操作回路的几个基本概念讲解

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1、操作回路的几个基本概念（南瑞的培训材料）从某种意义上讲，电力系统是一门较“传统”的技术。发展到现在，其原理本身并没有象通讯领域那样不断有“天翻地覆”的变化和发展。变电站保护和监控等二次领域也不例外，只是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。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，同时在现场调试碰到的很多问题

2、都跟开关等二次控制回路有关。操作回路看似简单，似乎没有多少技术含量。但是我们只有了解了有关基本概念的由来，同时熟练掌握我们产品操作回路的特点和应用，才能在工作中灵活处理有关问题。1、KKJ（合后继电器）1.1KKJ的由来南瑞RCS和LFP系列中几乎所有类型的操作回路都会有KKJ继电器。它是从电力系统KK操作把手的合后位置接点延伸出来的，所以叫KKJ。传统的二次控制回路对开关的手合手分是采用一种俗称KK开关的操作把手。该把手有“预分-分-分后、预合-合-合后”6个状态。其中“分、合”是瞬动的两个位置，其余4个位置都是可固定住的。当用户合闸操作时，先把把手从“分后”打到“预合”，这时一副预合接点会

3、接通闪光小母线，提醒用户注意确认开关是否正确。从“预合”打到头即“合”。开关合上后，在复位弹簧作用下，KK把手返回自动进入“合后”位置并固定在这个位置。分闸操作同此过程类似，只是分闸后，KK把手进入“分后”位置。KK把手的纵轴上可以加装一节节的接点。当KK把手处于“合后”位置时，其“合后位置”接点闭合。KK把手的“合后位置”“分后位置”接点的含义就是用来判断该开关是人为操作合上或分开的。“合后位置”接点闭合代表开关是人为合上的；同样的“分后位置”接点闭合代表开关是人为分开的。“合后位置”接点在传统二次控制回路里主要有两个作用：一是启动事故总音响和光字牌告警；二是启动保护重合闸。这两个作用都是通

4、过位置不对应来实现的。所谓位置不对应，就是KK把手位置和开关实际位置对应不起来，开关的TWJ（跳闸位置）接点同“合后位置”接点串联就构成了不对应回路。开关人为合上后，“合后位置”接点会一直闭合。保护跳闸或开关偷跳，KK把手位置不会有任何变化，自然“合后位置”接点也不会变化，当开关跳开TWJ接点闭合，位置不对应回路导通，启动重合闸和接通事故总音响和光字牌回路。事故发生后，需要值班员去复归对位，即把KK把手扳到“分后位置”。不对应回路断开，事故音响停止，掉牌复归。因为传统二次回路主要是考虑就地操作。当90年代初电力系统进行“无人值守”改造时，碰到的一个很棘手的问题就是遥控如何和上述传统二次回路配合

5、。因为当时设备自动化水平的限制，“无人值守”实现的途径是通过在传统二次回路基础上，增加具备“四遥”（遥控/遥调/遥测/遥信）功能的集中式RTU来实现，也即我们常说的老站改造（单纯保护配集中式RTU）模式。遥控是通过RTU遥控输出接点并在手动接点上实现，当开关遥控分闸时，因为KK把手依旧不能自动变位，会因为位置不对应启动重合闸和事故音响。无人值守站不可能靠人去手动对位，同时也不可能在KK把手上加装电机，遥控时同时驱动电机让KK把手变位，成本太高也不可靠。对此问题，当时普遍采取的解决办法是遥控输出2付 接点，一付跳开关，一付给重合闸放电（当时的重合闸功能是通过在一定条件下，对储能电容储能。重合闸动

6、作时由该电容对合闸线圈放电实现。现在很多厂家线路保护的重合闸充电过程就是模拟的对电容充电的过程编者注）。对于误发事故总信号，没有什么太好的办法解决，考虑到改造的目的是实现无人值守，所以一般 是采取直接取消不对应启动事总回路的办法。目 前阶段，变电站综合自动化的实现方式发生了很大的变化。传统的灯光音响、信号回路已全部取消，开关的控制操作回路和重合闸功能都已集中在高集成度的保护测控单元内部。但上述几方面的问题依然存在，只是各厂家采取的解决方式不同。有些厂家的设备对此问题采取了回避，直接采用保护动作来启动重合闸和事总信号。 也就是说没法实现不对应启动原理，如果开关偷跳则不能启动重合闸和发出事总信号。

7、这种方法并不可取，虽然厂家宣称开关偷跳概率极小，但毕竟存在这种可能。在操作回路里通过增加KKJ继电器，即可巧妙的解决不对应启动的问题。KKJ继电器实际上就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（以南瑞96XX系列操作回路为例，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

8、目的）。这样KKJ继电器（其常开接点的含义即我们传统的合后位置）就完全模拟了传统KK把手的功能，这样既延续了电力系统的传统习惯，同时也满足了变电站综合自动化技术的需要。1.2 KKJ的含义和应用在传统二次控制回路里，KK合后(/分后位置)接点主要用在下列几方面：a、开关位置不对应启动重合闸；b、手跳闭锁重合闸。保护跳闸分后接点不会闭合，只有手动跳闸后，分后接点才会闭合，给重合闸电容放电，从而实现对重合闸的闭锁；c、手跳闭锁备自投。原理同手跳闭锁重合闸一样；d、开关位置不对应产生事故总信号。操作回路中的KKJ继电器同传统KK把手所起作用一致，也主要应用在上述方面。我们只采用了其常开接点的含义（即

9、合后位置）：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。2、HBJ（合闸保持继电器）和TBJ（跳闸保持继电器）2.1跳合闸保持回路的作用传统电磁式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

10、，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，往往是采用小型继电器（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

11、.5A1A左右，110KV开关24A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接点断开，而跳合闸回路仍旧导通，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，所以在电力部的继电保护反措要求中明确规定应有保持回路。采 用取消保持继电

12、器，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。首先这种方式就违背了反措的要求，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。2.2保持回路电流的调整按照继电保护反措要求，目前国内有代表性的微机保护产品，操作回路都带有保持回路。国内开关跳合闸线圈都是电流型的，绝大多数的保持回路也相

13、应采用了电流动作线圈。对保持继电器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。有些厂家（如北四方、南自厂）通过在现场更换不同动作电流的保持继电器来实现同开关的配合，但这种方式，由于采用可插拔继电器，容易导致接点接触不良，可靠性不高，且现场工作量较大。南瑞LFP和RCS系列保护操作回路都设计有保持回路，并且在保持动作电流调整方面设计的还是非常方便的，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。这种做法目前在各个综自保护厂家已经基本普及。在 这里需要强调一个概念

14、，虽然我们在工程调试现场，经常说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。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。例如TBJ（/HBJ）线圈的动作电流为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。可配合的跳合闸电流为0.5A，此时可靠系数为2。并入第一个电阻

15、R1（标有+0.5A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,则外部整个跳合闸电流为1A时，此时流过保持继电器线圈的电流还是0.5A,，保持系数还是2。操作板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0.5A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0.5A4A的情况，目的就是要保证流经TBJ（/HBJ）线圈的电流在0.5A左右。这种调整方式非常巧妙，保持继电器型号统一既便于生产，直接焊接在电路扳上也提高了设备的可靠性。2.3保持回路自适应的原理RCS96XX系列操作回路同上述保持回路的原理有些

16、区别。RCS系列保持电流对外宣称是自适应的，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。（具体回路参见96XX的分板电路图）。RCS系列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，所以从电路扳上很好区分。当保护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

17、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。这种设计方式也非常巧妙，规定的自适应范围从0.5A4A,我考虑应该主要是由并联电阻决定的分流到1N5408二极管的最小导通的电流和最大承受电流这两个参数来决定的。因为电压型TBJ（/HBJ） 线圈的动作电压很低，其自身阻值很小，从外回路角度来看跟传统电流保持回路没有太大区别，所以还是符合保护反措要求对保持回路的要求的。这种方式也越来越被许多厂家模仿采用。但在调试中要注意一点，采用电压型保持回路后，已不再有保持系数的概念。如果用户在现场非要校验保持继电器的动作电流时，应跟用户说

18、明。3、单装置的事故总信号及全站事故总3.196XX系列线路保护装置的事故总信号96XX系列线路保护本身带有操作回路的保护装置，都可以产生事故总信号。事总信号即可以通过硬接点开出也可以通过串口通讯上送，前者适用用非综自站，由专门的测控装置开入量采集；后者适用于综自站。事总信号也是根据位置不对应原理产生，即事总=KKJ+TWJ。装置对事总信号的采集判断，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）。在现场调试时发现，开关手动或遥控合闸时，会瞬间发出事总信号。经过分析发现，因为手动或遥控合闸时，在

19、接通合闸回路的同时，启动KKJ，KKJ=1；而TWJ返回为0需要先启动HBJ继电器，HBJ接点闭合，TWJ线圈被短接，导致TWJ返回，TWJ返回的要比KKJ动作的慢，这样会瞬间造成KKJ+TWJ=1，符合事总信号条件，判为事总。TWJ马上返回，事总信号在瞬时发出后也返回。（以上情况是分析最常见的TWJ负端并在合闸回路的情况,如果TWJ负端单独接一付开关的常闭辅助触点,开关合上后才返回，那么事总信号=1的时间将会加长）。为了躲过这段时间，在程序中对事总判断加了延时，初期的程序是对通讯上送和接点开出的事总都加了400ms延时，即TWJ和KKJ都为1后还要等待400ms，如果两者仍为1，才判为事总=

20、1。现在的程序这方面同以往略有差别：对硬接点开出的事总还是400ms延时；通讯上送的事总是40ms延时。考虑到无人值守的需要，96XX系列线路保护的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。3.2全站事故总信号及合成的方式不论是传统的中央信号系统还是现在的综自系统和调度主站，都需要一个全站总的事故总信号。调度主站和当地监控系统都需要这个信号来实现启动事故音响、自动推 事故画面、判断开关是事故跳闸还是人工分闸等功能。我们在系统组态时，全

21、站事故总信号不论是对调度还是对当地后台，习惯上都是排列在遥信信息表的第一位。全站事总是总控单元根据组态设置的各个装置的事故总采用“或门”逻辑运算产生的合成信号。在系统组态时，哪些量参与全站事故总信号的合成是有区别的。组态是应注意下面两点a)全站事总合成一定要全。装置的事总信号是根据KKJ和TWJ状态产生的，所以从这个角度来说单个装置的事故总是和开关“对应”的而不是和保护“对应”的（因为偷跳也要启动事总）。所以组态时按开关来，要保证全站所有开关的事总信号都要参与合成，不要遗漏某个开关。对主变及内桥等开关，可通过测控或保护测控装置开入采集该开关操作回路提供的事故总硬接点信号。b)合成全站事总的信号

22、不能重复。如果某个开关的事总信号组进去了，就不要再把同线路的保护动作信号组进去；反之依然，组了保护信号就不要组开关的事总。比如一台线路保护，把它的事故总和过流I、II段等跳闸的保护动作信号也组进去了，这会产生什么问题呢？会导致实际发生一次事故，却产生2个全站事总信号的问题。因为保护动作是瞬动的，故障电流切除，保护接点就会返回，通讯上送的动作信号也一样。保护一动作，总控马上合成一个全站事总，开关一跳开，保护返回，合成事总马上返回。而线路保护的事总信号是TWJ为1（即开关跳开后）况且还有一个判断延时后才会产生，所以因保护动作产生的全站合成事总返回后，会由装置上送的事总再次导致全站事总产生，过3S后

23、装置事总返回，全站事总也返回。这是不对的，一次事故就应该产生一次全站事故总。在现场我已碰到过好几个同事犯过这个错误，所以大家一定要注意。对主变保护也一样，你把各侧开关事总信号开入组进去了，就不要再把差动保护、重瓦斯等等保护再组进去。c)很 多公司对全站事故总信号的合成方法是把所有装置的所有的保护动作信号组在一起。这种方法看似效果跟把全部开关的事总信号合成方法效果是一样的，但实际上两种方法还是有区别的。保护合成事总，优点是全站事总可以自动复归，但致命缺点是偷跳不能发出事总。同时总控合成信号参与逻辑运算的量数量也较大（所有装置 的所有动作信号），组态时既容易遗漏某个元件动作信号，同时如果现场某个元

24、件只是投信号，没有投跳闸，则也会造成开关并没有跳开但误发事总的问题。所以从事故总信号的真正含义上理解，合成全站事总，还是应采用全部开关的事总信号为宜，事总信号就是由开关的不对应来启动。这样只考虑到全部开关的事总，参与总 控逻辑运算的量较少，也不容易遗漏，总控运算负担轻；同时开关偷跳也能发出事总来。但是注意一点，96XX等线路保护事总3S后能自动复归，主变各侧开关的事总，是采的操作板提供的硬接点信号，就是一个简单的TWJ+KKJ的串联。如果开关跳闸后，不手动复归（虽然开关已在分位，还要手动或遥控开关分闸，以使KKJ=0），则开关本身的事总和合成的全站事总都不会复归。（注意保护信号遥控复归只是把装

25、置的跳闸灯给复归掉，这个信号是消除不掉的）。3.3现场常见的误发事总信号的几种情况a)不管是真空还是SF6或GIS（组 合电器）开关，一般都有就地操作功能。大部分用户设计的是不管就地还是远方操作方式把手设在保护屏上还是采用开关的，开关就地操作也是经过保护操作回路的。但是也有部分用户设计时从安全性角度出发（比如担心控制电缆着火，导致开关不能分开），开关就地操作直接接通跳闸回路，没有经过保护的操作回路。如果 这种情况下，用户在开关就地手分开关，就会产生事总信号。因为不经操作回路，KKJ不会为0，TWJ=1满足事总条件。b)对主变各侧开关做遥控或手动合闸时，会瞬间发出事故总信号。前面我们已经提到了，

26、合闸时KKJ首先启动=1，此时TWJ还没=0，所以产生事总。在程序中加了延时判断处理，就可以躲过这种情况。但主变各侧事故总是硬接点开出的信号，它没有任何延时。所以，有时合闸时会瞬时发出事总信号。对此情况，可以通过增加采集该信号的开入去抖延时来躲过。如果躲不过，可以延长一些去抖时间，以躲过误发事总。4、TWJ/HWJ位置继电器和控制回路断线4.1TWJ/HWJ（跳闸位置/合闸位置继电器）的作用TWJ/HWJ主要作用是提供开关位置指示。HWJ并接于跳闸回路，该回路在开关跳闸线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

27、闸回路，该回路在开关合闸线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2040K（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50200）。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，不足以使合闸线圈动作。TWJ线圈上串联的电阻，也是为了防止TWJ线圈击穿短路，导致合闸线圈误动。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

28、接加在合闸线圈上，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,保护和监控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）。远动监控方面一般都采用HWJ（断路器常开触点）,如果只有TWJ，往往还要在数据库里取反。4.2断路器位置和HWJ的区别某些装置里开关量状态显示菜单里可以看到除了有TWJ和HWJ状态外,还有断路器状态。那么，这个断路器状态跟HWJ是否一样呢？其实并不完全一致。不论我们是采用TWJ还是HWJ来判断开关位置，都有一个一旦控制回路断线，就会导致位置判断错误的问题。比

29、如开关在合位，此时HWJ=1；如果这时控制电源掉了，则HWJ失电，HWJ=0，就会错误判断为开关分开。为了避免这种情况发生，装置提供了“断路器位置”这个经过程序判断处理后的状态量。正常情况下，TWJ和HWJ状态是相反的，程序会判为状态有效，断路器状态和HWJ状态是一致的；当TWJ和HWJ全部为0或全部为1时，程序认为该状态变位为无效状态，断路器位置还是会保持原状态不变。大家可以做个试验，先让开关在合位，看开关量状态，HWJ和断路器位置都为1；再拔掉开关控制保险，此时HWJ=0，但断路器状态不变，仍为1。与这种情况相类似的，还有开关手车试验位置和运行位置，两种状态必须是相反的，才是有效的状态（构

30、成一个异或关系），具有这种关系的遥信，我们一般称为双位置遥信。4.3不同系列操作回路位置指示的区别LFP900系列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。比如LFP941操作回路，如果装置电源不上电，只给操作回路控制电源上电。操作回路板上的跳合位灯依然会亮。RCS96系列和RCS900系列面板跳合位指示，是装置采集到跳合位后，再驱动面板上的发光二极管，产生相应的灯光位置指示。4.4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

31、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。无论是通讯还是硬接点输出的该信号，都加了3S的判断延时。主要是因为断路器常开和常闭触点并不是完全同步的。比如开关由分到合，常闭触点（TWJ）打开时，常开触点（HWJ）还没有闭合，中间一般会有几十个毫秒两者都为0的情况，如果不加判

32、断延时，则会误报控制回路断线。注意对主变各侧开关的控制回路断线，是通过测控装置采集操作回路的硬接点输出。硬接点信号开出是没有任何时间延时的，为了避免因为TWJ和HWJ不同步误发控制回路断线信号，现场要通过增加该开入采集的遥信去抖时间来躲过这段时间，一般可设为0.3S。因为现在开关内部接线经常会把弹簧储能或气压闭锁等接点串入合闸回路。所以在现场时，有时开关分开后，储能电机运转给弹簧储能。在储完能之前，合闸回路是断开的，TWJ状态上不来，会报控制回路断线。储能完毕，合闸回路接通，控制回路断线信号复归。现场调试时这种现象也是经常碰到的，属于正常现象。5、防跳回路及同开关防跳的配合5.1 防跳回路的作

33、用和实现方式操 作回路的一个重要作用是提供防跳功能。防跳是防止“开关跳跃”的简称。所谓跳跃是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因，造成合闸输出端一直带有合闸电压。当开关因故障跳开后，会马上又合上，保护动作开关会再次跳开，因为一直加有合闸电压，开关又会再次合上。所以对此现象，通俗的称为“开关跳跃”。一旦 发生开关跳跃，会导致开关损坏，严重的还会造成开关爆炸，所以防跳功能是操作回路里一个必不可少的部分。防跳功能的实现是通过跳闸保持继电器TBJ和防跳继电器TBJV来共同实现的。（目前国内很多厂家是使用双线圈继电器作为TBJ，一个电流线圈，一个电压线圈，原理与此处所讲相同）。保护或人为跳闸时，TBJ

34、动作，在启动跳闸保持回路的同时，接于TBJV线圈回路的TBJ常开接点也闭合。如果此时合闸接点（包括手合或遥合或重合闸）是闭合的，则TBJV线圈带电，并且串于其线圈回路的TBJV常开接点闭合，构成一自保持回路。接于合闸线圈回路的TBJV常闭接点打开，切断合闸回路。整个回路主要有两点：1）防跳功能是在跳闸时才启动的，通过TBJ来启动，如果TBJ跳闸保持没有启动，则也不能启动防跳2）TBJV一旦启动后，通过自身的保持回路自保持，这样虽然开关跳开后TBJ会返回，但防跳回路仍然会起作用，直到合闸接点分开，TBJV才会返回。因为这种防跳回路的启动线圈，是串接在跳闸回路中的，所以也被称之为串联防跳，而且因为

35、国内断路器的跳/合闸线圈是电流型的，TBJ/HBJ也必须是电流型的启动线圈，所以有时候这种防跳回路又被称之为电流型防跳回路。现场验证防跳功能试验也很简单，开关在合位，一直合着手合把手的同时加故障电流。如果保护动作把开关跳开后，开关没有合闸，说明防跳回路起作用。如果发生跳跃，则说明防跳没起作用，重点应检查TBJ回路，看是否跳闸保持没有启动。（注意：一旦发生跳跃，应马上松开合闸把手，防止开关发生故障）防跳回路如下图：5.2 同VD4等某些自身带有防跳功能开关的配合因为开关跳跃是非常严重的故障,所以有些开关本身带有防跳回路。为了防止产生寄生回路，按规定只能保留一套防跳，常规一般是保留保护本身的。也有

36、用户非要保留开关的防跳，就会要求我们取消保护的防跳功能。如果在现场要取掉保护的防跳，虽然最好的办法是把防跳继电器TBJV直接从板子上焊掉，不过在现场这样做未免太麻烦了。只要把防跳继电器TBJV的常闭接点用连线焊接短接即可，这样即使防跳继电器启动，其常闭接点打开后也不会切断合闸回路。因为国内操作回路都是电流型的，所以大部分开关自带的防跳回路同保护装置一样也是电流型的。但某些国外厂家的开关（比如ABB、西门子、施耐得等）的防跳是电压型的，特别是ABB的VD4型真空断路器，因为技术性能很好，国内很多厂家开关都是配的该型号断路器，同时好多厂家自己生产的断路器也是该型号的仿造产品。因为VD4的产量较大，

37、它的防跳比较有代表性。我们以该型号为例，具体讲解现场应注意事项。（VD4跳合闸回路麻烦各位自己找找看）当 我们碰到下列情况时，就应该怀疑开关是否带有防跳回路了：装置一上电开关在跳位时，保护装置位置指示灯显示正常；开关合上后，跳位合位两个灯都亮（跳位灯亮度可能会比合位灯稍弱一些）；如果此时把开关分开，再合闸，开关始终合不上，装置控制电源掉电后再上电，又可以合闸了。产生上述现象的原因是因为操作回 路TWJ负端设计时一般直接和合闸线圈输出端在端子排上短在一起，当开关在合闸状态时，合位指示灯亮这是正常的。但是因为TWJ负端和X4合闸输入端接在一起，DL常开点闭合，接通KO防跳继电器回路。因为KO为电压

38、型继电器，且RO电阻较大，所以K0回路分压较大。KO继电器动作电压经试验验证25V即可动作，所以KO动作，KO继电器常开接点闭合接通B端，构成自保持回路的同时切断了合闸线圈回路。因为有这个KO回路，所以开关在合位时，跳位灯也亮（因为KO回路分压较大，所以TWJ灯光亮度相对HWJ灯要弱）；因为这时防跳已启动，且构成自保持。所以开关分开后，再合闸肯定合不上。控制电源掉电，则KO自保持回路返回，接通合闸回路，可以再次合闸。跳闸回路同常规一样，所以开关在跳位时，只有跳位灯亮，合位灯是不会亮的。因为这种防跳回路的启动线圈，是并接在跳/合闸回路中的，所以也被称之为并联防跳，有时候这种防跳回路又被称之为电压

39、型防跳回路。对VD4类型的开关，如果用户要求保留开关自身防跳，则除了要把保护的TBJV短接，去除保护防跳功能外。还要把TWJ负端同合闸回路分开，单独接开关的一付常闭辅助触点，以取得开关跳位和防止开关防跳启动闭锁合闸回路。不过为简便起见，现场最好建议用户去掉开关的防跳，操作起来也很简单，只要拆除DL常开点到R0电阻的连线即可。6、同各种类型的开关操作机构配合应注意事项6.1 开关操作机构的分类我们在现场碰到的开关一般分为多油（比较老的型号，现在几乎见不到了）、少油（一些用户站还有）、SF6、真空、GIS（组合电器）等类型。这些讲的都是开关的灭弧介质，对我们二次来说，密切相关的是开关的操作机构。机

40、构类型可分为电磁操作机构（比较老，一般在多油或少油断路器配的是这种）；弹簧操作机构（目前最常见的，SF6、真空、GIS一般配有这种机构）；最近ABB又推出一种最新的永磁操作机构（比如VM1真空断路器）。6.2 电磁操作机构电 磁操作机构完全依靠合闸电流流过合闸线圈产生的电磁吸力来合闸同时压紧跳闸弹簧，跳闸时主要依靠跳闸弹簧来提供能量。所以该类型操作机构跳闸电流较小，但合闸电流非常大，瞬间能达到一百多个安培。这也是为什么变电站直流系统要分合闸母线控制母线的缘故。合母提供合闸电源，控母给控制回路供电。合闸母线是直 接挂在电池组上，合母电压即电池组电压（一般240V左右），合闸时利用电池放电效应瞬间

41、提供大电流，同时合闸时电压瞬间下降的很厉害。而控制母线是通过硅链降压和合母连在一起（一般控制在220V），合闸时不会影响到控制母线电压的稳定。因为电磁操作机构合闸电流非常大，所以保护合闸回路不是直接接通合闸线圈，而是接通合闸接触器。跳闸回路直接接通跳闸线圈。合闸接触器线圈一般是电压型的，阻值较大（一般几K）。保护同这种回路配合时，应注意合闸保持一般启动不了。但这问题也不大，跳闸保持TBJ一般能启动，所以防跳功能还存在。该类型机构合闸时间较长（120ms200ms），分闸时间较短（6080ms）。6.3 弹簧操作机构该 类型机构是目前最常用的机构，其合闸分闸都依靠弹簧来提供能量，跳合闸线圈只是提

42、供能量来拔出弹簧的定位卡销，所以跳合闸电流一般都不大。弹簧储能通过储能电机压紧弹簧储能。对弹操机构，合闸母线主要给储能电机供电，电流也不大，所以合母控母区别不太大。保护同其配合，一般没什么特别需要注意的地方。6.4永磁操作机构永磁操作机构是ABB最近才应用到国内市场的一种新机构，首先应用于它的VM1型10KV真 空断路器上。它原理同电磁型大体有点类似，主动轴为永磁材料制成，永磁体周围有电磁线圈。正常情况下电磁线圈不带电，当开关要分闸或合闸时，通过改变线圈的极性利用磁力相吸或排斥的原理，驱动分闸或合闸。虽然这个电流也不小，但开关是通过一个大容量电容来“储能”，动作时通过电容放电来提供大电流。这种

43、机 构优点是体积小，传动机械部件少，所以可靠性较弹操机构要好。同我们保护装置配合来说，我们跳合闸回路驱动的是一个高阻固态继电器，它实际上只需要我们给它提供一个动作脉冲即可。所以对该开关，保持回路肯定启动不了，保护的防跳也不会启动（该机构本身带有防跳）。但是要注意一点，因为固态继电器的动作电压 较高，常规设计TWJ负和合闸回路接在一起这种情况，不会造成固态继电器给动作，但有可能因为分压 太多造成位置继电器不能启动。这种情况在现场碰到过，具体分析处理过程可见本文的调试案例部分，有详细描述。国内也有永磁操作机构的产品，但以前质量一直不太过关，这几年质量提上来后，也逐渐推向市场。因为考虑到成本，国内永

44、磁机构一般不配电容，直接由合闸母线提供电流。我们操作机构驱动的是分合闸接触器 （一般选电流型的），保持及防跳一般可启动。6.5 FS型“开关”及其它我们上面所说的都是断路器（俗称开关），但我们在电厂施工时可能会碰到用户称为FS开关的情况。FS开关实际上是负荷开关+快速熔断器的简称。因为开关比较昂贵，为了节省成本采用这种FS回路。正常电流由负荷开关切除，故障时由快速熔断器切除电流。这种回路一般在电厂6KV厂用电系统常见。保护同这种回路配合，往往被要求当故障电流大于负荷开关所能允许的开断电流后，要禁止跳闸或靠延时，让快速熔丝切除电流。有 些电厂用户可能不希望保护有保持回路。因为开关质量不好，可能导

45、致辅助触点不到位，而保持回路一旦启动后，必须要靠断路器辅助触点打开才能返回，否则跳合闸电流会一直加在跳合圈上，直到线圈烧毁。而跳合闸线圈是按短时通电设计的，电流加的时间一长，则很容易烧毁。而我们肯定希望有保持回路，否则很容易烧保 护接点。当然如果现场用户坚持，也可去掉保持回路。一般比较简便的方法是割断电路板上保持继电器常开接点同控母正的连线。在调试现场一定要注意，如果开关分合操作后，位置指示灯全灭。（排除因弹簧未储能造成，这种情况面板显示弹簧未储能告警的）必须马上关掉控制电源，防止烧毁开关线圈。这是一个基本原则，现场应切记。7、操作回路的特点在 许多人的眼里，操作回路是没有什么技术含量的。但从

46、保护装置的应用角度出发，一种微机保护装置其操作回路设计的好坏，也是影响产品整体性能的一个必不可少的部分。别看各厂家的操作回路作用和构成都大差不差，但你仔细分析起来，很多细节处理的不同也体现了不同厂家的技术水平。希望大家在日后的调试工作中慢慢 摸索和感悟。个人总结的操作回路所具有的设计巧妙之处大体有以下几点：7.1 KKJ继电器的采用和其在实际中的应用。7.2 LFP系列跳合闸保持电流调整方法及RCS系列采用的“自适应”保持回路。7.3 操作回路从电源上完全独立，强电继电器直接操作。即使在保护CPU损坏的情况下，也不影响手动分闸。而有些厂家操作回路，手合手分是作为开关量采进CPU，再由程序控制驱

47、动跳合闸回路，在电源上不独立，如果CPU板损坏，将导致无法手分开关。这一点在事故情况下将是致命的。7.4 压力闭锁接点接入操作回路的具体位置不同，体现不同的效果。以RCS941操 作回路为例。跳闸压力闭锁一旦动作，保护跳和手跳回路都将切断；而合闸压力闭锁动作只切断手合回路，不切断重合闸回路。这是因为手动合闸，说明开关尚未投入运行，所以合闸压力闭锁动作，必然要切断手合回路。而重合闸回路是在开关跳开后，再次合闸。在开关跳闸灭弧过程中很有可能引起SF6气压的波动，导致合闸压力闭锁接点动作。而这时整个开关还是正常的，所以合闸闭锁不切断重合闸回路，以防止误闭锁。同样不论是合闸压力还是跳闸压力闭锁切断 跳合闸回路的接点都放在跳合闸保持继电器线圈之前，也就是说，只有在尚未启动保持回路之前才能闭锁，一旦保护跳闸或手动合闸启动了保持回路，则即使气体继电器动作，也不可能中断跳闸或合闸过程。这也是考虑到在开关合闸和分闸的瞬间，触头拉弧可能会引起灭弧室气压波动，导致误发气压闭锁接点，造成开关不能可 靠分合。而很多厂家，要不是合闸压力闭锁也切断重合闸回路，就是气压闭锁动作接点接在保持线圈后面，一旦因拉弧导致气压波动，很有可能造成开关不能可靠分合。这些都是不专业的表现。