西门子SF6高压断路器(液压机构)培训资料(二次回路)

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西门子SF6高压断路器（液压机构）培训资料(二次回路)

一、西门子3AQ1-EE型SF6断路器简介 1、型号所代表的含义

三周波开断；

机构；

2、3AQ1-EE型因其具有分相操作功能，一般用于220kV线路间隔中。（满足分相重合功能）。 3、断路器外型图

二、西门子断路器二次图纸看图方法

1、图纸中注意横坐标（1－2－3－4 ,图纸顶部）、纵坐标（A-B-C-D-E ..，图纸左侧）、本页图纸编号（ZZA/M1 ..，图纸右下侧）。

2、图纸中每一元件都有相应的标识及位置编号。如Y1/ZM2，即在图纸ZM2中，对Y1有说明。 3、看图前注意图纸中所标明的设备状态（ZZA/B1中说明“无电压”、“无压力”、“断路器处于分闸状态”）预先了解设备状态，才能在后面图纸中清楚了解继电器、接触器、接点等设备的状态。 三、断路器控制回路（以3AQ1-EE为例） 1、元件对照表（图ZZA/B2、ZZA/B3、ZZA/B4）

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说明：

1、各元件名称可参照图ZZA/ZM1、ZZA/ZM2、ZZA/ZM3、ZZA/ZM4、 ZZA/ZM10中一一对应。 2、部分重要元件的功能在回路讲解中相应讲解。 2、断路器合闸回路（图ZZA/M1）

1、图中所示为远近控切换开关S8在就地位置。

2、-X1:1011、-X1:1012、-X1:1014分别为A/B/C三相合闸监视回路（接断路器合位、跳位监视，接

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至断路器操作箱或测控屏上红绿灯指示）。

3、-X1:611、-X1:616、-X1:621分别为断路器A/B/C三相远方合闸入口。 4、回路讲解：

1）S8为断路器远近控切换开关，当S8在就地位置时，41-42接点接通，13-14、23-24、33-34接点断开，因此，断路器的合闸只能通过合闸按钮S9实现。在控制室内或测控装置上的操作将失效；当S8在远方位置时，41-42接点断开，13-14、23-24、33-34接点接通，因此，合闸按钮S9失效，断路器的合闸操作需通过操作箱的控制回路（后台、测控、或KK开关）实现。

2）合闸回路（以A相为例）从上至下的元件有：断路器远近控切换开关S8常开接点；S1LA（断路器A相常闭辅助接点）；Y1LA（断路器A相合闸线圈）；K12LA（合闸总闭锁接触器）的常闭接点13-14。 说明：

①各元件可在相应图纸中查找（S8:ZM9；S1LA：ZM8；Y1LA：ZM5）K12LA为辅助接点，其线圈可在M4:6中查找（注意元件旁边“/”后面的标示）

②S8因图纸中在“近”控位置，所以其接点13-14打开，当其在“远”位置时，13-14接点闭合。 ③前面已讲到，本图纸中所标明的断路器状态在“分闸”位置，所以其31-32常闭接点闭合。 ④K12LA为合闸总闭锁接触器，当断路器在某些条件下（如SF6闭锁、防跳继电器动作、操作电源消失等），该接触器失磁，串入合闸回路的常开接点打开，闭锁合闸回路，如图中所示，K12LA未励磁，因图中标明的设备状态是“无压力、无电源”。值得注意的一点是：断路器正常运行情况下，该接触器应是励磁的，串入合闸回路的常开接点闭合，使断路器合闸操作成为可能。K12LA的动作条件在后续的回路中讲解。

3）当合闸线圈Y1LA带电后，通过机械回路实现断路器A相的合闸过程。 5、断路器防跳回路讲解：

1）防跳的概念：指因合闸脉冲一直存在，合闸回路接通，当合闸于故障点时，保护将动作跳开断路器，但因合闸脉冲一直存在，断路器将合闸于故障点上，保护再将断路器跳开，断路器将反复分合，这种情况称为开关跳跃，防跳的目的即是防止开关发生跳跃的情况。

2）防跳功能的实现：通过防跳继电器K7LA及其接点实现，若断路器在近控位置，如图所示，正常情况下，K7LA继电器不励磁，合闸结束后，断路器辅助接点S1LA的158－157接通，若此时合闸脉冲已消失，K7LA也不会励磁，但若合闸脉冲一直存在，例如合闸按钮接点未返回，通过断路器辅助接点S1LA的157－158使防跳继电器K7LA励磁，将K7LA的接点7-8接通（自保持回路，直到合闸脉冲消失后返回），K7LA励磁后，其接点将K12LA回路切断，使K12LA失磁（图纸ZZA/M4，后面单独讲），K12LA串入合闸回路的常开接点打开，使断路器不能合闸，从而实现防跳功能。（如下图所示）

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3）对于断路器B、C相，与A相的区别在于其防跳回路中，K7LB/K7LC继电器并联了另一个防跳继电器K8LB/K8LC，但从图纸ZM3中可知，K8LB/K8LC继电器的接点仅用在断路器合闸监视回路中（K7LA继电器的辅助接点有4副，K7LB/LC继电器的辅助接点只有2副，K8LB/LC的作用一方面在于扩展K7LA/LB的辅助接点，设计原理待查）。

4）合闸监视回路：断路器合闸监视回路中串入的接点有：断路器常闭辅助接点（181-182；32-31）、防跳继电器辅助接点（K7LA）、远近控切换开关S8辅助接点（13-14）、合闸线圈（Y1LA）、合闸总闭锁接触器（K12LA）的常开接点（13-14）。即当断路器远近控切换开关在远控位置、断路器在分闸位置、防跳继电器不动作，无合闸闭锁条件时，合闸监视回路通。实际情况中合闸监视回路接绿灯，表示断路器在分闸位置，但其监视的是合闸回路的情况。（如下图所示）

3、断路器第一组分闸回路（图ZZA/M2） 1、图中所示为远近控切换开关S8在就地位置。

2、-X1:632、-X1:637、-X1:642分别为断路器A/B/C三相远方合闸入口。

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3、回路讲解：

1）S8为断路器远近控切换开关，当S8在就地位置时（如图所示），43-44、53-54、63-64接点断开，因此，断路器的合闸只能通过分闸按钮S3实现。在控制室内或测控装置上的操作将失效；当S8在远方位置时，43-44、53-54、63-64接点接通，因此，分闸按钮S3失效，断路器的合闸操作需通过操作箱的控制回路（后台、测控、或KK开关）。注意：所有保护动作跳闸的入口均在操作箱的控制回路，若S8在就地位置，保护将不能跳开此断路器。

2）分闸回路内从上至下的元件有（远方操作回路，A相为例）：S1LA（断路器A相辅助接点）的常开接点33-34（本图表示断路器状态在分闸位置，当断路器处于合闸状态时该接点接通）；Y2LA（A相第一组分闸线圈）；K10（第Ⅰ组分闸总闭锁接触器）的常开接点13-14。

3）K10为第Ⅰ组分闸总闭锁接触器，当断路器在某些条件下（如SF6闭锁、操作电源消失等），该接触器失磁，串入分闸回路的常开接点打开，闭锁分闸回路，如图中所示，K10未励磁，因图中标明的设备状态是“无压力、无电源”。值得注意的一点是：断路器正常运行情况下，该接触器应是励磁的，串入分闸回路的常开接点闭合，使断路器分闸操作成为可能。K10的动作条件在后续的回路中讲解。 4）K61为三相不一致第Ⅰ组强行分闸继电器，该继电器的功能及实现原理在后续回路中讲解。 5）当断路器在“近控”位置时，当现场按下分闸按钮（S3），第Ⅰ组就地跳闸中间继电器（K77）励磁启动，其接点13-14、23-24、33-34接通，接通第一组分闸回路。同样，若分闸回路中K10失磁，现场按钮操作实效。

4、断路器第二组分闸回路（图ZZA/M3）

1)断路器第二组分闸回路基本与第一组相似，区别在于第二组分闸回路不经过现场分闸按钮（S3），即现场按按钮操作时，接通的是第一组分闸回路，但远方分闸回路同时将第一、二组分闸回路接通。 2）第二组分闸回路所使用的分闸线圈（Y3LA/LB/LC）与第一组独立，确保分闸可靠。

3）第二组分闸回路同样安装有第Ⅱ组跳闸总闭锁接触器（K55）、三相不一致第Ⅱ组强行分闸继电器（K63），与第一组独立。

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5、断路器三相强迫动作（图ZZA/M3）

1）断路器三相强迫动作，通过时间继电器K16、K64延时3S（出厂设定在1～2S---依开关出厂二次图纸的定值，实际中可能需要进行适当的调整，以躲开系统自动重合闸时间）再启动跳闸继电器K61，K63（分别在分闸回路1，2中），实现开关的三项强迫动作跳闸。

2）回路中的接线保证了断路器三相位置不一致时回路接通，正常情况下，断路器三相同时动作时，断路器辅助接点同时断开或闭合，强迫三相不一致回路不通，当某一相断路器位置与其它两相不一致时，如A相在断开位置，B/C相在合上位置时，该回路导通，继电器K16励磁，其常开接点15-18闭合，使得K61继电器励磁，K61继电器的常开接点83-84闭合（自保持），使得K61继电器自保持，只有当人工操作复位按钮S4时，K61才失磁。K61动作后，其串入第一组分闸回路（A/B/C三相均有）的常开接点闭合，使得断路器A/B/C三相第一组分闸回路都接通，断路器三相均跳开。

3）三相强迫动作同样存在于断路器的第二组分闸回路中，使用继电器K64/K63，动作原理一样，具体见图纸（ZZA/M7）。

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6、断路器分闸总闭锁回路（图ZZA/M4）

1）从断路器分闸总闭锁回路看知：该回路串入了K5常闭接点、K3常闭接点、K14常闭接点，K10线圈。当K10继电器励磁时，其串入第一组分闸回路中的常开接点闭合，使第一组分闸线圈动作成为可能，当该继电器失磁时，其串入第一组分闸回路的常开接点打开，闭锁第一组分闸回路。可参考“3、断路器第一组分闸回路（图ZZA/M2）3）”。然后再逐一分析K10的动作条件。

2）K5（第Ⅰ组SF6总闭锁继电器），见图纸/ZM4.6（图纸编号M4，第6列），可知K5继电器的启动通过B4（SF6密度计）接点启动。B4的说明在图纸ZM6中，可对照看，可知当SF6压力低于6.4-0.2＝6.2bar时，B4接点21-23接通，即当SF6压力低于6.2bar时，K5继电器励磁。当K5励磁时，其串入分闸闭锁回路的常闭接点打开，使回路切断，K10失磁，闭锁第一组分闸回路。

3）K3（第Ⅰ组油压分闸闭锁继电器），看图方法与上述相同。其通过液压表接点启动，液压表的说明参照图纸ZM10，由图可知，该接点27-30在油压低于253bar时，接点接通，启动K3继电器，当K3励磁时，其串入分闸闭锁回路的常闭接点打开，使回路切断，K10失磁，闭锁第一组分闸回路。 4）K14（第Ⅰ组Ｎ2分闸闭锁时间继电器）回路分析：注意K81（Ｎ2泄漏合闸总闭锁继电器）继电器动作条件，两个情况：一是K182继电器常开接点闭合；二是K9继电器常开接点闭合及B1接点闭合。K182为Ｎ2泄漏复位接触器，本回路中的作用是自保持功能，具体该继电器功能、回路在后续回路中讲解。K9为油泵打压接触器，当油压低于整定值时启动，具体功能、回路在后续回路中讲解。对照图

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纸/ZM10可知，B1的21-22接点在油压高于355bar时接点闭合。即我们可得知当油压高于355bar时，B1相应接点闭合，启动继电器K81。K81启动后，其常开接点10-11闭合（M4.7），继电器K14线圈带电，但K14是个时间继电器，其时间整定为3小时（出厂设定），即3小时后，串入分闸总闭锁回路的K14常闭接点打开，继电器K10失磁，闭锁分闸回路。

5）从以上的分析我们可以得知，断路器分闸总闭锁的条件是：①SF6气压低于设定值（通过B4，K5实现）；②油压低于分闸油压设定值253bar（通过B2，K3实现）；③N2泄露3小时后（通过B1，K81，K14实现）；④控制电压失电。

7、断路器合闸总闭锁回路（图ZZA/M4）

1）从断路器合闸总闭锁回路看知：该回路串入了K81常闭接点、K2常闭接点、K61常闭接点，K63常闭接点，K10常开接点，K7LA/B/C常闭接点、K12LA/B/C线圈。当K12LA/B/C继电器励磁时，其

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串入合闸回路中的常开接点闭合，使合闸线圈动作成为可能，当该继电器失磁时，其串入合闸回路的常开接点打开，闭锁合闸回路。可参考“2、断路器合闸回路（图ZZA/M1）”。然后再逐一分析K12LA/B/C的动作条件。

2）K81我们前面已经分析到，K81的启动条件是N2泄漏，正常运行情况下，K81不励磁启动，因此其常闭接点闭合。当发生N2泄漏情况时，K81继电器启动，使整个合闸闭锁回路断开，K12LA/B/C继电器失磁，闭锁合闸回路。

3）K2（油压合闸闭锁继电器），见图纸/ZM4.5（图纸编号M4，第5列），可知K2继电器的启动通过B1（油压监测器）接点启动。B1的说明在图纸ZM10中，可对照看，可知当油压低于273bar时，B1接点10-7接通，即当油压低于253bar时，K2继电器励磁。当K2励磁时，其串入合闸闭锁回路的常闭接点打开，使回路切断，K12LA/B/C失磁，闭锁合闸回路。

4）K61、K63分别为三相不一致第Ⅰ组、第Ⅱ组强行分闸继电器，在“5、断路器三相强迫动作（图ZZA/M3）”中已有讲解，即当断路器发生三相不一致运行时，闭锁合闸回路。

5）K10为第一组分闸闭锁继电器，当断路器正常运行时，K10励磁，其常开接点闭合，当其它闭锁条件满足时，合闸回路闭锁，但应注意的一点是当断路器第一组分闸回路闭锁时，即K10失磁时，合闸回路同样闭锁。K10的启动条件参考“6、断路器分闸总闭锁回路（图ZZA/M4）”。 6）K7LA/B/C为防跳继电器，其动作原理参考“2、断路器合闸回路（图ZZA/M1）”。

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7）从以上的分析我们可以得知，断路器合闸总闭锁的条件是：①油压低于合闸油压设定值273bar（通过B1，K2实现）；②发生非全相运行（通过三相强迫动作K61，K63继电器实现）；③防跳继电器动作（通过K7LA/B/C实现）；④N2发生泄露（通过K81实现）；⑤分闸总闭锁继电器动作（通过K10实现）；⑥控制电压失电。

8、图纸ZZA/M4中继电器K4未讲解，在后续回路中补充。 9、油泵控制回路（ZZA/M5）

1）参照图纸ZM10可知，B1常开接点16-17在压力低于320bar时闭合，接点闭合后，启动继电器时间继电器K15，K15的15-18接点闭合（如图所示为瞬时闭合，延时断开接点（继电器断电后，延迟3S断开）），启动继电器K9，K9启动后，其串入马达的常开接点闭合，马达启动，断路器开始打压。达到设定值时，马达在打压延时时间继电器设定之后停止。

2）K9回路中并联了一个时间继电器K67，该继电器的功能是控制油泵启动时间，当K9启动的同时，K67线圈同时带电，K67为一时间继电器，其出厂设置时间为15分钟，即当断路器开始打压，液压油压力没有上升到320以上，K15继电器一致启动，K9也一直启动，若15分钟后，K9仍启动，则K67串在K9线圈回路中的常闭接点打开，使K9线圈失电，打压停止。K67的实际功能是控制油泵打压时间不超过15分钟。（延时的目的：1、防止液压系统频繁起动；2、检查氮气储能筒有无氮气泄漏的情况发生）。

3）K15线圈中串入了K81的常闭接点，K81我们在上面已经分析了当发生N2泄漏时，该继电器启动。从以上分析可知：若断路器液压低于320bar，油泵开始启动打压，对照“6、断路器分闸总闭锁回路（图ZZA/M4） .4”可知，在K15接点未返回（K15接点延时断开）之前，若压力达到355bar以上，B1的20-21接点闭合，K9接点闭合，K81启动，当K81启动后，对照图纸ZZA/ZM7可知，K182继电器启动，其接点34-33闭合，使得K182自保持启动，同时切断K15的回路。

4）正常情况下，在电机运转的打压过程中油压不会迅速上升到355bar，如果发生氮气外漏，电机打压，油压会迅速上升，并在系统设定的时间（3S）内达到355bar，断路器判断氮气泄漏的主要依据是油压上升的速率。 原理如图所示：

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10、自动重合闸联锁回路（ZZA/M5）

1）图纸ZZA/M4的启动条件是B1的11-14接点闭合，参照图纸ZZA/ZM10可知，B1的11-14接点打开的条件是油压低于308bar，也就是说，当液压油压力低于308bar时，B1的11-14接点打开，K4继电器失磁，不启动。当液压油高压308bar时，B1的11-14接点闭合（本身为常闭接点），K14继电器启动。

2）因断路器正常运行时，液压在330bar左右，可知在正常情况下，K14继电器是励磁启动的；对照“7、断路器合闸总闭锁回路（图ZZA/M4）”我们可知在正常情况下K12LA继电器也是启动的，那么对照图纸ZZA/M5分析，在正常运行时X1:676-X1:678回路相通，X1:676-X1:677回路不通，但当油压低于308bar时，K14继电器失磁，接点返回，X1:676-X1:678回路不通，X1:676-X1:677回路相通，因断路器本身无重合闸功能，通过在X1:676、X1:678、X1:677外部接线（接入重合闸装置等），实现断路器重合闸的闭锁。

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3）总结：断路器的重合闸闭锁是通过B1，K4实现，B1油压设定值为308bar，即当油压低于设定值时，K4动作，通过外部装置闭锁重合闸。（说明：本回路可结合断路器重合闸装置、操作箱综合分析）

11、信号回路（ZZA/M6）

1）本图中通过相应继电器接点的动作，监测断路器本身状态，可向后台、测控发相应信号。具体回路自行分析。

12、第二组三相强迫动作（ZZA/M7）参考：“5、断路器三相强迫动作（图ZZA/M3）”自行分析。 13、第二组分闸总闭锁回路（ZZA/M7）参考“6、断路器分闸总闭锁回路（图ZZA/M4）”，实现的原理与上述相同，只是使用不同的继电器实现，另K55串入第二组分闸回路，即闭锁第二组分闸回路。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ma2j.html