断路器与自动化设备的配合

  电力系统的控制对象主要包括断路器、隔离开关等，其中断路器是电力系统中最重要的开关设备，在正常运行时断路器可以接通和切断电气设备的负荷电流，在系统发生故障时则能可靠地切断短路电流。下面我们先简要的介绍一下断路器：

断路器的作用

  断路器是电力系统中，改变运行方式，开断和关合负载电流、空载长线路或电容器组等容性负荷电流，及开断空载变压器或高压电动机等电感性小负荷电流的设备。

断路器与自动化设备的配合

1、与继电保护配合：在电网发生故障时，能快速将故障从电网上切除，以减轻电力设备的损坏和提高电网的稳定性。

2、与自动重合闸配合：能保证电网发生瞬时故障时及时切除故障和恢复供电，提高电网供电的可靠性

3、与其他相关自动装置的配合：负荷联切、低周减载，备用电源自动投切等等

断路器的分类（按绝缘介质）

①油断路器：指触头在变压器油中开断，利用变压器油作为灭弧介质的断路器。其中油只作灭弧介质，用油量少的，称为少油断路器。油兼做绝缘介质，用油量多的，称为多油断路器。

②空气断路器：利用高压空气来吹弧的断路器。吹弧压力一般在10-40大气压范围内，由于其结构复杂，现已基本淘汰。

③真空断路器：触头在真空中开断，利用真空作为绝缘介质和灭弧介质的断路器。真空断路器要求真空度在0.0133Pa以上

④固体产气断路器：利用固体产气物质在电弧高温作用下分解出的气体来熄灭电弧的断路器。由于其灭弧能力低，一般只做负荷开关用。

⑤六氟化硫断路器：利用高压六氟化硫气体来吹弧的断路器。因灭弧性能好而得到了广泛应用。

SF6气体的特性: 绝缘强度在均匀电场下为空气的2-3倍，开断能力是空气的100倍。但SF6气体在电弧的作用下会产生极少量的SF4气体。SF4与金属触头、SF6气体中的水分化合，产生HF、SOF2。SF4、HF、 SOF2有毒，对金属和绝缘材料都有很大的腐蚀性。

断路器的分类（按操作机构）

① 电磁操作机构：利用合闸线圈的电磁力合闸，同时将分闸弹簧储能。特点是合闸电流很大，可达几十安至数百安，所以合闸回路不能直接利用控制开关触点接通，必须采用合闸接触器。适用于35kV及以下断路器。

② 弹簧操作机构：利用已储能的合闸弹簧合闸，合闸弹簧释能的同时给分闸弹簧储能。现广泛运用。

③ 液压操作机构：以压缩N2(碟簧)作为能源，以液压油作为传递媒介来进行分、合闸。广泛适用110kV及以上的少油及SF6断路器。

④ 气动操作机构：以压缩空气为动能，推动活塞实现分、合闸。需配备空气压缩设备，分闸靠压缩空气同时给弹簧储能，合闸靠弹簧的机构。

断路器的参数

① 额定开断电流：是在额定电压下断路器能安全无损地开断的最大电流。

② 额定关合电流：断路器能可靠接通的最大电流。一般取额定开断电流的1.8√2(≈2.5)倍。

③ 额定开断容量：是表征断路器开断能力的一个参数，它是由开断电流通过计算而得出的，对于三相断路器，额定断流容量公式为：额定开断容量=√3×额定开断电流×额定线电压。

④ 额定短时耐受(热稳定)电流：反映的使断路器承受短路电流热效应的能力。它是在规定的时间内断路器在合闸位置能够承载的电流的有效值，数值上就等于断路器的额定短路开断电流。

⑤ 额定峰值耐受(动稳定)电流：是指断路器在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的峰值电流。与额定短路关合电流相等。

断路器操作方式

（1）就地操作：通过断路器机构箱上的分、合闸操作按钮进行操作。

（2）远方操作：一般是通过主控室内监控后台机进行，操作命令传达到测控装置，启动测控装置跳、合闸继电器，跳、合闸信号传递到保护装置操作插件（操作箱），启动操作插件手跳、手合继电器，手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路，启动断路器跳、合闸。当监控后台机死机或其它原因不能操作时，可以在测控屏进行操作。

（3）遥控操作：由调度端（或集控站端）发送操作命令，经通讯设备至站内远动通讯屏，远动通讯屏将命令转发至站内通讯屏（交换机），然后通讯屏（交换机）将命令传输至测控屏，逐级向下传输。需要指出，有些老站遥控命令是通过后台机进行传输的，如虚线图所示，但由于后台机死机时，将不能进行遥控操作，现在新上的变电站，遥控通道不再经后台机，提高了遥控操作可靠性。

 

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一、断路器的控制回路的基本要求

（3）控制回路应具有反映断路器状态的位置信号和自动分、合闸时的不同显示信号。

（4）无论断路器是否带有机械闭锁，都应具有防止多次分、合闸的电气“防跳”措施。

（5）对控制回路及其电源是否完好，应能进行监视。（“控制电源消失”、“控制回路断线”等）

（6）当具有单相操作机构的断路器按三相操作时，应有三相不一致的信号。（“三相不一致保护动作”）

（7）对于采用气压、弹簧和液压操作的断路器，应有气操动机构的压缩空气压力是否正常，弹簧操动机构的弹簧是否完成储能，以及液压操作机构液压值的监视回路和闭锁回路。（“打压超时”、“压力低闭锁分闸”、“弹簧未储能”等）

（8）控制回路的接线应简单可靠、使用电缆芯数应尽量少。（无用的接线应隔离清楚，必要时予以拆除，防止寄生回路的存在）

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