保护装置操作回路异常问题解析及对策

保护装置操作回路异常问题解析及对策
摘要：控制回路断线、装置插件损坏故障会影响到断路器的正常操作以及其保
护命令的正确执行，甚至有可能在线路出现故障时，保护动作断路器的跳闸不成
功而导致大范围的停电，从而严重的威胁到了系统的安全。

就此，本文对断路器
控制回路断线故障的成因进行了深入分析，并提出了相应的对策，希望能给相关
人员提供一点参考。

关键词：控制回路断线、插件故障、红绿灯异常、措施
引言
随着电力系统的完善和科学技术的发展，电力系统的重要元件--断路器的性能和工艺不断地得到提高和改进，并且为了满足电力系统的需要，断路器的种类日
趋繁多，这就要求断路器的辅助操作回路也要不断地改进。

由于技术更新速度快，一次设备生产厂家和二次设备生产厂家相互配合还不是太默契，在实际应用中不
时出现选型错误的情况，为了避免类似情况在以后的工作中再次发生，在此予以
总结，供相关工程技术人员参考。

断路器操作回路可靠性和安全性在电力稳定运行中占有重要的地位。

针对目
前电力系统广泛采用的断路器操作箱及与微机保护一体的断路器操作装置，在实
际调试、运行过程遇到一些问题，进行技术分析。

1、装置操作插件烧毁
在实际工作生产中经常会遇到保护装置操作插件烧毁以及跳合闸线圈烧毁的
情况，在处理开关故障的过程中，这两类故障所在的比重在80%左右。

分析其原
因绝大多数是由于开关机构故障导致开关合闸过程中开关没有正确动作，保护装
置插件合保持与跳保持一直处于励磁状态，导致合闸或分闸回路一直处于导通状态。

操作继电器或是跳合闸线圈一直处于励磁通流过程，电流长时间在线圈与操
作继电器之间导通导致发热，从而烧毁操作插件与跳合闸线圈。

下面以工作的一
个实列来分析、夏店#1主变夏31开关操作插件及合闸线圈烧毁故障。

如图1所示：开关处于分闸状态、弹簧未储能。

图1 夏店#1主变夏31开关操作回路图
在开关操作过程，先投上开关的储能控制电源，使开关内的储能辅助节点CK
闭合，开关具备合闸条件，合闸回路通过5DS1、5QK1、TBJV（常闭节点）、BHJ
构成合闸回路，在手动接通5QK1后合闸回路导通HBJ得电，BHJ（常开节点）闭
合使合保持回路导通开关的合闸回路一直处于导通状态，只有当开关合闸到位、
弹簧能量释放后CK（打开）、DL（常闭节点）分开才能切断合闸回路。

但是由于开关内的机构故障，弹簧能量释放后合闸脱钩，导致断路器的辅助节点DL（常闭节点）并没有分开，操作插件的合保持回路无法断开合闸回路处于长时间的导通，导致合闸线圈与操作插件烧毁。

检查操作机构发现操作插件与31开关合闸回路直接联系，没有进过中间继电器在合闸过程由于31开关的机构为早期的弹簧机构，其合闸脱口需要相当大能
量才能驱动，因此开关内配备的是电阻为16Ω大合闸线圈来驱动，加上操作插件
中HBJ（合保继）的电阻为10Ω，进过计算其合闸电流为8A左右，合闸回路长时间通流导致操作过程中容易烧毁合闸继电器HBJ及线圈。

2、控制回路断线
开关控制回路断线控制回路中串有多个转换开关和闭锁接点，在进行断路器
分合闸操作时会连动控制回路转换开关以及闭锁接点状态的改变，故容易出现节
点异常从而导致控制回路断线。

控制回路断线出现在操作插件故障的可能性较小，如果是有操作插件故障引
起多数情况下也是能通过更换插件来解决。

如图2所示，多数情况是由于TWJ1、TWJ2或是HWJ故障引起。

判断的方法主要是通过控制回路的中的107、137的电位来判断，如果二者的电位正常，则基本可以判断是由于操作插件故障引起控制
回路断线，但这种情况下不一定会导致控制回路无法实现分合。

图2许继WXH-822线路保护装置操作插件原理图
在工作实际中造成控制回路断线的绝大多数情况是线圈烧毁、辅助节点转换
不到位、闭锁回路失磁等原因造成。

如图3所示，造成控制回路断线的主要几个
重要部件是TQ（跳闸线圈）、HQ（合闸线圈）、DL（断路器辅助节点）、SP1
（弹簧储能辅助节点）、S8（手车试验位置辅助节点）、S9（手车工作位置辅助
节点）、KO（防跳继电器辅助节点）、SP5（闭锁电磁铁辅助节点）。

实际工作中已跳合闸线圈烧断最为长见，这种情况先通过测量TQ、HQ的电
阻可以判断出故障原因（目前的10kV中置开关柜的跳合闸线圈的电阻约为
140Ω），如果线圈烧坏通过换线圈基本上可以解决控制回路断线故障，线圈烧断
原因基本上是由于机构卡舍导致合闸保持回路一直导通，长时间的电流通入造成。

其二是开关的辅助节点DL转换不到位或由于辅助节点老化导致节点不通从而造
成控制回路断线，这种情况下最为危险情况是开关合闸后，由于辅助节点装换不
到位造成控制回路断线导致开关无法跳开。

在现场燎原变电站10kV燎54出现这
种情况，判断时可以利用DL的其他辅助节点到位情况，在核对开关位置时发现
开关状态位置803电位为负电同时报控制回路断线报文，基本上确定是由于开关
辅助节点异常造成，后检查发现是开关辅助节点转换连杆变形造成。

再其次是由
于储能回路的辅助节点SP1故障造成控制回路断线，这种情况比较常见多出现在
开关在分位时，主要表现是开关已储能但是不能合闸，解决办法是更换辅助节点。

再就是目前出现故障情况较多是由于闭锁回路造成控制回路断线，由图3所示闭
锁回路是由Y1闭锁电磁铁来驱动。

多数情况是由于闭锁电磁铁失电，造成Y1的
辅助节点SP5（常开节点）无法闭合，从而是控制回路的联通性消失导致无法合闸，这种情况主要出现在工作人员将闭锁回路与其他的节点串接导致。

在邹巷处
理控制回路断线时就出现过这种情况，由于工作人员将地刀的位置信号与闭锁回
路串在一起，导致开关在检修状态时报控制回路断线，当地刀在合位时是不能进
行开关合闸操作的。

也就是在闭锁回路的电源侧CZ20、CZ10串入了一对地刀常
闭节点，当地刀合上时常闭节点打开，使闭锁回路失去了电源从而导致SP5无法
闭合从而报控制回路断线。

在处理这类故障时可以通过听闭锁电磁铁是否吸合的
声音来判断。

图3 10kV中置柜VS1开关二次回路图
2、监视回路红绿灯同亮
监视回路中的红绿灯是用来告诉检修人员或运维人员控制回路的完整性，通
过装置上或是“KK”把手上的红绿可灯可以判断开关具不具备分合闸能力。

但是工
作中出现过红绿灯同时亮的情况，一般这种情况的产生是由于在监视的回路和控
制回路的接线时，没有注意开关内部的接线回路导致。

下面以文峰改造工程中出
现的情况进行说明，在文峰51开关改造时开关在合位的情况下，出现了红绿灯
同时亮的情况，分析原因发现将南瑞保护装置合闸回路与监视回路接在了湖北开
关ZN41A-12回路的D6、D7端子，开关合闸后合位监视监视到跳闸回路完好红灯
被点亮，跳位监视在合闸后通过开关内部的防跳回路D6-WK3-ZLC-D7构成了寄生
回路，从而监视发现合闸回路完好绿灯也被点亮，然而这时开关的合闸回路由于
断路器的HK（辅助节点）由常闭变成了常开，所以其实是不能进行合闸的。

这种情况下保护装置并没有报控制回路断线或异常的信号，但是由于寄生回路造成监
视回路的异常。

从而可能导致检修人员与运维做出错误的判断，解决这类问题的
方法是在跳合闸回路接线避开开关内部的防跳回路将合闸与跳位监视接在D21的
位置就排除了故障。

图4 南瑞RCS-9611C保护装置操作二次回路图
图5湖北开关厂ZN41A-12开关合闸回路图
3、结束语
断路器控制回路的安全可靠是维系电网安全运行的重要环节，在电力检修和
常规检查中，断路器控制回路的故障检测应得到普遍的重视，电网安全运行维护
人员在工作中要不断地总结经验，不断掌握更多的查找回路断线等故障的方法，
在出现问题时能及时有效地进行解决，为电力安全运营提供有力保障。

在调试、预防性试验、尤其是事故发生时，大家经常注重保护装置一些信息，而断路器操作回路存在的问题往往被忽视，这就为电网稳定运行带来了一定的隐患。

所以，应该对断路器操作箱及与微机保护一体的断路器操作装置进行具体的
技术分析，提高设备运行的可靠性和安全性。