開關控制迴路斷線

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1、控制迴路的基本要求

開始學習控制迴路之前，我們先了解一下控制迴路需要具備哪些基本的功能：

（1）能進行手動跳合閘和由保護和自動裝置的跳合閘；

（2）具有防止斷路器多次重複動作的防跳回路；

（3）能反映斷路器位置狀態；

（4）能監下次操作時對應跳合閘迴路的完好性；

（5）有完善的跳、合閘閉鎖迴路；

2、典型的控制迴路

根據控制迴路的幾點基本要求，我們以10kV的PSL641保護裝置為例，分為五個步驟，一步步搭建基本的控制迴路，並瞭解每個部分的作用。

（1）跳閘與合閘迴路

首先，能夠完成保護裝置的跳合閘是控制迴路最基本的功能。這個功能的實現很簡單，迴路如下圖所示。

假定斷路器在合閘狀態，斷路器輔助接點DL常開接點閉合。當保護裝置發跳閘命令，TJ閉合時，正電源-> TJ-> LP1-> DL-> TQ-> 負電源構成迴路。跳閘線圈TQ得電，斷路器跳閘。合閘過程同理。

分閘到位後，DL常開接點斷開跳閘迴路。DL常閉接點閉合，為下一次操作對應的合閘迴路做好準備。

利用DL常開接點斷開跳閘電流，一是為了防止TJ粘連造成TQ燒壞（因為TQ的熱容量是按短時通電來設計的）；二是因為如果由TJ來斷開合閘電流，由於TJ接點的斷弧容量不夠，容易造成TJ接點燒壞（HJ也是一樣的道理），這就為下一次保護跳閘（或合閘）埋下了隱患且不易被發現。

（2）跳閘/合閘保持迴路

為了防止TJ先於DL輔助接點斷開（如開關拒動等情況），我們增加了“跳閘自保持迴路”。該回路可以起到保護出口接點TJ以及可靠跳閘的作用。增加的部分用紅色標記，R在0。1Ω左右。當分閘電流流過TBJ時，TBJ動作，TBJ1閉合自保持，直到DL斷開分閘電流。這時無論TJ是否先於DL斷開，都不會影響斷路器分閘，也不會燒壞TJ。

（3）防跳回路

TBJ我們有時也叫它“防跳繼電器”。這是因為它有另一個非常重要的功能：防跳。

防跳的概念：所謂的防跳，並不是“防止跳閘”，而是“防止跳躍”。當合閘於故障線路時，保護會發跳令將線路跳開。如果此時HJ接點發生粘連，斷路器就會在短時間內反覆跳、合、跳、合。。。這就是“跳躍現象”。（斷路器跳閘時間需要30-60ms，合閘時間需要60-90ms，一個跳合週期只需要150ms，很容易在短時間內完成幾個週期的跳合跳的迴圈）跳躍現象輕則對系統造成多次衝擊，嚴重時可能使斷路器爆炸。所以“防跳”迴路是必不可少的。下圖中我們增加了防跳回路的部分，用綠色標記。

TBJ是一個雙線圈繼電器，由串接與跳閘迴路的電流啟動線圈TBJ，和接於防跳回路的電壓自保持線圈TBJV組成。在跳閘過程中，當有分閘電流流過TBJ時，防跳回路中的TBJ2閉合，電壓自保持線圈啟動，TBJV2閉合，TBJV1斷開。

如果在保護跳閘期間，HJ發生粘連，HJ->LP2->TBJV2->TBJV這條迴路接通，TBJV電壓自保持，使得TBJV1始終斷開，合閘迴路始終處於斷開狀態。這也就是防跳的目的：將斷路器保持在跳閘狀態。

如果跳閘期間沒有跳令存在，則在斷路器完成分閘後，跳閘迴路被DL常開接點斷開，TBJ電流線圈失電，此時由於HJ是斷開的，不能形成TBJV電壓自保持，復歸。TBJV1重新閉合，合閘迴路完好，不影響下次的跳合閘。

需要注意，接於跳閘迴路的TBJ電流線圈，要求其在分閘時造成的壓降要小。規程規定不能大於控制電源額定電壓的5%。TBJ電流線圈的額定動作電流不能大於分閘電流的50%，保證TBJ在跳閘過程中可靠動作。

在有些斷路器中也設定了防跳回路，它一般是由電壓型繼電器完成防跳功能的。但操作箱中的防跳回路與斷路器中的防跳回路一般不能同時使用，以免產生寄生迴路。通常斷路器自身有防跳回路的用其自身的防跳回路，沒有的用操作箱的防跳回路。

防跳總結起來就是：1、跳閘迴路接通時切斷合閘迴路接通的可能；2、防跳繼電器並接合閘線圈，透過跳閘迴路接通與否來控制。

（4）斷路器位置監視迴路

前面提到，控制迴路應該能夠反映斷路器的位置狀態以及跳合閘迴路的完整性。所以我們在迴路中增加了TWJ、HWJ來監視跳閘迴路、合閘迴路的完整性。圖中用藍色表示。

TWJ和HWJ的常閉接點串聯來發出“控制迴路斷線”的訊號。迴路完好時，TWJ和HWJ必然有一個啟動。當控制迴路異常時，TWJ和HWJ均失電，報“控制迴路斷線”。

同時用TWJ的常開接點起動綠燈，HWJ的常開接點起動紅燈。綠燈亮，表示斷路器在分閘狀態，合閘迴路完好；紅燈亮，表示斷路器在合閘狀態，跳閘迴路完好。

5）手分/手合迴路

除了保護裝置跳合閘外，控制迴路還需要具備遙分遙合，就地分合的功能。其基本的原理是類似的，就不贅述了。增加的部分圖中用橙色表示。

圖中的KKJ是一隻雙位置繼電器。它一個線圈得電後即使該動作電壓消失，繼電器還是保持在原來狀態，知道另外一個線圈得電才能使繼電器轉換到另外一種狀態。比如手分/遙分，使KKJ=0，只有手合/遙合後才能使KKJ=1。

KKJ的作用是用來判斷是正常的分合閘操作，還是故障時保護裝置的跳合閘動作。當正常的分合閘操作時，KKJ應變位，當保護動作跳合閘時，KKJ應不變位。KKJ的常開接點提供給“事故總”訊號以及重合閘裝置使用。

（6）控制迴路的閉鎖

為保證斷路器工作的安全，控制迴路往往採取多種閉鎖措施，當條件不滿足時，禁止斷路器的操作。常見的閉鎖迴路一般有三種：

A、斷路器的作業系統異常時對分、合閘迴路進行閉鎖。當液壓/氣壓操作機構壓力過高或過低，彈簧操作機構彈簧未儲能，SF6斷路器的SF6壓力低等，這些都將串接在跳、合閘迴路中的常閉接點斷開，不允許斷路器分合。

B、存在不通電源需要並列的場合，斷路器控制迴路要增加同期閉鎖迴路。

C、為了防止誤操作的防誤閉鎖迴路，在不具備操作條件時將控制迴路斷開。

以上所討論的是三相操作的斷路器控制迴路。在220kV及以上系統中，通常採用分相操作的控制迴路。分相操作控制迴路看似複雜，其實原理是相同的，就不再贅述了。但分相操作控制迴路有雙組跳圈，第一組與合圈公用一組電源，第二組跳圈單獨使用一組電源。兩組直流電壓相互獨立。另外，每組跳閘迴路都有一套三相不一致保護。

example：

增加了防跳回路的控制迴路已得到了一定的完善，但是仍存在問題：例如斷路器的操動系統存在問題（液壓、氣壓過高或過低，彈簧儲能尚未完成等），此時進行分、合閘操作，則很容易導致分、合閘的動作失敗。

例如：斷路器的操動機構為彈簧，若彈簧儲能未完成，則分、合閘動作不能完成，或完成得不到位，容易對裝置造成損害。故需增加閉鎖迴路，防止此類情況發生。下面以彈簧操動機構的斷路器舉例，簡要說明一下增加彈簧儲能閉鎖迴路的二次迴路。

B1：彈簧儲能未完成時閉合

若彈簧儲能未完成，則B1閉合，線圈K3、KL得電，最終導致輔助觸點KL、K10跳開，此時無論是合閘還是分閘均無法實現，起到了所期望的閉鎖效果。

開關控制迴路斷線

控制迴路斷線原理

控制迴路斷線訊號是由跳位繼電器（TWJ）常閉觸點與合位繼電器（HWJ）常閉觸點串聯構成的。

正常情況下，TWJ及HWJ其中一個勵磁，一個失磁，故常閉觸點也將一個閉合，一個開啟。當有什麼原因引起跳位繼電器與合位繼電器同時失磁，常閉觸點同時閉合時，就會出現“控制迴路斷線”訊號，開關將不能分閘或合閘。

引起控制迴路斷線訊號的原因有：

1）控制電源熔絲熔斷或空開跳開，TWJ、HWJ繼電器同時失磁，控制迴路斷線訊號報出。

2）跳合閘線圈損壞，迴路不通。

3）斷路器輔助接點DL出問題，同樣引起外迴路不通。

4）由開關機構箱引至控制迴路的各種閉鎖訊號（如彈簧未儲能、氣壓低閉鎖等），引起控制迴路斷線。

注意：

出現控制迴路斷線訊號，若開關處於分閘狀態，表明合閘迴路有問題，不能合閘；若開關處於合閘狀態，表明分閘迴路有問題，不能分閘。必須指出：當開關在合閉狀態，合閘迴路的完整性被破壞時，或開關在跳閘狀態，跳閘迴路的完整性被破壞時，不能報出控制迴路斷線訊號。

對開關進行分、合閘時，由於位置繼電器的觸點切換並不是完全同步的，如開關由分到合，TWJ的常閉觸點已經閉合，而HWJ的常閉觸點還沒有開啟，中間一般會有幾十個毫秒兩者都閉合的情況，如果不加判斷延時，則會誤報控制迴路斷線，監控人員對開關進行遙控分、合閘時也時常會有控制迴路斷線發上來，但又馬上覆歸的情況，就是因為位置繼電器的觸點切換不同步造成的。

事故總訊號原理

KKJ繼電器實際上就是一個雙圈磁保持的雙位置繼電器。該繼電器有一動作線圈和復歸線圈，當動作線圈加上一個“觸發”動作電壓後，接點閉合。此時如果線圈失電，接點也會維持原閉合狀態，直至復歸線圈上加上一個動作電壓，接點才會返回。當然這時如果線圈失電，接點也會維持原開啟狀態。手動/遙控合閘時啟動KKJ的動作線圈，手動/遙控分閘時啟動KKJ的復歸線圈，而保護跳閘則不啟動復歸線圈。

KKJ與TWJ串起來構成事故總訊號，當開關處於手合後位置（KKJ=1），且開關在跳位時（TWJ=1），發事故總訊號。

除了手跳/遙跳外，其他透過保護跳閘與開關偷跳都會發事故總訊號，注意：在現場對開關進行緊急分閘，由於沒有經過控制迴路使KKJ繼電器復歸，也會發事故總訊號。

手合/遙合開關時由於TWJ返回較慢，當KKJ=1後，TWJ還持續幾十毫秒，導致會發事故總訊號，AVC系統對變電所內電容器進行合閘時，時常有單獨的事故總訊號發上來。

參考

1。學習連結12。學習連結23。學習連結3