【文章內(nèi)容簡介】 、 3把接地刀閘、 4 組電流互感器、線路電壓互感器，如圖 所示。 圖 一次系統(tǒng)示意圖 斷路器 斷路器的分類 斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將 3kV 以上的稱為高壓電器。低壓斷路器又稱自動開關，俗稱 “ 空氣開關 ” 也是指低壓斷路器。 高壓斷路器 (或稱高壓開關 )是發(fā)電廠、變電所主要的電力控制設備 ,具有滅弧特性 ,當系統(tǒng)正常運行時 ,它能切斷和接通線路以及各種電氣設備的空載和 負載電南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 10 流 。當系統(tǒng)發(fā)生故障時 ,它和繼電保護配合 ,能迅速切斷故障電流 ,以防止擴大事故范圍。因此 ,高壓斷路器工作的好壞 ,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行；高壓斷路器種類很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（ SF6 斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等； 低壓斷路器是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于 熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件，已獲得了廣泛的應用。 斷路器的作用 。 ，迅速切斷故障電流，防止事故擴大，從而保證系統(tǒng)安全運行。其實斷路器就是一種開關，它和普通開關的不同點主要在： ，有真空，少油，多油及六氟化硫等等 ，效果好。 斷路器的控制方式和操作機構 斷路器的控制方式 一、斷路器控制方式 斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關設備，在正常運行時斷路器可以接通和切斷電氣設備的負荷電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障時則能可靠地切斷短路電流。 斷路器一般由動觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操動機構及絕緣支架等構成。為實現(xiàn)斷路器的自動控制，在操動機構中還有與斷路器的傳動軸聯(lián)動的輔助觸頭。斷路器的控制方式有多種，分述如下。 1．按控制地點分 (1)集中控制。在主控制室的控制臺上，用控制開關或按鈕通過控制電纜去接通或斷開斷路器的跳、合閘線圈，對斷路器進行控制。一般對發(fā)電機、主變壓器、母線、斷路器、廠 用變壓器 35kV 以上線路等主要設備都采用集中控制。 (2)就地（分散）控制。在斷路器安裝地點（配電現(xiàn)場）就地對斷路器進行跳、王庭森：采用 GPSL621C112 微機保護裝置的 110kV 線路二次回路設計 11 合閘操作（可電動或手動）。一般對 10kV 線路以及廠用電動機等采用就地控制，可大大減少主控制室的占地面積和控制電纜數(shù)。 2．按控制電源電壓分 斷路器的控制方式接控制電源電壓分為強電控制和弱電控制兩種。 (1)強電控制。從斷路器的控制開關到其操作機構的工作電壓均為直流 110V或 220V。 (2)弱電控制?？刂崎_關的工作電壓是弱電（直流 48V），而斷路器的操動機構的電壓是 220V。目前在 500kV 變電所二次設備分散布置時，在主控室常采用弱電一對一控制。 3．按控制電源的性質分 斷路器的控制方式按控制電源的性質可分為直流操作和交流操作（包括整流操作）兩種。 直流操作一般采用蓄電池組供電；交流操作一般是由電流互感器、電壓互感器或所用變壓器提供電源。 斷路器的操作機構 用來完成斷路器分合閘操作，并能夠使斷路器保持在合閘位置。 分為液壓操作機構，彈簧操作機構和電磁操作機構。液壓操作機構利用油泵壓縮 10航空液壓油，利 用油壓傳遞將氮氣壓縮，儲存能量，一旦跳合閘線圈動作，能量釋放，完成開關分合閘。彈簧操作機構是利用已儲能的彈簧為動力完成開關分合閘，合閘過程釋放合閘彈簧能量，同時使分閘彈簧儲能能量，合閘后分閘彈簧開始儲能。自動重合閘：斷路器分閘后，由于合閘彈簧儲能工作早已完成，若接到合閘命令，操作機構可再次使斷路器合閘。 電磁操作機構是靠電磁力合閘的操作機構。優(yōu)點：機構簡單，工作可靠，制造成本低。缺點：合閘線圈消耗的功率太大，機構結構笨重，合閘時間較長。合閘電流約為 100A 左右，合閘保險按 1/31/4 選取。合閘過程使合閘彈 簧儲能。 斷路器控制回路的基本要求 斷路器的控制回路必須完整、可靠，因此應滿足下面一些要求： (1)斷路器的合、跳閘回路是按短時通電設計的，操作完成后，應迅速切斷合、南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 12 跳閘回路，解除命令脈沖，以免燒壞合、跳閘線圈。為此，在合、跳閘回路中，接入斷路器的輔助觸點，既可將回路切斷，又可為下一步操作做好準備。 (2)斷路器既能在遠方由控制開關進行手動合閘和跳閘，又能在自動裝置和繼電保護作用下自動合閘和跳閘。 (3)控制回路應具有反映斷路器狀態(tài)的位置信號和自動合、跳閘的不同顯示信號。 (4)無論斷路器是 否帶有機械閉鎖，都應具有防止多次合、跳閘的電氣防跳措施。 (5)對控制回路及其電源是否完好，應能進行監(jiān)視。 (6)對于采用氣壓、液壓和彈簧操作的斷路器，應有壓力是否正常，彈簧是否拉緊到位的監(jiān)視回路和閉鎖回路。 (7)接線應簡單可靠、使用電纜芯數(shù)應盡量少。 斷路器控制的基本回路 合閘回路 圖 合閘回路示意圖 （ 1）就地操作合閘 轉換開關 S3調整至就地控制檔位； X1602S4合閘按 S3K11S11合閘線圈 Y4S2K14S3S4 合閘按鈕 X1607 構成合閘通路。 （ 2）遠方操作合閘 轉 換 開 關 S3 調 整 至 遠 方 操 作 控 制 檔 位 ； X1610 合 閘 命 令S3K11S11合閘線圈 Y4S2K14S3X1625 構成分閘通路。 分閘回路 王庭森：采用 GPSL621C112 微機保護裝置的 110kV 線路二次回路設計 13 圖 分閘回路示意圖 （ 1）就地操作分閘 轉換開關 S3調整至就地操作控制檔位； X1602S5分閘按鈕 S3S11分閘線圈 Y1K14X1645 構成分閘通路。 （ 2）遠方操作分閘 轉換開關 S3 調整至遠方操作控制檔位； X1630 發(fā)出分閘命令 S3S11分閘線圈 Y1K14X1645 構成分閘通路。 自檢閉鎖、報警回路 對 SF6壓力、液壓壓力、合閘彈簧儲能狀態(tài)進行檢測，以接點形式輸出，有的接點直接串在合閘、分閘回路中構成閉鎖條件，有的接點則以空接點形式送至監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出信息或送至保護柜操作箱閉鎖重合閘 (如壓力降低閉鎖重合閘 )。 GL312 型斷路器包含的此類回路有： SF6泄露閉鎖、合閘壓力閉鎖、自動重合閘閉鎖等。 操作電源回路 操作電 源回路包括儲能電機、照明、加熱除濕以及插座供電回路，一般電源使用電纜從斷路器端子箱引入，操作電源回路設有保護開關 (一般為空氣斷路器 )。因故障導致操作電源回路空氣斷路器跳閘后也可發(fā)出報警信號。 采用的操動機構彈簧儲能機構電動機為交流電動機，其三相交流電由兩邊相鄰開關端子箱合閘回路通過電纜連接起來，構成環(huán)形供電網(wǎng)絡， A,B,C 三相電源通過組合開關 1QA,2QA， 3QA 及熔斷器 3FU,4FU,5FU 經(jīng)開關端子排轉接后由電纜送至操動機構，再經(jīng) DT 常開接點（該接點在彈簧未儲能前為閉合）閉鎖后送至電動機，切斷電動機電源 ，使電動機停止工作。 開關信息量輸出回路 除了斷路器異常工況需要由空接點輸出報警信息，斷路器的正常工況 (如斷路器合閘、分閘位置，遠方 /就地控制 )也需要送至監(jiān)控系統(tǒng)，另外隔離刀閘閉鎖邏輯構成也需要斷路器輔南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 14 助接點。 刀閘 刀閘的分類 刀閘，是電力設備手動開關的一種，別名閘刀，一般多用于低壓電，有單相刀閘和三相刀閘之分。根據(jù)應用的不同有各種規(guī)格，一般都標注電壓和電流，如220 伏， 16A,意思是適用于 220 伏電壓，電流不超過 16 安培。 一般有瓷底座，塑料蓋，銅件組成， 上部為進線口，下部為出線口，中間設計有安裝保險絲部位。 隔離開關的作用 隔離開關，配制在主接線上時，保證了線路及設備檢修形成明顯的斷口，與帶電部分隔離，由于隔離開關沒有滅弧裝置及開斷能力低，所以操作隔離開關時，必須遵循倒閘操作順序。 隔離開關的配置： (1）斷路器的兩側均應配置隔離開關，以便在斷路器檢修時形成明顯的斷口，與電源側隔離； (2）中性點直接接地的普通型變壓器均應通過隔離開關接地； (3）接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關，為了保證電器和母線的檢修安全，每段母上宜裝設 1~2 組接地刀閘或接地器。 63kV 及以上斷路器兩側的隔離開關和線路的隔離開關，宜裝設接地刀閘。應盡量選用一側或兩側帶接地刀閘的隔離開關； (4）按在變壓器引出線或中性點上的避雷器可不裝設隔離開關； (5）當饋電線的用戶側設有電源時，斷路器通往用戶的那一側，可以不裝設隔離開關，但如費用不大，為了防止雷電產(chǎn)生的過電壓，也可以裝設。 隔離開關的控制電路 隔離開關的控制分就地和遠方控制兩種控制方式， 110kV 及以上倒閘操作作用的隔離開關一般采用遠方和就地操作；檢修用的隔離開關，接地刀閘和母線接王庭森：采用 GPSL621C112 微機保護裝置的 110kV 線路二次回路設計 15 地器為 就地操作。目前國產(chǎn)隔離開關一般都配有氣動或電動機構， 35kV 以下的隔離開關，其控制按鈕裝設在操作機構箱上。構成原則： (1)隔離開關控制回路必須受相應斷路器的閉鎖，以保證斷路器在合閘狀態(tài)下，不能操作隔離開關，即避免帶電操作隔離開關。 (2)隔離開關控制回路須受接地刀閘的閉鎖，以保證接地刀閘在合閘狀態(tài)下，不能操作隔離開關。（ 3）操作脈沖應是短時的，完成操作后，應能自動解除。（ 4）隔離開關應有所處狀態(tài)的位置信號。 接地刀閘 按照“安規(guī)”的規(guī)定，電氣設備檢修時，必須進行接地，一般情況是掛“接地線”。 有些地方掛接地線不方便，有些地方經(jīng)常掛接地線也不方便，且掛接的地線無法和電氣設備進行連鎖，常會誤操作，出現(xiàn)“帶地線送電”的惡性事故，于是就將臨時掛接的地線改為固定安裝的接地刀閘，一般有機械閉鎖功能，或和隔離開關“連動”。 接地刀閘一般在投入運行 (送電 )前拉開，在停運 (檢修 )時投入。 我們可以看出對于接地刀閘、隔離刀閘本身的各種閉鎖功能而言，它們只是避免誤操作的一個重要手段，但并不是杜絕誤操作的全部手段，所以，在對于隔離刀閘和接地刀閘的閉鎖功能有所認識的前提下，必須加強倒閘操作的嚴格管理，從制度和管理上堵住誤 操作的源頭，嚴格按照操作票管理規(guī)定進行操作，才能真正做到杜絕誤操作。 本次設計采用的是阿爾斯通公司的 CS100 型手動機構，采用電磁鎖防誤，即在滿足手動操作要求時，電磁鎖解鎖，可以對地刀進行操作。 “五防”及其實現(xiàn)方式 (1) 防止帶負荷分、合隔離開關：以免產(chǎn)生電弧，燒壞隔離開關。 (2) 防止帶電掛地線：一般情況是檢修完畢后忘記解除掛地線，直接把電流導入大地，對人身產(chǎn)生生命危險。 (3) 防止帶地線合閘：接地線在檢修時合開關，導致電流導入大地，對人身產(chǎn)生生命危險。 (4) 防止誤合、 分斷路器。 (5) 防止誤入帶電間隔等電氣誤操作事故。 常規(guī)防誤閉鎖方式主要有 4 種：機械閉鎖，程序鎖，電氣聯(lián)鎖和電磁鎖。這南京工程學院電力工程學院畢業(yè)設計（論文） 16 些閉鎖方式在防誤工作中發(fā)揮了積極作用，經(jīng)過多年的使用和運行考驗，各種傳統(tǒng)閉鎖方式的優(yōu)缺點均已充分顯示。 機械閉鎖是在開關柜或戶外閘刀的操作部位之間用互相制約和聯(lián)動的機械機構來達到先后動作的閉鎖要求。機械閉鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作，可以實現(xiàn)隨操作順序的正確進行，自動地步步解鎖。在發(fā)生誤操作時，可以實現(xiàn)自動閉鎖，阻止誤操作的進行。機械閉鎖可以實現(xiàn)正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖 直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優(yōu)點 。 然而機械閉鎖只能在開關柜內(nèi)部及戶外閘刀等的機械動作相關部位之間應用，與電器元件動作間的聯(lián)系用機械閉鎖無法實現(xiàn)。對兩柜之間或開關柜與柜外配電設備之間及戶外閘刀與開關（其他閘刀）之間的閉鎖要求也鞭長莫及。所以在開關柜及戶外閘刀上，只能以機械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達到全部五防要求。 程序鎖 (或稱機械程序鎖 )是用鑰匙隨操作程序傳遞或置換而達到先后開鎖操作的要求。其最大優(yōu)點是鑰匙傳遞不受距離的限制，所以應用范圍較廣。程序鎖在操作過程中有鑰匙的傳遞和鑰匙 數(shù)量變化的輔助動作，符合操作