不同情况下的断路器控制回路设计.doc

不同情况下的断路器控制回路设计（可编辑）
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目录
绪论 1
1．断路器 2
1.1 分类 2
1.2 接线方式 3
1.3 断路器自由脱扣 4
1.4 断路器的控制回路 5
2．灯光监视下的断路器控制和信号回路 6
2.1具有灯光监视的断路器的结构与其在实例中的应用 6
2.2 具有灯光监视的断路器的操作 7
2.3 具有灯光监视的断路器的动作原理 9
2.4 断路器控制回路常见故障及查找方法 12
2.5 断路器中其他需要注意的问题 15
3.音响监视下的断路器控制回路和信号回路 16
4. 分相操作的断路器控制回路和信号回路 19
4.1 分相操作的断路器控制回路特点 19
5. 同步点断路器控制回路和信号回路 24
5.1 同步点定义 24
5.2 手动准同步操作步骤 25
5.3 自动准同步操作步骤 27
6. 带有APR和AAT的断路器控制回路和信号回路 28
6.1 带三相一次自动重合闸的断路器控制回路 28
6.2 带备用电源自动投入装置的断路器控制回路 31
参考文献 36
心得体会 37
绪论
这篇报告——《不同情况下的断路器控制回路设计》，主要分九部分，即绪论、断路器、灯光监视下的断路器控制回路和信号回路、音箱监视下的断路器控制回路和信号回路、分相操作的断路器控制回路和信号回路、同步点断路器控制回路和信号回路、带APR和AAT的断路器控制回路和信号回路、参考文献和心得体会。
本报告主要是对断路器进行介绍，还有对灯光监视、音箱监视、分相操作、同步点、带APR和AAT这几种情况下断路器控制回路和信号回路的设计，以及其回路的工作情况等。
结尾部分是这是设计的收获和心得。

1．断路器
能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
断路器
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 低压断路器又称自动开关，俗称＂空气开关＂也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。
展开
1.1 分类
按操作方式分：有电动操作、储能操作和手动操作。
按结构分：有万能式和塑壳式。
按使用类别分：有选择型和非选择型。
按灭弧介质分：有油浸式、真空式和空气式。
按动作速度分：有快速型和普通型。
按极数分：有单极、二极、三极和四极等。
按安装方式分：有插入式、固定式和抽屉式等。
　　高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此,高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等
1.2 接线方式
　　断路器的接线方式有板前、板后、插入式、抽屉式，用户如无特殊要求，均按板前供货，板前接线是常见的接线方式。
　　(1)板后接线方式：板后接线最大特点是可以在更换或维修断路器，不必重新接线，只须将前级电源断开。由于该结构特殊，产品出厂时已按设计要求配置了专用安装板和安装螺钉及接线螺钉，需要特别注意的是由于大容量断路器接触的可靠性将直接影响断路器的正常使用，因此安装时必须引起重视，严格按制造厂要求进行安装。
　　(2)插入式接线：在成套装置的安装板上，先安装一个断路器的安装座，安装座上6个插头，断路器的连接板上有6个插座 。安装座的面上有连接板或安装座后有螺栓，安装座预先接上电源线和负载线。使用时，将断路器直接插进安装座。如果断路器坏了，只要拔出坏的，换上一只好的即可。它的更换时间比板前，板后接线要短，且方便。由于插、拔需要一定的人力。因此目前我国的插入式产品，其壳架电流限制在最大为400A。从而节省了维修和更换时间。插入式断路器在安装时应检查断路器的插头是否压紧，并应将断路器安全紧固，以减少接触电阻，提高可靠性。
　　(3)抽屉式接线：断路器的进出抽屉是由摇杆顺时针或逆时针转动的，在主回路和二次回路中均采用了插入式结构，省略了固定式所必须的隔离器，做到一机二用，提高了使用的经济性，同时给操作与维护带来了很大的方便，增加了安全性、可靠性。特别是抽屉座的主回路触刀座，可与NT型熔断路器触刀座通用，这样在应急状态下可直接插入熔断器供电。
1.3 断路器自由脱扣
　　断路器在合闸过程中的任何时刻，若是保护动作接通跳闸回路，断路器完全能可靠地断开，这就叫自由脱扣。带有自由脱扣的断路器，可以保证断路器合闸短路故障时，能迅速断开，可以避免扩大事故的范围。
特点
　 （1）可做电动操作和手动操作；
　　（2）适且500KV电压等级以内各种高压断路器的机械动特性测试；
　　（3）可实测行程和自定义行程；
　　（4）能够实现断路器的单合、单分、合分、重合,重分操作；
　　（5）接线方便，操作简单，操作时只需一次合（分）动作便可得到合（分）全部数据，可选择保存50组数据，提供后期查询和上传电脑永久保存,也可现场调阅打印所有数据及运动曲线图；
　　（6）采用汉字提示以人机对话的方式操作；
　　（7）数据准确，抗干扰性强，体积小，重量轻，美观大方；
　　（8）机内配有时钟电路，可显示当前年、月、日、时、分、秒，即使断电，也能自动保存设置数据及测试数据；
　　（9）机内带有延时保护功能，断路器动作后能自动切断动作电源，很好的保护了断路器设备和高压开关测试仪；
　　（10）仪器内置直流电源,可选择范围:30-270V/10A),不存在常规整流电源输出瞬间的电压跌落,用以试验开关动作电压非常精确.
　　（11）能动态地为您分析出断路器每1ms时间内的、行程、速度之间的关系；
　　（12）可配置上传软件，实现电脑存档和网上查阅, 打印。
1.4 断路器的控制回路
　　①应能监视控制回路保护装置及其跳、合闸回路的完好性，以保证断路器的正常工作
　　②应能指示断路器正常合闸和分闸的位置状态，并在自动合闸和自动跳闸时有明显的指示信号
　　③合闸和跳闸完成后，应能使命令脉冲解除，即能切断合闸或跳闸的电源
　　④在无机械防跳装置时，应加装电气防跳装置
　　⑤断路器的事故跳闸信号回路，应按“不对应原理”接线
　　⑥对有可能出现不正常工作状态或故障的设备，应装设预告信号
　　⑦弹簧操作机构、手动操作机构的电源可为直流或交流，电磁操作机构的电源要求用直流。

2．灯光监视下的断路器控制和信号回路
变电站正常运行中，值班人员每时都要清楚主设备（如主变压器）线路等的数据是否在正常的数值范围之内，如果有异常情况发生，则需进行准确的调整和操作，特别是当电力系统发生故障时系统中的变化量很多，在这种情况下要求值班人员能及时准确的知道故障点和信息，以及排除故障的操作，必须迅捷做出明确的判断。
因此，利用灯光监视变电所中的异常，故障情况以及数据变化的情况，使变电所值班人员做出明确迅速而的判断是必不可少的装置。
2.1具有灯光监视的断路器的结构与其在实例中的应用
安装在配电装置中的断路器，合闸和跳闸的操作通常是在控制室进行，控制室与断路器之间的距离一般约为数十米到数百米。断路器位于配电装置室或场地内，而控制开关装在控制室的控制屏上。为了使值班人员在操作时不致发生错误，指示屏上应有指示断路器“合”、“分”位置的信号设备，常用的断路器位置信号设备是用两种不同的颜色的信号灯表示的。例如，一般习惯使红灯HR-指断路器的合闸位置，绿灯HG-指示断路器的分闸位置。
断路器本身附带的合、跳闸传动装置，用来使断路器合闸或维持合闸状态，或使断路器跳闸。为了使手动操作与自动操作的位置信号有所不同，并在自动操作时提醒运行人员注意，增设了“闪光”电源（反映断路器状态的位置信号和自动合、跳闸的不同的显示信号）。当断路器经手动操作后处于合闸或分闸位置时，控制开关的位置与断路器的位置是对应的，相应的位置信号灯发“平光”。当断路器由继电器保护或自动装置分闸或者合闸时，断路器的位置改变了，而控制开关的位置不变，即控制开关与断路器的位置不对应，与断路器位置相应的信号灯“闪光”，原理如图2-1。
例如：继电保护动作使断路器分闸，控制开关仍在合闸后位置，而断路器处于分闸位置，绿灯“闪光”，并发生相应的音响报警信号。表明事故以提醒值班人员，值班人员得知事故后，可手动复归断路器的位置与控制开光对应，绿灯“平光“，处理事故。
2.2 具有灯光监视的断路器的操作
在进行手动合闸或分闸操作过程中，为提醒操作人员核对所操作的对象是否正确，在预备操作时也要接通闪光电源，使相应的信号灯闪光。

图2-1 自动合、跳闸的灯光显示

断路器跳合闸电路原理图如图2-2所示，合、跳闸电流脉冲一般应直接作用于断路器的合、跳闸线圈，但对电弧操作机构合闸线圈电流很大（约为35—250A左右），须通过合闸接触器接通合闸线圈。
为了使运行值班人员明确断路器的合、断位置，在控制盘或开关柜上应有指示断路器“合闸”或“跳闸”位置的信号设备。常用的信号设备是利用两只串联在断路器辅助触点回路中的不同颜色（红、绿）的信号灯表示的。如红灯HR与断路器常开触点串联，用来表示断路器的合闸位置，若红灯HR亮，则表示断路器在分闸位置。此时，由于限流电阻R的作用，跳闸线圈虽有电流通过，但电流很小，不会动作。而绿灯HG与断路器常闭触点串联，用来表示断路器的跳闸位置，并起监视合闸回路完好性的作用。
在断路器正常操作跳、合闸时，由于控制开关触点与断路器辅助常闭触点总是处在不同的状态，所以事故音响信号回路是不通的，因而不会错误地发出事故信号。

图2-2 跳、合闸电路
2.3 具有灯光监视的断路器的动作原理
采用双灯制的断路器位置信号电路如图2-3所示，图中WFS+为闪光电源小母线，该电源的母线电压为脉冲波形，时断时续，由一个闪光继电器控制：GN为绿灯，RD为红灯。红灯RD发光表示断路器处于合闸状态，绿灯GN发光表示断路器处于跳闸状态。另外为了区分断路器是手动还是自动合闸或跳闸，广泛采用平光和闪光办法加以区别：平光（红光、绿光）表示手动合闸或跳闸，闪光（绿光、红光）表示自动跳闸或合闸。

图2-3 具有灯光监测的变电站断路器的控制回路

断路器的控制操作过程及工作原理如下
1、手动合闸
将控制回路开关SA的手柄顺时针旋转至垂直位置，即“预备合闸”PC位置，触点SA9—10和SA14—13接通，由于此时断路器是断开的，其动合辅助触点QF1断开、动断辅助触点QF1闭合，所以SA9—10触点流过电流，其路径为：WFS+→SA9—10→GN→R1→QF1→KO1→WC-，绿灯GN接通闪光电源而发闪光。再将手柄顺时针旋转45°到“合闸”C位置，触点SA5—8、SA9—12和SA16—13接通，首先触点SA5—8通电，电流路径为：WC+→SA5—8→QF1→KO1→WC-，使合闸接触器线圈通电，其触点闭合后使合闸线圈YC通电而将断路器合上，断路器合上后其辅助动合触点QF1合上，动断触点QF1断开；接着SA16—13通电，路径为：WC+→SA16—13→RD→R2→YR1→WC-，使红灯RD接通控制电源而发平光。断路器合上后，其常开辅助触点QF1随之闭合，常闭触点随之断开。常开辅助触点合上为下一次断路器跳闸做准备，常闭辅助触点断开使合闸接触器KO1线圈失电，其触点断开后使合闸线圈YC失电，避免合闸线圈YC长时间通电被烧坏。手松开后SA手柄自动复位于“合闸后CD”位置。触点SA9—10和SA16—13接通，但仍只有SA16—13通电，电流路径仍为WC+→SA16—13→RD→R2→QF1→YR1→WC-，现象仍为红灯发平光。
2、手动跳闸
先将控制开关SA手柄逆时针旋转90°至“预备跳闸”PT位置，触点SA11—10和SA14—13接通，由于断路器的辅助常开触点闭合，因此只有SA14—13通电，其路径为：WFS+→SA14—13→RD→R2→QF1→YR1→WC-使红灯RD发闪光。再将手柄逆时针旋转45°到“跳闸”T位置，触点SA11—10，SA14—15和SA6—7通电，使跳闸线圈YR励磁而将断路器断开，断路器的辅助常开触点QF1断开，辅助常闭触点合上，接着触点SA11—10通电，路径为：WC+→SA11—10→GN→R1→QF1→KO1→WC-使绿灯GN发平光。断路器断开后，手松开SA手柄，则SA手柄在弹簧作用下自动顺时针旋转45°至“跳闸后TD”位置。触点SA11—10和SA14—15接通，但仍只有SA11—10通电，电流路径仍和现象同“跳闸”T位置。
3、自动合闸
自动合闸是为了提高电力系统供电的可靠性而设置的功能。因线路故障而使断路器跳闸，自动装置（自动重合闸装置和备用电源自动投入装置）发出合闸命令而使其出口继电器K1（SB2）的动合触点接通，又因此时断路器的动断触点QF1闭合，KO1线圈得电动作，其触点闭合而使合闸线圈YC得电将断路器合上。而此时控制开关SA手柄仍在断路器自动合闸之前的位置—“跳闸后”位置，触点SA11—10和SA14—15接通，但只有SA14—15通电，路径为WFS+→SA14—15→RD→R2→QF1→YR1→WC-红灯发闪光。
4、自动跳闸
若一次系统发生故障，则继电器保护装置启动使保护出口继电器KM（SB1）的动合触点闭合，又因断路器的动合触点QF1闭合，故跳闸线圈YR1通电而将断路器断开。而此时控制开关SA手柄仍在断路器自动跳闸之前的位置—“合闸后”位置，触点SA9—10和SA16—13接通，但只有SA9—10通电，路径为WFS+→SA9—10→GN→R1→QF1→KO1→WC-，绿灯发闪光。
2.4 断路器控制回路常见故障及查找方法
1、线接地也会使得红绿灯都亮
回路设计不合理，如图2-4所示为两地操作的空压机控制原理图，虚框内位现场机旁灯具和转换开光，根据工艺要求，变电站送出侧设有允许合闸转换开关YK和急停转换开关KK，开关合闸只能在机旁操作。当YK打到允许位后两地灯具显示正常，而当YK断开后，无论开关是合位还是分位，两地的红绿灯具将同时点亮。

图2-4 两地控制原理图

图2-5 合闸回路接地原理图
例如开关在切位，灯具将如图中箭头所示构成回路，同理分析开关在合位时，灯具显示也是如此。改进措施是将现场灯具正线越过YK直接引到控制电源正端，如图2-5中虚线所示。
2、开关没有操作前，灯具显示正常，一经合闸或切闸操作，红绿灯全灭
产生原因：开关拒动，回路自保。如图所示，开关原在切位，绿灯亮，合闸命令发出后，合闸保持继电器启动，其常开点随即将合闸命令自保，直到开关成功合闸，辅助接点DL变位将回路断开，如因机械卡涩等原因，开关拒动，此时HBJ和HQ将一直通电，绿灯回路被合闸保持接点短掉，所以绿灯不亮，同理在执行切闸命令时，如果开关据动，切闸回路将通过防跳接点自保，红灯回路被短掉。通过上述分析，工作人员操作开关时，一旦发现红绿灯全灭，应立即切断控制电源，否则合切闸线圈将因长时间通电而被烧毁。

2.5 断路器中其他需要注意的问题
1、操作时转换开关不能返回太快，否则开关合闸不到位。
2、电磁操作机构的开关，不要短时频繁和合切，否则电磁合闸线圈发热，电阻增大，吸力下降。
3、防跳回路的选择与跳闸线圈阻值一并考虑，应保证防跳继电器电流启动线圈灵敏度。
4、控制回路中应保留一套防跳回路，推荐采用微机保护装置内部的防跳回路，这样使用可靠，维护方便。

3.音响监视下的断路器控制回路和信号回路
控制开关时封闭式万能转换开关LW2－W－2/F6。该图在原红绿两灯的位置中接入合闸位置继电器HWJ和跳闸位置继电器TWJ。断路器的操作过程如下。
当断路器处于跳闸状态时，跳位继电器线圈、QF常闭辅助触点和HC线圈组成通路，由于TWJ线圈远大于HC线圈电阻，所以TWJ动作，其常开触点接通了绿灯LD回路，绿灯发光，指示断路器在跳闸位置。当断路器处于合闸位置时，合位继电器HWJ线圈、QF常开辅助触点和TQ线圈组成通路，HWJ也因线圈电阻远大于TQ电阻而动作，其常开触点接通了红灯回路，红灯发光，指示断路器处于合闸位置。
当断路器处于跳闸状态时，其常闭触点QF闭合，控制开关KK手柄处于自然位置，其触点1-3、2-4都断开。于是，绿灯及其附加电阻、常闭触点、线圈组成通路，绿灯就发光它一方面表示明断路器处于跳闸状态，另一方面表明线圈回路完好。当需要进行合闸操作时。可将KK手柄顺时针转到45°，这时KK触点2-4接通，短接了绿灯及其附加电阻，线圈得电动作，线圈回路接通，短路器合闸，其长闭触点断开线圈回路，常开触点接通了红灯回路。红灯发光，一方面指示断路器处于合闸状态，另一方面表明跳闸回路完好。当手动松开后，KK手柄弹回固定位置，触点2-4断开，合闸过程结束。当需要进行跳闸操作时，可把KK手柄逆时针转动45°，此时KK触点1-3接通，短接了HD及其附加电阻，TQ线圈得点启动，
断路器跳闸，绿灯发光。随后ＫＫ手柄弹回原位，触点1-3断开。若断路器属事故跳闸，由继电保护出口中间继电器的触点BCJ闭合起动跳闸回路，。
控制电路图具有失电及回路断线报警功能：当断路器控制回路熔断器

图3-1 具有音响监视下的断路器控制回路

1FU（2FU）熔断时，当断路器合闸后HWJ线圈断线或分闸后TWJ线圈断线时，HWJ和TWJ线圈失电，其常闭触点闭合，其常开触点接通了光字牌GP回路。GP左侧接通冲击继电器XWJ，预告音响装置XMJ脉冲变压器BL的一次回路接通电源正极，GP右侧联接电源负极。于是警铃发声，预告故障的存在；另外在发声的同时光字牌GP也通电而发光，告知故障的性质。

4. 分相操作的断路器控制回路和信号回路
4.1 分相操作的断路器控制回路特点
1、兼有灯光监视和音响监视下的一些功能。
设有就地远方操作转换开关，可实现就地远方操作
正常就地远方操作均采用三相操作方式。
每相一个和跳闸回路。
每相设一个防跳闸装置。
配以综合重合闸后，可实现单跳单重或三跳三重。
设有操作气压自动控制装置及低压闭锁合跳闸。
设有SF6低气压报警和闭锁合跳闸。
设有直流电流监视的音响信号。
2、操作
（1）就地手动操作
置SA3于就地位置，其有光触点接通，准备好就地操作的 合、跳闸回路。
执行合、跳闸操作。执行操作是通过SA2开光实现。
合闸操作。设断路器QF在跳闸位置，转动SA2开关至合闸位置，由图4-1（a）可见，此时三相的合闸回路分别接通。其中，Ａ相合闸回路通过触点SA2接通+－FU2－1QK－SA2－SA3－KCFA1－KCFA2－QFA2－QFA3－R3A－YCA－3KC1－4KC1－1QK－FU2－-。
同样B、C相重合闸回路也分别通过触点SA2（3-4）、SA2（5-6）接通。YCA、YCB、YCC三相重合闸线圈同时带电，实现三相合闸。

图4-1 带气动机构分相操作的SF6控制回路（a）
合闸回路

跳闸操作。设断路器QF 在合闸位置，转动SA2开光到跳闸位置，由图4-1(b)可见，三相跳闸回路分别通过触点SA2（7-8）、SA2(9-10)、SA2(11-12)接通，可见实现三相跳闸。

图4-1 带气动机构分相操作的SF6控制回路（b）
跳闸回路

远方操作和自动操作
手动操作。用SA1进行手动操作过程和信号灯的放映与前述开关监视的控制回路相同。
手动合闸时，有触点SA1（5-8）启动合闸继电器1KC其动合触点1KC1、2KC2、1KC3分别启动A、B、C三相合闸回路，实现三相合闸。1KC有自保持电流线圈，以保证合闸可靠完成。由图4-1(c)只有三相均合上时，红灯HR才亮。
手动跳闸时，由触点SA1（6-7）起动跳闸继电器，其动合触点2KC1,2KC2,3KC3分别启动三相跳闸回路，实现三相跳闸。由图4-1(c)可见，只要有一相完成跳闸，绿灯HG就会亮。
保护作用于三相跳闸时，由保护出口继电器触点启动跳闸继电器2KC实现。
若配以综合重合闸装置，可实现单跳、单重或三跳、三重。因事故引起的单跳或三跳，均能使绿灯HG闪光并事故音响信号。
远方手动操作同样不能实现分相跳、合闸，调试时若需分相操作，可分别短接跳、合闸继电器在相应相的触点实现。
防跳装置
最大的特点是：增设了在断路器合闸动作完成时随机启动防跳装置的接线。以A相为例，它由增设的QFA1、KCFA4、组成，QFA1、是长触点，合闸时，QFA1、先于其他辅助触点闭合，KCFAV通过QFA1、KCFA4 启动，而经KCFA3保持。从而切断合闸回路，实现防跳。

图4-1 带气动机构分相操作的SF6控制回路（c）
信号、空压机电动机回路
5. 同步点断路器控制回路和信号回路
5.1 同步点定义
在发电厂和变电所中担任并列任务的断路器，称为同步点。由同步并列含义可知，两侧均有电源的断路器才可能设置为同步点。例如，母线发电机出口断路器、变压器有电源的各侧断路器、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器、35KV及以上联络线的断路器等。
同步点断路器的控制回路与一般断路器不同之处主要是合闸回路。其接线情况已反映在图5-1中，展开图如图5-2所示。虚框内为手动准同步闭锁回路及自动准同步出口回路的设备，属公用部分，如果装有自同步装置，则其出口回路跨接在M721和M723之间；虚框外为同步点断路器合闸回路设备。
断路器的合闸回路经同步开关SM的触电空竹。当SM在“投入”位置时，触电SM（1—3）、SM（5—7）才接通，才有可能合闸。

图5-1 手动准同步装置接线图

5.2 手动准同步操作步骤
如图5-2，假定有关准备工作已做好（控制回路熔断器、保护、各TV的隔离开关、发电机的母线隔离开关等已合上，发电机已励磁升压接近额定值）。
用控制开关SA并列。
（1）将准同步闭锁开关SSM置“闭锁”位置。此时SSM（1—30）断开。
（2）插入同步开关SM的手柄，并置于“投入”位置。这是断路器两侧的同步电压被引到同步小母线上。
（3)将手动准同步开关SSM1置“粗同步”位置。此时电压差表、频率差表接通。
（4）观察电压差表、频率差表，调整发电机电压、频率与系统接近。
（5）将手动准同开关SSM1置“精同步”位置。此时电压差表、频率差表、同步表、同步检定继电器KY均接通。
（6）调整发电机频率略高于系统频率，使同步表指针顺时针缓慢旋转（转动一周约10秒较为合适）。
（7）将控制开关SA置“预备合闸”位置，当同步表指针转至接近同步点(10度左右较为合适)时，出点KY已闭合，将SA转到“合闸”位置，下述合闸回路接通
+→FU1→SM(1—3)→SSM1(25—27)→KY→SA（5—8）→SM(5—7)→ QF→KM→FU2→—
若红灯发平光，说明发电机已与系统并列，此时同步表指针准确停在同步点。让SA转到“合闸后”位置，并置SM、SSM1于“断开”位置。
用按钮SB并列（SA在“跳闸后”位置）。
步骤（1）~（6）与上述相同。
当同步表指针转至接近同步点时，按下SB，下述合闸回路接通
+→FU1→SM(1—3)→SSM1(25—27)→KY→SB→SA(2—4)→SM(5—7)→
QF→KM→FU2→—
若红灯闪光，说明发电机已与系统并列。将SA转到“合闸后”位置，红灯变平光。

图5-2 同步点断路器合闸回路
5.3 自动准同步操作步骤
SA在“跳闸后”位置
自动准同步也要经过同步闭锁，其操作步骤与上述类似，但电压、频率等调整自动进行。
将SSM置“闭锁”位置、SM置“投入”位置、自动准同步开关SSA1置“投入”位置、SSM1置“精同步”位置。
当符合准同步条件时，触点K闭合，下述合闸回路接通
+→FU1→SM(1—3)→SSM1(25—27)→KY→SSA1(21—23)→
K→SA(2—4)→SM(5—7)→QF→KM→FU2→—
若红灯闪光，说明发电机已自动与系统并列。将SA转到“合闸后”位置，红灯变平光。

6. 带有APR和AAT的断路器控制回路和信号回路
6.1 带三相一次自动重合闸的断路器控制回路
1、正常运行
正常运行时，QF处于合闸位置，其辅助QF1、QF4断开，QF2闭合；APR投切开关S在“投入”位置，S（1—3）接通；SA在“合闸后”位置，触点SA(9—10)、SA(13—16）、SA(21—23)接通。APR投入运行。
电容C经R4充电，经15~20s时间，充到所需电压；
回路“+→FU1→SA(21—23)→R4→R6→KC4→R17→HW→KC(V)→FU2→—”
接通，HW亮指示APR已处于准备工作状态。由于R4、R6和R17的分压作用，KC(V)虽然带电，但不足以启动。
2、APR动作过程
当QF因线路鼓掌跳闸时，其辅助触点QF1、QF4闭合、QF2断开，QF与SA位置不对应，于是APR动作（即非对应启动）：
回路“+→FU1→SA（21—23）→KT→KT2→QF4→S(1—3)→FU2→—”接
通，KT启动。KT2断开，KT经R5保持在动作状态。
KT的延时闭合的动合触点KT1经整定时限（0.5~1.5s）闭合，使电容C对
KC(V) 放电，KC启动，其触点KC1、KC2、KC3闭合，KC4断开。此时：①HW暂时熄灭；②回路“+→FU1→SA(21—23)→KC2、KC1→KC(I)→KS→XB→KCF2→DT1→QF1→YC→FU2→—”接通，使断路器重新合闸。KC自保持，使QF可靠合闸。同时由KS的触点发“重合闸动作”光字牌信号。如果线路为瞬时性故障，则恢复正常运行。QF合闸后，QF4、QF1分别断开 APR启动回路和合闸回路，KT、KC、KS复归，HW重新点亮，C重新充电；③KC动作时，触点KC3同时启动后加速继电器KCP，其延时复归的动合触点闭合，解除过流保护的时限（短接过流保护延时接通的出口回路）。如果线路为永久性鼓掌，则重合闸后过流保护将瞬时动作于断路器跳闸，从而实现后加速保护。
3、保证只动作一次
若QF重合到永久故障上时，则QF在继电保护作用下再次跳闸。这时虽然APR的启动回路再次接通，但由于QF从重合到再次跳闸的时候时间很短，加上KT1的延时也远远小于15-20S，不足以使C充电到所需电压，故KC不会再次动作，从而保证可APR只动作一次。
4、正常用SA手动跳闸时APR不动作
当手动跳闸时，从预备跳闸到跳闸后SA（21-23）均断开，切断APR启动回路;另一方面在预备跳闸和跳闸后SA（24）闭合，使C对R6放电。所以，KC不会动作，从而保证了手动跳闸时APR不会动作。
5、用SA手动合闸于故障线路时加速跳闸且APR不动作
在使用SA手动合闸前SA在跳闸后位置，SA2-4接通，使C向R６放电。当手动合闸操作时，SA（21-23）接通、SA（2-4）断开，C才开始充电。由于线路有故障，当SA手柄转动到合闸位置时，SA（25-28）接通KCP，使QF加速跳闸，C实际充电时间很短，其电压也不足以使KC动作。6、闭锁APR
当某些保护或自动装置自动跳闸，又不允许APR动作时，可以利用其出口触点短接触点SA（2-4）。使C在QF跳闸瞬时开始放电，尽管这时接通了APR的启动回路，但在KT1延时闭合之前，C已放电完毕或电压很低，KC无法启动，APR不会动作于QF合闸。
7、接地检查
小接地电流系统发生单相接地故障时允许运行一段时间，但必须尽快查明故障回路。图6-1中，SB为接地检查按钮，与APR配合可快速查出单相接地故障线路。具体进行是：眼观绝缘监察电压表，按下SB使QF跳闸，若绝缘监察电压表恢复正常，则接地故障就在跳开的线路上。QF跳闸后，APR会随即使其重合，供电只是瞬时中断。
接地检查时，APR也属于不对应启动。

图6-1 带三相一次重合闸后加速的断路器控制回路
6.2 带备用电源自动投入装置的断路器控制回路
备用电源投入装置（AAT）主要用于明备用变压器、内桥节二线正常断开的断桥器、分段或联络断路器、明备用线路、发电厂和变电所的厂（所）备用电源等的自动投入。
1、对带备用自动投入装置的断路器控制接线要求
接线满足一般控制回路的要求外，自动投入的界限尚应满足以下条件:
当工作母线失去电压（不论何因）且备用电源母线上有一定电压时，AAT均应启动，但工作电源的电压互感器熔断丝断时不应误动作。
备用电源应在工作电源的受电侧断路器确实断开后才投入，以防止把备用电源投到有内部故障的工作电源上。
备用电源只允许自动投入一次，以防止工作母线或其引出线上有永久性故障时，备用电源多次投到故障元件上。
AAT的时限整定尽可能短（1—1.5s）,以保证电动机自启动的时间要求。
2、接线实例及工作原理
带AAT的母线分段或联络断路器的控制回路如图6-3所示，其工作原理如下。
（1）正常工作。正常工作时，一、二次部分状态如下。
1）变压器T1、T2同时运行，分别向两（组）母线供电；QF2—QF5在合闸状态，其控制开关在“合闸后”位置（图中只绘出了QF2、QF3的控制回路）；分段或联络断路器QF1在跳闸状态，其控制开关在“跳闸后”位置（图中未绘出）这时，连段（组）母线有正常电压；T1、T2互为备用。
2）AAT装置包括低电压启动部分和自动投入部分。其中，低电压启动部分由低电压继电器KV1—KV4、过电压继电器KV5和KV6、时间继电器KT1和KT2组成；自动投入部分由中间继电器KC1—KC3、信号继电器KS及信号灯HW组成。正常情况下，KV1—KV6均在启动状态，在“低压启动”回路中的动断触点KV1—KV4断开，动合触点KV6、KV5闭合；KC1、KC2均在启动状态，其各动合触点闭合，当其线圈失电时触点延时断开；KT1、KT2、KC3、KS、HW均在失电状态。
（2）AAT动作。AAT动作原理：以母线Ι失去电压而使AAT动作为例说明其原理（母线Ⅱ失压类似）。
使母线Ι失去电压的原因有：
变压器T1故障；母线Ι上短路；母线Ι上的出线短路，而出线的保护或断路器拒动。这些情况下，T1的保护均动作于QF4、QF2跳闸。
任何原因使QF4跳闸，均联动QF2跳闸。
QF2误跳闸（如误碰跳闸机构或保护误动作）。
电力系统故障使T1高压侧电压消失，从而母线Ι失去电压（QF4、QF2未跳闸）。
AAT动作过程如下：
上述原因1）—3）均使QF2跳闸；原因4）使TV1失压，KV1、KV2失压，其在“低压启动”回路中的东断触点闭合，而备用电源母线Ⅱ有电，触点KV6闭合，低压启动回路接通，KT1启动，其触点延时跳开QF2。如果故障1）、2）中QF2由于某种原因未跳闸，低压启动回路也会启动。
上述任何原因使QF2跳开后，在QF1的“AAT启动回路”中的触点QF2闭合，而触点KC1延时断开，回路“+→FU3→触点KC1→触点KC2→KS、HW→QF2→FU4→—”接通，产生短时脉冲。KC3启动，其触点接通QF1的合闸回路使QF1合闸；KS动作、HW亮，发出AAT动作信号。
上述动作工程中，QF4、QF2事故跳闸时，其绿灯发光，并发事故因音箱信号；QF1自动合闸是，其红灯闪光。应操作相应的控制开关使之与断路器位置对应。
（3）接线分析。对照AAT接线要求，有以下几点说明。
1）在电力系统故障时，有可能使工作、备用电源均失压。在“低压启动”回路中，触点KV1、KV2、KV6串联，可保证在工作母线失压，且备用电源有电时才投入备用电源。但上述引起母线失压的原因1）—3）一般并不启动“低压启动”回路（因QF2已断开），即这些情况下AAT启动并未考虑备用电源是否有电，其理由主要是不考虑两电源同时发生故障。
2）图6-3中电压继电器的接线方式及在“低压启动”回路中，触点KV1、KV2串联，可保证在TV的一相熔断器熔断时AAT装置不误动作。
3）只要QF4、QF2之一跳闸，KC1就失电，QF1的“AAT启动回路”中的触点KC1延时断开后不在闭合，保证AAT只动作一次。
4）在QF1的“AAT启动回路”中串入动断触点QF2，保证只有工作电源受电侧断路器断开后，备用电源才投入。

图6-2 带AAT的母线分段或联络断路器的控制回路
交流电压回路

图6-3 带AAT的母线分段或联络断路器的控制回路
直流回路

参考文献
[1] 姚春球． 发电厂电气部分． 北京：中国电力出版社，2007．
[2] 卓乐友. 电力工程电气设计200例. 北京：中国电力出版社，2004.
[3
[4] 电气设计的相关文献资料

心得体会
经过三周的时间，做完了这次课程设计——《不同情况下的断路器控制回路设计》。
这次课程设计给我的收获和感触很大，学到了很多新的知识，以前课本学的知识也得到了进一步的巩固。
经过这次课程设计，我学到了断路器的一些知识，一些不同情况下断路器控制回路的一些知识，利用CAD画图的知识。
在这次课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学共同分工设计，学到了如何处理小组同学之间的关系，人际交往能力也得到了提高。
通过这次课程设计，我体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在此感谢我们的冯巧玲老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。
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