高压断路器非全极保护控制回路的原理与设计

高压断路器非全极保护控制回路的原理与设计

摘要：高压断路器极间不同期的控制回路，应对各极的分闸、合闸位置监控。

断路器发生非全相合闸时，应可实现已合闸相自行分闸。

关键词： 高压断路器；非全极控制回路

高压断路器应具有极间不同期的控制回路，应对各极的分闸、合闸位置监控。根据使用情况，延时应在0.1秒到5秒间可调。当断路器发生非全相合闸或非全相运行时，断路器本身的控制回路应能实现合闸相分闸。应要合理设计断路器的非全极控制回路，避免某些断路器出现长时间的非全极运行。

一断路器非全极控制回路的原理

根据不同的参量，可以判断断路器是否出现了非全极状态。主要有以下两种方法：

1 依据断路器三极的分闸、合闸位置信号判断

若断路器三极同处于合闸位置或分闸位置，则断路器没有出现非全极现象。若其中的一极与两外两极断路器所处的位置状态（分闸位置或合闸位置），则断路器出现了非全极现象。

一般断路器合闸或分闸位置信号是根据操动机构中辅助开关接点的开、闭状态来判断。假设断路器处于分闸位置，取辅助开关中的一对闭接点作为断路器分闸位置的信号，则取辅助开关中的一对开接点作为断路器合闸位置的信号。若三极的断路器辅助开关反映断路器位置信号，出现了三极不一致的现象，则断路器出现了非全极现象。

2 依据断路器所在线路的零序电流大小判断

若断路器所在线路的零序电流大于设定阈值，则认为该线路出现了非全相状态，认为该线路中的断路器出现了非全极状态。同时，还需依据断路器的位置信号一起判断是线路的某个断路器出现了非全极现象。

一般情况下断路器自身的设置的非全极回路，是依据断路器中辅助开关接点的信号，进行非全极保护回路的设计；继电保护装置一般依据线路中零序电流的大小，进行非全极保护设计。下面仅介绍断路器自身的设置的非全极二次控制回路的原理及电器元件的选取。

二断路器非全极保护回路的设计及电器元件的选取

1 断路器非全极控制回路的设计

断路器非全极控制回路，见图1、图2。

图1

图2

图1中电器元件定义：

Q1、Q3:为辅助开关；

XB1：为连接片；

KT1:时间继电器；

KL1:中间继电器；

SB1:分合闸控制转换开关；

SPT:就地与远方控制转换开关；

K1、K2、K3：分别为A、B、C极分闸电磁铁线圈。

非全极控制回路的说明：

（1） 电气控制线路图对应于断路器分闸位置,电气回路不带电。

（2） 非全极回路中端子210、端子101与控制电源的正极连通，端子213、端子123与控制电源的负极连通。

（3） 对A、B、C三极分别取同一极的一对闭接点（比如：Q3-25/Q3-27）和一对开接点（比如：Q3-26/Q3-28），开接点与闭接点串联，然后通过电缆将A、B、C极端子排的端子210、211、212并联。

当断路器出现三极分、合位置状态不一致时，端子210与端子213回路导通，时间继电器KT1线圈受电，时间继电器的通电延时接通接点KT1-25/KT1-28延时到设定时间后闭合，非全极动作中间继电器KL1线圈吸合，KL1敞开触点KL1-13/ KL1-14、KL1-23/ KL1-24、KL1-33/ KL1-34均闭合，将三极中处于合闸位置的极跳闸，使三极的状态保持一致，均为分闸位置。

（4） 当断路器处于调试或检修状态时，不需要断路器的非全极回路投入时，可将非全极回路中的连接片XB1打开，失去了非全极保护功能；需要时，将连接片XB1可靠连通即可。

2 断路器非全极控制回路的电器元件的选取

非全极控制回路中时间继电器KT1和中间继电器KL1的选取需满足特殊要求：

非全极时间继电器KT1选取

非全极时间继电器满足延时时间应在0.1秒到5秒间可调，要求时间继电器具有较高精度。非全极时间继电器延时时间的整定需躲过断路器的重合闸时间，时间继电器的整定需根据继电保护装置的要求进行整定。一般要求时间继电器延时2至5秒。

非全极中间继电器KL1选取

非全极中间继电器的最低动作电压至少满足其额定电压的55%~70%，以提高其抗电磁干扰能力。

只有理解了断路器的非全极保护回路的原理，选择了合理的电器元件，才能设计出安全可靠的非全极保护回路。