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oKKJ 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）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，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0.5A~1A左 右，110KV开关2~4A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 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，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0.5A~4A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。