继电保护装置操作回路

为电力自动化领域提供最佳解决方案2012-08-14继电保护装置操作回路主讲人：邝代华2目录UT-800系列保护装置操作回路硬件回路UT-800系列装置操作回路经验和教训数字化变电站智能单元控制回路智能闭锁单元与智能单元如何配合3UT-800操作回路操作回路作用1、手动跳合闸、保护测控装置跳合闸断路器；2、跳合闸回路保持功能；2、监视断路器的分合闸状态；3、具有防止断路器多次合闸的防跳功能；4、具有外部回路闭锁跳合闸回路功能；5、具有控制回路断线、合后、跳合闸闭锁等接点输出；UT-800装置操作回路分简化版直流操作回路、完整版直流操作回路、交流操作回路。完整版相比简化版增加了联跳回路、跳/合闭锁、以及合后继电器。4UT-800操作回路UT-800完整版操作回路图5UT-800操作回路操作回路输入端1、操作把手的手合、手分接点，远方位置接点；2、保护跳闸出口接点；2、保护合闸出口接点；3、遥合、遥分接点；4、外部联跳接点（完整版本操作回路）；5、跳合闸闭锁接点（完整版本操作回路）；所有接点均接入操作电源+KM。6UT-800操作回路7UT-800操作回路-跳闸回路跳闸回路1、跳闸回路的作用是使断路器跳闸线圈带电动作：断路器跳闸线圈带电后可驱动断路器跳闸机构动作，使断路器跳开。2、断路器跳闸线圈前串接断路器常开接点：断路器在合闸位置时该接点闭合，即断路器在合闸位置时跳闸回路才可接通，断路器跳闸后由此接点切断跳闸电流，防止保护接点断弧而烧坏。3、跳闸分保护跳闸、遥控跳闸、手动跳闸和外部联跳。8UT-800操作回路-跳闸回路9UT-800操作回路-跳闸回路10UT-800操作回路-跳闸回路11UT-800操作回路-跳闸回路12UT-800操作回路-跳闸回路跳闸回路参数断路器跳闸线圈电阻一般为80～200Ω，跳闸回路电流一般为220V/(80～200Ω)=1～3A。13UT-800操作回路-合闸回路合闸回路1、合闸回路的作用是使断路器合闸线圈带电动作；断路器合闸线圈带电后可驱动断路器合闸机构动作，使断路器合上。（对于电磁型机构，先驱动合闸接触器，再由合闸接触器接点接通断路器合闸线圈）2、断路器合闸线圈前串接断路器常闭接点；断路器在分闸位置时该接点闭合，即断路器在分闸位置时合闸回路才可接通，断路器合闸后由此接点断开跳闸电流，防止保护接点断弧烧坏。3、合闸分保护合闸、遥控合闸、手动合闸。14UT-800操作回路-合闸回路15UT-800操作回路-合闸回路16UT-800操作回路-合闸回路17UT-800操作回路-合闸回路合闸回路参数断路器合闸线圈（或合闸接触器）电阻一般为80～200Ω，合闸回路电流一般为220V/(80～200Ω)=1～3A18UT-800操作回路-跳闸位置监视跳闸位置监视1、当断路器处于分闸位置时，跳闸位置监视回路导通。以V1.01版UT800操作回路为例，跳闸位置监视回路中TWJ（跳闸位置继电器）电阻为14KΩ，R11为15KΩ，远大于合闸线圈电阻，回路中电流=220V/29KΩ=7.5mA,该电流远无法驱动合闸线圈动作。2、TWJ为电压型继电器，额定电压为110V，在跳闸位置监视回路中分压为220V*（14KΩ/29KΩ）=106V，几乎为额定电压，能可靠动作。跳闸位置继电器动作后，提供一对接点经背板提供给CPU采集断路器跳闸位置状态。最新版操作回路TWJ已修改为48V继电器，R11阻值也有调整。19UT-800操作回路-跳闸位置监视20UT-800操作回路-合闸位置监视合闸位置监视1、当断路器处于合闸位置时，合闸位置监视回路导通。以V1.01版UT800操作回路为例，合闸位置监视回路中HWJ（合闸位置继电器）电阻为14KΩ，R10为15KΩ，远大于跳闸线圈电阻，回路中电流=220V/29KΩ=7.5mA,该电流远无法驱动跳闸线圈动作。2、HWJ为电压型继电器，额定电压为110V，在合闸位置监视回路中分压为220V*（14KΩ/29KΩ）=106V，几乎为额定电压，能可靠动作。合闸位置继电器动作后，提供一对接点经背板提供给CPU采集断路器合闸位置状态。最新版操作回路HWJ已修改为48V继电器，R10阻值也有调整。21UT-800操作回路-合闸位置监视22UT-800操作回路-跳闸保持回路跳闸保持回路因遥分接点默认闭合时间较短，手动跳闸时操作分闸把手也是短时接通的，如果遇到慢速开关则无法跳闸。此时，就需要跳闸保持回路起作用。同时，增加保持回路后，可以保证由串联在跳闸线圈前的断路器辅助接点（断弧能力强）切断跳闸电流，避免烧坏遥分接点或把手接点。跳闸保持功能靠TBJ（跳闸保持继电器）实现。23UT-800操作回路-跳闸保持回路24UT-800操作回路-合闸保持回路合闸保持回路因遥合接点默认闭合时间较短，手动合闸时操作合闸把手也是短时闭合的，如果遇到慢速开关则无法合闸。此时，就需要合闸保持回路起作用。同时，增加保持回路后，可以保证由串联在跳闸线圈前的断路器辅助接点（断弧能力强）切断跳闸电流，避免烧坏遥分接点或把手接点。合闸保持功能靠HBJ（合闸保持继电器）实现。25UT-800操作回路-合闸保持回路26UT-800操作回路-防跳回路防跳回路当保护合、遥合或手合接点因各种原因出现接点粘连时，将一直把操作电源正电送到合闸线圈前的断路器常闭接点处。如果断路器合于故障设备，保护动作将断路器跳开，则断路器常闭接点闭合，合闸回路再次接通，将断路器合上，因故障未消失，则保护动作又将断路器跳开，跳开后断路器常闭接点闭合，又将合闸回路接通，合上断路器，如此循环反复，断路器不停跳合，形成“跳跃”。跳跃易使断路器损坏,严重时甚至会因反复分合故障电流而引起断路器爆炸。防跳回路就是防止这种情况出现。27UT-800操作回路-防跳回路28UT-800操作回路-防跳回路防跳回路因防跳回路的存在,断路器在跳闸回路和合闸回路均带电情况下只动作一次,有效防止开关跳跃情况出现。当开关机构自带防跳回路时，优先采用开关机构的防跳回路，此时必须解除保护装置操作回路上的防跳回路。将操作回路板上的JP1短接即可。29UT-800操作回路-合后回路合后回路合后继电器是一个双线圈的磁保持继电器，具有动作线圈和复归线圈。合后继电器主要提供合后接点状态。合后接点状态主要作用：1、开关位置不对应启动重合闸；2、手跳/遥跳闭锁重合闸；3、手跳/遥跳闭锁备自投；4、开关位置不对应产生事故总信号。合后回路只有完整版操作回路才有。30UT-800操作回路-合后回路31UT-800操作回路-合后回路1、开关位置不对应启动重合闸；手合/遥合时HHJ动作线圈带电，合后接点闭合；保护动作或断路器偷跳后将断路器处于分位，当HHJ=1，TWJ=1，则判断为非人为操作跳闸，此时应启动重合闸。2、手跳/遥跳闭锁重合闸；手跳/遥跳时HHJ复归线圈带电，合后接点断开；HHJ=0，此时判断为人为操作跳闸，此时应闭锁重合闸。3、手跳/遥跳闭锁备自投；原理同手跳/遥跳闭锁重合闸。4、开关位置不对应产生事故总信号；HHJ=1，TWJ=1，判断为非人为操作跳闸，此时应为事故跳闸，取HHJ接点和TWJ常开接点串联输出事故总接点供外部回路使用。32UT-800操作回路-跳合闸闭锁回路跳合闸闭锁回路当断路器本体或机构出现问题时，需要闭锁跳合闸回路，防止断路器在出现问题时跳合闸而引起意外事故。跳合闸闭锁通过跳合闸闭锁继电器串在跳合闸回路中的常闭接点实现。跳合闸闭锁回路只有完整版操作回路才有。取消跳闭锁，将JP2跳线短接。取消合闭锁，将JP3跳线短接33UT-800操作回路-跳合闸闭锁回路34UT-800操作回路-其他继电器线圈并联的二极管操作回路板上所有继电器线圈均反向并联二极管。当带电的继电器线圈失电后会产生一个反向电动势，这个反向电动势电压比较高，并联的反向二极管作用就是消耗反向电动势，防止继电器线圈断开时不至被高电压损坏。HBJ和TBJ继电器还并联了一个DH硅堆。DH硅堆是7个二极管串联，HBJ和TBJ均为5V继电器，二积管导通时压降为0.7V，7*0.7=4.9V，即HBJ和TBJ上的分压为4.9V，可以确保HBJ和TBJ可靠动作。35UT-800操作回路-其他操作回路接点输出简化版操作回路完整版操作回路控制回路断线输出接点是采用TWJ和HWJ的常闭接点串联，即TWJ和HWJ均不动作，跳位和合位均采集不到认为是控制回路断线。36UT-800操作回路-交流操作回路交流操作回路取消了回路中的所有二极管，TBJ和HBJ上的分压回路增加整流桥。目前800装置只支持交流220V操作回路。37UT-800S操作回路800S操作回路与800操作回路的区别1、只有简化版操作回路。2、跳合位置监视采用光耦来实现，未采用继电器。3、操作回路无接点输出。4、具有220VDC、220VAC、110VDC、110VAC共4种型号。5、交流操作回路可通用于直流操作回路。6、可通过去除3X10至-KM之间的外部接线解除防跳回路。38UT-800S操作回路39目录UT-800系列保护装置操作回路硬件回路UT-800系列装置操作回路经验和教训数字化变电站智能单元控制回路智能闭锁单元与智能单元如何配合40操作回路经验教训1800操作回路跳合位灯同时点亮现场多次反映UT-800装置跳合位灯均点亮，如断路器在合位时跳位灯也点亮，或断路器在跳位时合位灯也点亮，更换操作回路板后恢复正常。原因：二极管D3、D4、D31采用的是正常工作电流为1A的规格型号，而跳合闸回路正常工作电流大于1A，且瞬时冲击电流更大，造成D3、D4、D31多次跳合闸后击穿，产生寄生回路，引起位置状态指示异常。41操作回路经验教训142操作回路经验教训143操作回路经验教训1800操作回路跳合位灯均点亮处理方法：研发：升级硬件，将二极管D3、D4、D31更换为正常工作电流为3A型号，经过了可靠性组的严格测试。工程：临时措施，现场剪除R1、R2、R3、R4四个电阻。但如果现场需提供合后接点与其他装置配合时只能更换操作回路板。44操作回路经验教训2800或800S操作回路跳合位灯有一个始终点亮吉林现场反映一台800S装置跳位灯始终点亮。原因：开关柜厂家在合闸线圈前忘记串联断路器常闭接点。造成跳位监视回路始终导通。查找方法：操作断路器处于合闸位置，用万用表量201和213端子间的电压，正常应为0V，如果为200V左右则可确认串联的常闭接点异常。也可在断开控制回路电源的情况下量213和-KM之间的电阻，正常应为无穷大。同理合位灯始终点亮一样处理（量201和210端子间的电压，或210与-KM之间的电阻）。45操作回路经验教训3800或800S操作回路跳合位灯始终无法点亮山西太钢现场反映所有800装置跳合位灯始终无法点亮。原因：现场为ABB开关柜，其断路器跳合闸线圈为电压型，阻抗非常大，以至TWJ和HWJ分压过小，无法动作。查找方法：操作断路器处于合闸位置，用万用表量201和213端子间的电压，正常应为200V左右，如果小于120V则可确认TWJ分压过小。同理合位灯无法点亮一样处理（量201和210端子间的电压）。也可量跳合闸线圈电阻，正常应为80～200Ω。如果跳合闸线圈电阻为KΩ级，则跳合闸监视回路也无法正常工作。46操作回路经验教训3800或800S操作回路跳合位灯始终无法点亮处理方法：跳合闸位置监视回路不经过断路器的跳合闸线圈。47操作回路经验教训4800S操作回路跳合位灯始终无法点亮上海金山石化现场反映所有800S装置跳合位灯始终无法点亮。原因：800S操作回路硬件参数升级不当，造成跳合位置监视回路启动电压过高，高于实际分压值，导致跳合位光耦无法导通。处理方法：硬件升级，调整800S操作回路硬件参数。48操作回路经验教训5800S操作回路跳合位灯始终无法点亮工程多次反映开关柜厂厂内试验时出现800S装置跳合位灯始终无法点亮。原因：现场800S装置为直流操作回路，开关柜厂试验用直流电源为简单的整流硅，直流输出含有相当多的交流分量，导致装置采样判断异常。处理方法