一种继电保护跳合闸操作回路监测方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其是指一种继电保护跳合闸操作回路监测方法。

背景技术

继电保护设备运行的安全可靠性是电网稳定的重要保证。继电保护装置是由交流量/开关量采集回路、继电保护逻辑回路和断路器操作回路三部分构成的有机整体。

断路器操作回路故障，可能导致断路器在被保护设备故障，继电保护动作时，开关拒动，导致相邻线路跳闸，造成事故面积扩大；操作回路问题导致无故障跳闸，也会对系统造成一定的冲击。为确保断路器操作回路正常，有必要对断路器操作回路进行监视与检测，异常时提示运维人员进行维护，确保操作回路正常。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中缺乏对断路器操作回路进行全面监视的方法，在断路器操作回路故障时无法找出故障原因导致断路器可靠性降低、电网稳定性降低的缺陷，提供一种继电保护跳合闸操作回路监测方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种继电保护跳合闸操作回路监测方法，包括以下步骤：

步骤1，断路器操作回路开始工作；

步骤2，监测断路器的电源回路的正、负电流，若断路器的电源回路的正、负电流的大小相等或者两者之差在设置的第一阈值内，则判断电源回路正常，否则判断电源回路异常；

步骤3，监测断路器的合闸回路的电流，若合闸回路没有电流，则跳转至步骤4，若合闸回路有电流，则通过判断监视合闸回路继电器是否工作正常，若监视合闸回路继电器工作正常，则计算合闸回路电流，若合闸回路电流与额定值的比值在设置的第二阈值内，则判断合闸回路正常，否则判断合闸回路异常；

步骤4，监测断路器的跳闸回路的电流，若跳闸回路有电流，则通过判断监视跳闸回路继电器是否工作正常，若监视跳闸回路继电器工作正常，则计算跳闸回路电流，若跳闸回路电流与额定值的比值在设置的第三阈值内，则判断跳闸回路正常，否则判断跳闸回路异常；

步骤5，将电源回路异常、合闸回路异常或跳闸回路异常的信息发送至运维人员，运维人员根据回路异常信息采取相应措施确保电源回路、合闸回路或跳闸回路工作正常。

作为优选，所述的步骤2具体为：电源回路上设置有HL1监视传感器和HL2监视传感器，用于监视电源回路的正、负端电流，正常情况下，有HL1监视传感器和HL2两个监视传感器的电流相等，如式(1)：

I

考虑到传感器特性和采样误差，设置2.5％的门槛：

当式(2)判据满足时，判断电源回路正常，否则判断电源回路异常。

作为优选，所述的步骤3具体为：

在继电器的合闸回路设有HL3监视传感器，同时对重合闸继电器TWJ的HJ接点、SHJ接点进行监视；

当断路器DL处于跳位时，合闸回路处于励磁状态；当HJ接点和SHJ接点均未动作时，合闸回路处于预备态；当HJ接点或SHJ接点动作时，重合闸继电器TWJ所在的操作回路处于合闸态；当断路器DL合上，合闸回路处于失磁状态；

在预备态中，断路器DL操作回路跳位监视继电器TWJ电路，通过断路器DL常闭辅助接点与断路器DL合闸线圈继电器HQ一起构成回路，有

在式(3)中，I

为保证继电器TWJ在额定电流附近动作，需要增加匹配电阻R1；

预备态判断标准有两个：

继电器TWJ回路有电流，但继电器TWJ不等于1，表示继电器TWJ没有采样到信号，判定回路异常；

预备态I

断路器DL在合闸态时，合闸回路各触点闭合，控制回路只有继电器HBJ和合闸线圈继电器HQ电阻；HBJ内阻相对HQ电阻较小，操作电压大部分加在合闸线圈继电器HQ上，有

式(4)中，I

合闸态的判定标准：合闸态I

当断路器DL合上，合闸回路处于失磁状态，此时I

作为优选，所述的步骤4具体为：

在继电器的跳闸回路设有HL4监视传感器，同时对重合闸继电器TBJ的TJ接点、STJ接点进行监视；

当断路器DL处于合位时，跳闸回路处于励磁状态；当TJ接点和STJ接点均未动作时，跳闸回路处于预备态；当TJ接点或STJ接点动作时，重合闸继电器TBJ所在的操作回路处于跳闸态；当断路器DL跳开，合闸回路处于失磁状态；

在预备态中，断路器DL操作回路合位监视继电器HWJ电路，通过断路器DL常开辅助接点与断路器DL跳闸线圈继电器TQ一起构成回路，有

在式(5)中，I

为保证继电器HWJ在额定电流附近动作，需要增加匹配电阻R2；

预备态判断标准有两个：

继电器HWJ回路有电流，但继电器HWJ不等于1，表示继电器HWJ没有采样到信号，判定回路异常；

预备态I

断路器DL在跳闸态时，跳闸回路各触点闭合，控制回路只有继电器TBJ和合闸线圈继电器TQ电阻；TBJ内阻相对HQ电阻较小，操作电压大部分加在跳闸线圈继电器TQ上，有

式(6)中，I

跳闸态的判定标准：跳闸态I

当断路器DL跳开，跳闸回路处于失磁状态，此时I

本发明的有益效果是：本发明通过在继电保护设备的断路器操作回路中增加监测元件，实时监视监测元件采集的数据。在继电保护正常运行和保护动作时，分析监测元件数据，诊断当前操作回路的状态。当操作回路存在异常时，及时告知运维人员进行检验与维护，确保回路正常，从而提高断路器设备的运行可靠性。

附图说明

图1是本发明的三相式断路器操作回路原理示意图；

图2是本发明的合闸回路监视流程图；

图3是本发明的跳闸回路的监视流程图；

图4是合闸动作接点回采原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

实施例：

一种继电保护跳合闸操作回路监测方法，包括以下步骤：

步骤1，断路器操作回路开始工作；

步骤2，监测断路器的电源回路的正、负电流，若断路器的电源回路的正、负电流的大小相等或者两者之差在设置的第一阈值内，则判断电源回路正常，否则判断电源回路异常；

步骤3，监测断路器的合闸回路的电流，若合闸回路没有电流，则跳转至步骤4，若合闸回路有电流，则通过判断监视合闸回路继电器是否工作正常，若监视合闸回路继电器工作正常，则计算合闸回路电流，若合闸回路电流与额定值的比值在设置的第二阈值内，则判断合闸回路正常，否则判断合闸回路异常；

步骤4，监测断路器的跳闸回路的电流，若跳闸回路有电流，则通过判断监视跳闸回路继电器是否工作正常，若监视跳闸回路继电器工作正常，则计算跳闸回路电流，若跳闸回路电流与额定值的比值在设置的第三阈值内，则判断跳闸回路正常，否则判断跳闸回路异常；

步骤5，将电源回路异常、合闸回路异常或跳闸回路异常的信息发送至运维人员，运维人员根据回路异常信息采取相应措施确保电源回路、合闸回路或跳闸回路工作正常。

如图1所示，所述的步骤2具体为：电源回路上设置有HL1监视传感器和HL2监视传感器，用于监视电源回路的正、负端电流，正常情况下，有HL1监视传感器和HL2两个监视传感器的电流相等，如式(1)：

I

考虑到传感器特性和采样误差，设置2.5％的门槛：

当式(2)判据满足时，判断电源回路正常，否则判断电源回路异常。

如图1、图2所示，所述的步骤3具体为：

在继电器的合闸回路设有HL3监视传感器，同时对重合闸继电器TWJ的HJ接点、SHJ接点进行监视；

当断路器DL处于跳位时，合闸回路处于励磁状态；当HJ接点和SHJ接点均未动作时，合闸回路处于预备态；当HJ接点或SHJ接点动作时，重合闸继电器TWJ所在的操作回路处于合闸态；当断路器DL合上，合闸回路处于失磁状态；

在预备态中，断路器DL操作回路跳位监视继电器TWJ电路，通过断路器DL常闭辅助接点与断路器DL合闸线圈继电器HQ一起构成回路，有

在式(3)中，I

继电器TWJ采用松下的DSP2A继电器，内阻为1.92k，额定动作电流为12.5mA。合闸线圈继电器HQ内阻小的有几十欧姆，大的也有200到300欧姆，但相对继电器TWJ内阻都比较小。为保证继电器TWJ在额定电流附近动作，需要增加匹配电阻R1；

以继电器TWJ回路配置两个位置继电器，位置继电器内阻为1.92k，匹配阻抗R1为13.9欧姆，HQ电阻取200Ω计算，得到的I

不同的合闸线圈继电器HQ电阻，其值存在一定的差异。DSP2A继电器动作电压14V～16V(对应7.29mA～8.33mA)，能保证所有的合闸线圈继电器HQ电阻，继电器TWJ均能正确动作。

预备态判断标准有两个：

继电器TWJ回路有电流，但继电器TWJ不等于1，表示继电器TWJ没有采样到信号，判定回路异常；

预备态I

断路器DL在合闸态时，合闸回路各触点闭合，控制回路只有继电器HBJ和合闸线圈继电器HQ电阻；本回路HBJ继电器采用松下ST2-1.5继电器，其内阻为9.3欧姆。HBJ内阻相对HQ电阻较小，操作电压大部分加在合闸线圈继电器HQ上，有

式(4)中，I

以操作电源220V为例，合闸线圈继电器HQ电阻取200Ω，计算稳态的额定的HQ电流为：

合闸态的判定标准：合闸态I

当断路器DL合上，合闸回路处于失磁状态，此时I

合闸动作接点回采原理图如图4所示，图中，哈丁接口CJ1为合闸接点，RD CJ1为回读接点。继电保护设备合闸继电器动作，正确监视保护的动作行为。

如图1、图3所示，所述的步骤4具体为：

在继电器的跳闸回路设有HL4监视传感器，同时对重合闸继电器TBJ的TJ接点、STJ接点进行监视；

当断路器DL处于合位时，跳闸回路处于励磁状态；当TJ接点和STJ接点均未动作时，跳闸回路处于预备态；当TJ接点或STJ接点动作时，重合闸继电器TBJ所在的操作回路处于跳闸态；当断路器DL跳开，合闸回路处于失磁状态；

在预备态中，断路器DL操作回路合位监视继电器HWJ电路，通过断路器DL常开辅助接点与断路器DL跳闸线圈继电器TQ一起构成回路，有

在式(5)中，I

继电器HWJ采用松下的DSP2A继电器，继电器内阻为1.92k，额定动作电流为12.5mA。跳闸线圈继电器TQ和合圈线圈继电器HQ内阻不一样，但值相差不大，内阻小的有几十欧姆的，大的也有200到300欧姆的，但相对继电器HWJ内阻都比较小。为保证继电器HWJ在额定电流附近动作，需要增加匹配电阻R2；

以继电器HWJ回路配置两个位置继电器，位置继电器内阻为1.92k，匹配阻抗R2为13.9欧姆，跳闸线圈继电器TQ电阻取200Ω计算，得到的I

不同的跳闸线圈继电器TQ电阻，其值存在一定的差异。DSP2A继电器动作电压14V～16V(对应7.29mA～8.33mA)，能保证所有的跳闸线圈继电器TQ电阻，继电器HWJ均能正确动作。

预备态判断标准有两个：

继电器HWJ回路有电流，但继电器HWJ不等于1，表示继电器HWJ没有采样到信号，判定回路异常；

预备态I

断路器DL在跳闸态时，跳闸回路各触点闭合，控制回路只有继电器TBJ和合闸线圈继电器TQ电阻；本回路继电器TBJ采用松下ST2-1.5继电器，其内阻为9.3欧姆。TBJ内阻相对HQ电阻较小，操作电压大部分加在跳闸线圈继电器TQ上，有

式(6)中，I

以操作电源220V为例，跳闸线圈继电器TQ电阻取200Ω，计算稳态的额定的跳闸线圈继电器TQ电流为：

跳闸态的判定标准：跳闸态I

当断路器DL跳开，跳闸回路处于失磁状态，此时I

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。