操作回路的几个基本概念（南瑞培训资料）

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，才能在调试工作中灵活处理有关问题。
1、KKJ（合后继电器）
1.1 KKJ的由来
包括RCS和LFP系列在内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。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。重合闸动作时由该电容对合闸线圈放电实现。RCS96XX系列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）。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。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。
南瑞公司产品的操作回路里通过增加KKJ继电器，巧妙的解决了不对应启动的问题。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）
3、单装置的事故总信号及全站事故总
4、TWJ/HWJ位置继电器和控制回路断线
5、防跳回路及同开关防跳的配合
（先占个地儿，改天来补上）

高级电工

2007年07月17日 16:09:03

12楼

3、单装置的事故总信号及全站事故总
3.1 96XX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）。2000年初，在RCS9000系统刚推向市场时，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=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40 ms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9611等线路保护好说，装置本身可以通过通讯送上本身的事故总，但主变保护不论采用LFP900还是RCS9600系列的保护，即使象9679和9661这样既有CPU也带操作回路的装置，也不会通讯上送事故总。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。比如组屏安装的RCS96XX系列主变保护出厂设计RCS9681/82后备保护开入1固定接入该侧开关操作板提供的事总，开入2接入控制回路断线，出厂时已配好线。LFP900的操作板需要焊一连接线（5和5*）后，也可引出事总信号。把通讯上送的9611等装置的事故总和采集主变开关事总信号的开入量，组态合成信号时都参与逻辑或即可。
b)合成全站事总的信号不能重复。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9611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9611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，9611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，合闸时KKJ首先启动=1，此时TWJ还没=0，所以产生事总。9611等装置程序上已加了延时判断处理，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。比如9681开入1遥信去抖延时出厂默认25ms，如果躲不过，可以延长一些去抖时间，以躲过误发事总。
c)现场有时还有种情况就是用户做9611等出线保护试验，跳闸后事总信号发出后也复归了。用户还没再做下一个试验项目，突然又报出事总信号了。这一般是因为开关跳开后，用户为了作下一个项目，需修改定值。修改完定值后，肯定要复位保护装置。装置一上电必然初始化，重新监测各种信号。如果这时开关尚在分位，因为KKJ=1、TWJ=1自然又会报出事总，过3S后也会自动返回。这种情况也不少见，如果用户很认真细致，他会问你原因的，解释一下即可。
d)还有种情况虽然很偶然，但也发生过。用户验收时，做完一个成组试验，马上就把装置电源关掉。如果在关电源之前，装置还没有送出事故总复归信号，则合成的全站事总就会一直不返回。这种情况把总控复位重启即可消除（注意，如果是9698B，最好是双机全部掉电再上电）。

斑竹给加分不？？？后面还有呢

高级电工

2007年07月17日 16:11:42

13楼

这个图片不错，偶稀饭