继电保护操作回路现场调试中常见问题分析
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摘要：在现场综自的调试中经常遇到涉及操作回路方面的一些问题，例如：开关不能正常分合、开关正常分合时报事故总信号或控制回路断线以及开关位置指示不正常等问题，本文就现场一些常见问题结合现场工程实践进行分析，并介绍操作回路中的一些基本概念。
关键字：操作回路；控制回路断线；TWJ；HWJ；KKJ；事故总信号
Abstract: in the field in the commissioning since frequently encountered in involving the operating circuit some problems, for example: switch can't normal points close, switch to normal points and times total accident signal or control circuit break and switch position indicator not normal and so on, this paper live some common problems combined with the engineering practice to analysis, and introduce some basic concepts in the operating circuit.
Key word: operating circuit; Control circuit break; TWJ; HWJ; KKJ; Accident total signal
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
1、引言
变电站保护和监控等二次领域随着微电子和计算机及通信等基础领域技术的发展，实现的方法和方式发生了变化。比如保护从最早的电磁式到分立元件到集成电路直到现在的微机保护；变电站监控也从原先的仪表光字牌信号到集中式RTU直到现在的综合自动化。但原理都基本上没有大的改变。我们在综自调试工程现场碰到的很多信号（比如事故总，控制回路断线等）的概念都是从原先传统电磁式的变电站二次控制系统/中央信号系统延伸过来的，同时在现场调试中碰到的很多问题都跟开关等二次控制回路有关。经常遇到断路器不能正常分合、保护显示控制回路断线等现象。下面我们将结合工程实践把这些常见的问题和大家进行探讨。
2、操作回路中一些基本概念
2.1 TWJ/HWJ（跳闸位置/合闸位置继电器）
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，其常开辅助触点闭合，HWJ线圈带电，HWJ=1表明开关合位。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，其常闭辅助触点闭合，TWJ线圈带电，TWJ=1表明开关分位。注意：当开关在分位时，其实合闸线圈是带电的。TWJ为电压圈，线圈本身电阻就较大，加上回路上串的电阻，整体阻值约40K（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，使线圈动作。HWJ回路同此基本一致。以安徽继远电网公司生产的JY-10CXL线路保护为例，请看操作回路原理图：
2.2 控制回路断线
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。因为正常情况下，不论开关处于何状态，TWJ和HWJ必有一个带电，状态为1。如果全为0，则代表控制回路异常，也即我们常说的控制回路断线。按照部颁技术要求，必须监视跳闸回路（相比而言，跳闸回路断线要比合闸回路断线后果严重的多）。这也是HWJ线圈负端没有引出装置直接在内部就和跳闸回路并在一起的原因。TWJ负端单独引出，主要是为了同不同类型开关控制回路配合（比如防跳），但常规设计上，一般也在端子排上直接同合闸回路并接。装置产生的控制回路断线信号=TWJ常闭接点+HWJ常闭接点。如图：
2.3 KKJ（合后继电器）
KKJ继电器是一个双圈磁保持的双位置继电器。该继电器有一动作线圈和复归线圈，当动作线圈加上一个“触发”动作电压后，接点闭合。此时如果线圈失电，接点也会维持原闭合状态，直至复归线圈上加上一个动作电压，接点才会返回。当然这时如果线圈失电，接点也会维持原打开状态。手动/遥控合闸时同时启动KKJ的动作线圈；手动/遥控分闸时同时启动KKJ的复归线圈。而保护跳闸则不启动复归线圈，保护跳闸和手动/遥控跳闸回路之间加有的二极管就是为实现此目的。KKJ=1代表开关为人为（手动或遥控）合上；KKJ=0代表开关为人为（手动或遥控）分开。
3.1 控制回路故障
这种现象我们需要找出该问题是装置内部故障，还是断路器机构故障，可以通过直接用正电源短接操作回路中的跳、合闸线圈，看断路器是否能正常分合。如果开关能正常分合，我们可以根据再分以下几种情况来判断：
3.1.1当手动或者遥控分合一次后发现开关位置和保护装置显示的不对应或者保护装置无位置显示时，这种故障一般都是由于开关的防跳回路未拆除引起的，拆去开关的防跳回路即可；
3.1.2检查开关控制回路是否有刀闸的辅助接点进行电气闭锁，如果有正确分合刀闸到符合要求的位置即可；
3.1.3检查开关机构是否弹簧未储能，如果储能电源消失也会导致分闸以后开关位置无显示；
3.1.4 检查操作回路的的气压闭锁接点是否闭合，这些接点在闭合的状态会导致开关不能正常分合；
3.1.5当以上情况都排除后可基本判定是装置的出口板有问题；
3.1.6如果调试直流电源是交流经过整流桥逆变的话通常交流分量过大会引起控制回路断线及开入抖动现象。
3.2 跳合位灯同亮问题
3.2.1 分位时合、分位灯亮，合位时合位灯亮；这种情况碰到的是断路器计数器回路参数不匹配起的作用。其实这种情况下，基本可以肯定跳闸回路存在隐形电路（寄生回路），但又不影响跳闸，那么这寄生回路应该存在开关柜部分。
3.2.1 合位时合、分灯亮，分位时分位灯亮。这种情况不会是计数器产生的。很可能的情况是保护装置和开关柜都有防跳回路且因参数不匹配造成的。
3.3 事故总信号
事故总信号是根据位置不对应原理产生，即事总=KKJ+TWJ。如图：
但是JY-10CXL线路装置对事故总信号的采集判断，并不是KKJ和TWJ两个接点位置简单的串联，也就是说并不是一旦KKJ和TWJ一都为1，就马上判为事总=1。在程序上加了一个判断延时（类似遥信去抖）。事故总信号一旦产生后将持续3s，自动复归。这一点对硬接点开出还是通讯上送的事总信号处理是一样的。这样处理主要是防止某装置发生一次事故后，如果不自动复归，该装置或其它装置再发生事故，全站事故总无法再次告警。
事故总的产生主要是由于：保护跳闸或者开关不对应启动。现在的开关出现不对应跳闸的现象比较少，如果现场出现开关不对应跳闸的情况，这时就需要检查机构看是否正常，如果机构正常，需要更换操作回路后再行观察。
4、结语
在综自调试现场，我们会碰到各种各样的问题，只要我们能熟练掌握操作回路的基本原理，就能解决大多数操作回路的问题。在遇到问题时要沉着冷静，思维清晰，仔细对照原理图分析，相信能很快地解决问题。
参考文献
1、 中国电力出版社，《变电站综合自动化原理及应用》，2003年第1版
2、 华中科技大学，《电机学》，2001年第1版
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。