跳、合閘線圈的安全；

② 跳、合閘啟動迴路的觸點（操作把手觸點、繼電器觸點）由於受自身斷開容量限制，不能很好地切斷操作迴路的電流，如果由它們斷開操作電流，將會在操作過程中拉弧，致使觸點燒毀。斷路器輔助接點斷開容量大，由斷路器輔助接點斷開操作電流，可以很好地滅弧，保護控制開關及繼電器接點不被燒毀。

三、典型的控制迴路

（1）基本的跳、合閘迴路

上圖為簡化後的跳、合閘原理圖，+KM和-KM代表正、負電源，DL為斷路器輔助觸點，HQ、TQ分別為合、跳閘線圈。

注意：手合/遙合/重合閘動作接點並不是同一個合閘出口接點，手跳/遙跳/保護跳也不是同一個跳閘出口接點，此處簡化是為了方便理解。

假定斷路器在合閘狀態，斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當保護裝置發跳閘命令，跳閘出口接點閉合，通過正電源→跳閘出口接點→DL→TQ→負電源構成迴路，跳閘線圈TQ得電，斷路器跳閘。斷路器完成跳閘動作後，DL常開接點斷開跳閘迴路，DL常閉接點閉合，為下次合閘做準備。斷路器合閘過程同理，此處不再贅述。

利用DL常開接點斷開跳閘電流，一是為了防止跳閘出口接點粘連造成跳閘線圈TQ燒壞（因為TQ的熱容量是按短時通電來設計的）；二是因為如果由跳閘出口接點來斷開跳閘電流，由於接點的斷弧容量不夠，容易造成接點燒壞，這就為下一次保護跳閘（或合閘）埋下了隱患且不易被發現。

（2）監視迴路

以上的迴路是不能滿足實際需要的，前面提到的控制迴路的基本要求，控制迴路應該能夠反映斷路器的位置狀態以及跳合閘迴路的完整性。所以我們在迴路中增加了TWJ、HWJ來監視跳閘迴路、合閘迴路的完整性。圖中用綠色表示。HWJ和TWJ分別為合、分閘監視繼電器。

當開關在分位時，DL常閉觸點閉合，TWJ繼電器所在迴路導通,TWJ動作，在本圖下方的TWJ常開觸點閉合，分位指示燈點亮，反應斷路器在分閘位置，合閘迴路完好。同理合位指示燈亮時，指示斷路器在合閘位置，跳閘迴路完好。

此時有一個問題需要思考？在分閘監視迴路導通時，有電流流過合閘線圈HQ，會不會引起斷路器合閘誤動作？

答案是不會的，因為在分閘監視迴路中串入了限流電阻R，迴路中流經的電流會很小，低於合閘線圈HQ的啟動電流值，因此並不會合閘。

（3）跳、合閘保持迴路

在分、合閘操作時，發出的遙合/分指令一般為幾百毫秒的高電平脈衝，為防止該脈衝在分、合閘操作結束前失效，保證分、合閘動作完全，需要加入保持迴路。直觀上講就是為了防止跳、合閘出口接點先於DL輔助接點斷開，導致分、合閘動作未完成，因此增加了跳、合閘自保持迴路。詳見圖中藍色部分。其中HBJ和TBJ分別代表合、跳閘保持繼電器，S1代表儲能彈簧的行程節點。

當合閘操作時，HBJ繼電器導通，HBJ常開觸點閉合，這時無論合閘出口接點是否斷開，合閘迴路都會通過HBJ觸點導通，完成合閘操作，此時無論合閘出口接點是否先於DL輔助接點斷開，都不會影響斷路器合閘。分閘同理。

但是增設HBJ繼電器有一個弊端，發出合閘命令HBJ動作後，此時合閘迴路的通斷完全由輔助接點DL決定，如果彈簧未儲能，斷路器無法正常合閘，DL常閉觸點就一直閉合，合閘電流一直存在，易燒毀HQ，所以要串入儲能彈簧的行程節點S1。

（4）合後繼電器（KKJ）

斷路器分、合閘操作一般有就地手動、遠方遙控以及保護裝置自動控制三種方式，控制迴路應該具有區分保護裝置動作和人為操作斷路器的功能，所以還應加入合後繼電器（KKJ），詳見圖中紫色部分。

我們介紹過手合/遙合/重合閘並不是一個接點，結合圖中的紫色部分我們可知：

CHJ為重合閘接點，TJ為保護跳閘接點，YHJ為遙控合閘接點。YTJ為遙控分閘接點，HHJ為合後繼電器，QK為開關操作把手簡單介紹一下QK開關把手。

當把手位置在遠方時，③④、⑤⑥接點導通，可進行遙控操作。

當把手位置在就地合閘時，①②接點導通，完成就地合閘操作。

當把手位置在就地分閘時，⑦⑧接點導通，完成就地分閘操作。

圖中的KKJ繼電器為雙位繼電器，當手動（遙控）合閘時，KKJ繼電器動作，置「1」，並且始終保持直到分閘才返回；當手分/遙分觸點閉合時，KKJ繼電器返回，置"0"，並且始終保持直到合閘才返回。

由於存在二極體（單向導通），CHJ和TJ是不會觸發KKJ繼電器的，KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作，還是故障時保護裝置的跳合閘動作。當正常的分合閘操作時，KKJ應變位，當保護動作跳合閘時，KKJ應不變位。KKJ的常開接點提供給「事故總」信號以及重合閘裝置使用。

（5）控制迴路的閉鎖

為保證斷路器工作的安全，控制迴路往往採取多種閉鎖措施，當條件不滿足時，禁止斷路器的操作。常見的閉鎖迴路一般有三種：

① 斷路器的作業系統異常時對分、合閘迴路進行閉鎖。當液壓機構的液壓、空氣操動機構的空氣壓力過高或過低，彈簧操動機構彈簧未儲能，SF6斷路器的SF6壓力低等，這些都將串接在跳、合閘迴路中的常閉接點斷開，不允許斷路器分合。

② 存在不同電源需要並列的場合，斷路器控制迴路要增加同期閉鎖迴路。

③ 為了滿足防誤操作需要，在斷路器的操作迴路中應增加防誤閉鎖迴路，在不具備操作條件時將控制迴路斷開。

（6）防跳迴路

所謂防跳並不是防止「跳閘」而是防止「跳躍」。跳躍指的是由於某種原因，造成斷路器不斷重複跳-合-跳-合-跳的過程。導致跳躍的原因如下:

發生跳躍會導致導致故障電流多次衝擊，損壞斷路器甚至爆炸。防跳迴路詳見圖中紅色部分，其中TBJV為防跳繼電器。

當保護裝置動作時，跳閘迴路中有電流流過，防跳迴路中的TBJ常開觸點閉合，此時如果發生合閘觸點黏連的情況，合閘命令一直發出，那麼合閘觸點→TBJV→TBJ這條迴路導通，防跳電壓繼電器TBJV將會電壓自保持，自保持中的TBJV觸點閉合，在HBJ旁的TBJV常閉觸點將斷開，切斷合閘迴路，防止斷路器「跳躍」。

如果跳閘期間沒有分閘命令存在，則在斷路器完成分閘後，跳閘迴路被DL常開接點斷開，TBJ電流線圈失電，此時由於合閘接點一直是斷開的，不能形成TBJV電壓自保持，復歸。TBJV重新閉合，合閘迴路完好，不影響下次的跳合閘。

由以上動作過程，我們可以看出防跳的本質就是「防合」，將斷路器保持在「跳閘」狀態，防跳由跳閘迴路防跳電流繼電器TBJ啟動，合閘迴路防跳電壓繼電器TBJV保持實現。

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