操作回路说明(2)

南京国电南自电网自动化有限公司-----工程服务部?JJ高压保护操作回路的电源监视回路继电器。该继电器回路按接入直流电源不同，共分为二组。其中，合闸回路和第一组跳闸回路接第一路直流电源；第二跳闸回路接第二直流电源。还有设计用三组直流电源的，第一第二组同上，其余继电器和回路接第三路直流电源。第三路直流电源有第一路直流电源和第二路直流电源切换提供。当第一路直流电源工作时第三路直流电源由第一路直流电源提供，当第一路直流电源消失时第三路直流电源由第二路直流电源提供，直流电源的切换也由JJ完成。?YQJ电压切换继电器。1YQJ由隔离开关1G的辅助接点（常开）启动，由隔离开关1G的辅助接点（常闭）复归；2YQJ由隔离开关2G的辅助接点（常开）启动，由隔离开关2G的辅助接点（常闭）复归。当1YQJ动作时，第一组母线的电压互感器1PT的二次电压经闭合的1YQJ接点接入保护装置，同时送出必要的配合接点；当2YQJ动作时，第二组母线的电压互感器2PT的二次电压经闭合的2YQJ接点接入保护装置，同时送出必要的配合接点。如下图2：（图2）1YQJ、2YQJ各送出4对电压切换接点，分别切换A、B、C三相电压和开口三角形的零序电压，注意相电压和零序电压的接地线（即N线）不经切换继电器，直接进入保护装置。注意：双母线接线方式用当运行方式改变时用电压切换继电器YJQ来保证保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一起进行切换；而对于单母分段当需要不停电检修某段母线PT时，则要把两段母线并列运行，且需要通过BLJ（并列继电器）把一段母线电压给两段母线上所-6-南京国电南自电网自动化有限公司-----工程服务部有的保护装置用，此时需要用到PT并列装置。如下接线方式图3，这个需要注意二者区别。（图3）?ZJ中间继电器，一般用于操作回路其他扩展用途，比如遥控复归回路等,还有回路的信号接点不够时用于扩展等。?TXJ保护跳闸信号继电器，用于保护动作跳闸后的指示或输出接点给测控等其他设备。?TJ跳闸继电器，用于保护动作跳开断路器。高压保护还分为TJQ三相跳闸继电器（不闭锁重合闸，启动失灵），TJR三相跳闸继电器（闭锁重合闸，启动失灵），TJF三相跳闸继电器（不闭锁重合闸，不启动失灵）。3、操作回路关键问题详细说明及与外部机构配合

3.1跳合闸保持回路的作用

以前保护的操作回路是同保护继电器互相独立的，操作回路主要起三个作用：a)增加接点容量。由保护元件的接点直接通断开关的跳合闸回路，容易导致保护出口接点烧毁，所以由操作回路的大容量中间继电器来重动。b)增加接点数量，如开关本体所能提供的TWJ和HWJ等接点数量有限，通过操作回路，增加接点从而实现如跳合位指示和控制回路监视及不对应启动重合闸等逻辑功能。c)防止开关跳跃（简称防跳）功能。随着变电站综合自动化技术的发展，低压保护测控一体化、分层分布结构、分散式安装等已成为业界公认的发展-7-南京国电南自电网自动化有限公司-----工程服务部趋势，操作回路必然要集成到保护装置内部。而操作回路主要由继电器等分立元件组成，它往往体积较大，这同保护装置体积要小型化的要求产生了矛盾。各厂家对此采取的处理方式是采用小型继电器（工作电源一般为DC24V），并对传统操作回路做适量的简化。一些厂家直接取消了保持回路,采用出口继电器加适量延时的方式，这种方式国外的保护常用，如ABB、西门子等。微机保护测控装置采用小型密封继电器后，虽然各厂家的说明书上一般都标有接点容量为DC220V，5A等，目前最常用的开关操作机构是弹簧操作机构，而弹操机构的分合电流一般较小，10KV开关0.5A~1A左右，110KV开关2~4A左右，这样单从跳合闸参数来看，似乎没有问题，但实际上这是接点的导通容量，而我们重点要考虑的是接点的分断能力。因为跳合闸回路接有跳合闸线圈，属于感性负载，接点在断开时，会承受线圈产生的很高的反向浪涌电压，往往会造成接点拉弧，导致接点烧毁。而采用保持回路后，保护出口接点在导通跳合闸回路的同时启动保持回路，由保持回路来保证即使保护跳合闸接点断开，而跳合闸回路仍然导通，切断跳合闸线圈回路由具有一定灭弧能力的断路器辅助触点在开关主触头动作后完成。从而既保证了开关的可靠分合，也避免了保护接点直接拉弧，所以在电力系统继电保护反措要求中明确规定应有保持回路。如果取消保持继电器，采用通过增加继电器接点动作时间，靠时间躲过接点拉弧的方式。看似巧妙，实际上并不可取。采用保持回路，并不仅仅是为了防止接点损坏，最主要的是保证开关可靠分合。通过软件设置接点闭合时间，仅仅是避免了接点烧毁，可靠性并没有提高，而且接点闭合时间的多少，也是很重要的参数，如果设置不当，也会出问题。另外即使时间设置合适，如果开关本身辅助触点不能及时分开，到达预定延时后，还是由保护接点分断跳合闸回路，还是会导致接点烧毁。3.2跳合闸保持电流及自适应的说明

低压保护设计均采用了出口回路开放继电器QDJ，通过保护作用于跳合闸的出口中间继电器，其负电源均经该继电器闭锁，该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。我们在工程调试现场，经常需要根据开关动作电流来调整操作回路的跳合闸电流。但实际上跳合闸电流是由开关线圈本身的电阻决定的，我们是调整不了的，我们只是调整的流过TBJ（/HBJ）线圈的电流，通过在TBJ（/HBJ）两侧并联电阻分流来实现。国内开关跳合闸线圈大部分都是电流型的，绝大多数的保持回路也相应采用了电流动作线圈。对保持继电器-8-南京国电南自电网自动化有限公司-----工程服务部的动作电流有一定的要求，要保证适当的保持系数（即开关操作电流/保持继电器启动电流的比值，一般为2左右）。对不同操作电流的开关，保持动作电流也要与之相匹配。由于很多地方用户不是很清楚操作回路的跳合闸电流和开关之间需要配合，没有正确调整保持继电器的并联电阻，造成出现分合开关不成功的问题，所以又专门设计了操作回路的保持电流自适应的方案，规定的自适应范围从1A~4A，在现场并不需要调整保持动作电流。它实际上是采用电压型保持继电器来代替传统电流型继电器，从而实现不用调整任何参数，即可实现同不同跳合闸电流的开关的配合。TBJ（/HBJ）线圈的动作电压为DC1.5V，在其线圈上除了有起保护作用的二极管1N4007和电阻回路外，还正向并接了两支串联的大功率二极管1N5408，起保护作用的二极管是反向接的，所以从电路板上很好区分。当保护动作接点闭合接通整个跳合闸回路时，大功率二极管正向导通，每只二极管的正向压降为1.2V左右，这样不管跳合闸线圈的电阻多大（也就是开关的具体操作电流有多大），加在保持继电器线圈上的电压都是2.4V左右，都会启动TBJ（/HBJ）。从而实现了对开关跳合闸电流的自适应。但此时要注意的是实际回路中的保持继电器不再是电流型继电器，而是电压型的，所以不能再校验保持继电器的动作电流，不再有保持系数的概念。我们公司高压系列通过调节保持线圈上并联的电阻大小，来使保持动作电流同各种参数的开关匹配，保持继电器线圈为电流型内阻很小，所以保护装置跳合闸回路本身的电阻可忽略不计，整个跳合闸回路电阻主要是开关跳合闸线圈内阻，该回路的电流大小就决定于直流系统控制电压和开关线圈电阻的大小，这是一个简单的欧姆定律。那我们在现场调整的是什么呢？我们只是调整的流过TBJ（/HBJ）线圈的电流。以FCX22U的03号板件为例，跳合闸保持继电器动作额度电流为250mA，如果一个并联电阻也不接入的话，跳合闸电流全部从保持线圈流过，并入第一个电阻R1（标有+0.25A字样），该电阻的阻值设计同保持线圈回路阻值基本相等,因为电阻分流,当外部整个跳合闸电流为0.5A时，此时流过保持继电器线圈的电流还是0.25A。板子上还有几个不同阻值的电阻，在其边上标有的+电流数值，就是并入该电阻后，可以在原来0.25A基础上“增加”的跳合闸电流。通过这几个电阻的组合，就可以适应外部开关动作电流从0.25A~4A的情况，目的就是要保证流经TBJ（/HBJ）线圈的电流在0.25A左右。这样设计保持了继电器型号统一既便于生产，直接焊接在电路板上也提高了设备的可靠性。现场调整时，可把需要的电阻前面的短接线剪掉或焊上即可，操作起来也很方便。国家电网公司2005年发布的《十八项重大反事故措施》（试行）“继电保护专业重点实施要求”中规定继电保护的所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55%-70%范围以内的中间继电器，其动作功率不低于5W。手动和遥控跳闸回路用的STJ-9-南京国电南自电网自动化有限公司-----工程服务部是脉冲启动的电压继电器，现场曾发生因为变电站直流系统正电源单侧接地，造成PS640系列保护装置STJ动作，导致开关无故跳开的现象，所以要严格控制此类涉及直接跳闸的中间继电器的动作参数，包括手动跳闸继电器STJ、三相跳闸继电器TJ、TJR、TJQ、TJF，使其动作电压在55%-70%范围以内。另外当跳闸电缆长距离传输时，虽然电压未到55%，但是一般的中间继电器动作功率很小，只有1W、2W左右，也会因动作功率达到要求出口误动作，所以还需要再该类中间继电器启动端子与负电源之间并接一只功率为5W的电阻，以满足反措动作功率的要求，达到防止误动的目的。3.3TWJ/HWJ位置继电器和控制回路断线

TWJ/HWJ主要作用是提供开关位置指示。HWJ并接于跳闸回路，该回路在开关跳圈之前串有断路器常开辅助触点。当开关在合位时，开关的常开辅助触点闭合，HWJ线圈带电，HWJ在合位。TWJ一般并接于合闸回路，该回路在开关合圈之前串有断路器常闭辅助触点。当开关在分位时，开关的常闭辅助触点闭合，TWJ线圈带电，TWJ在合位。这里需要注意的是：当开关在分位时，合闸回路接通，合闸线圈是带电的。TWJ为电压线圈，线圈本身电阻就较大，加上回路上串的电阻，整体阻值约40KΩ（测量控制正和TWJ负端），因为国内开关跳合闸线圈为电流型，其阻值较小（常见的为50~200Ω），虽然整个合闸回路是导通的，但因为控制回路电压大部分加在TWJ上，TWJ部分电阻很大，电流很小，不足以使合圈动作，TWJ线圈上串联的电阻，也是为了防止TWJ线圈击穿短路，导致合圈误动。当手动或遥控合闸时，合闸回路接通相当于直接将TWJ短接，电压直接加在合闸线圈上，达到动作电流使线圈动作。HWJ回路同此基本一致。断路器位置可以用合位也可以用跳位表示,保护和后台习惯采用的位置信号略有不同:按照传统习惯，保护程序判断开关位置一般采用TWJ，比如备投装置需接入的开关位置都采用TWJ（断路器常闭触点），高压线路保护也是只判跳位等；远动后台方面一般都采用HWJ（断路器常开触点）,如果只有TWJ，往往还要在数据库里取反。操作回路从电气上可以说基本上是独立的，跳合位指示灯也直接带在操作回路上，如果装置电源不上电，只给操作回路控制电源上电，此时依然可以分合开关，这样保证了紧急情况下就算遇到CPU板损坏、装置电源损坏等问题仍然可以分合开关。但是对于装置面板上自带的跳合位指示灯却不会亮，原因是由于装置CPU采集到跳合位后，再驱动面板上的发光二极管，产生相应的灯光位置指示，故不给装置电源是无法点亮分合指示灯的。位置继电器除了提供位置指示外，还有一个重要作用是监视控制回路是否完好。因为正-10-

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