本文分析了一例變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)斷路器的控制回路的原理，闡述了在就地控制、遠(yuǎn)方遙控兩種方式實(shí)現(xiàn)斷路器跳閘、合閘的過程，指出了就地同期合閘時(shí)微機(jī)五防電腦鑰匙不能正常跳步的原因，提出具體的解決方案。在不增加任何設(shè)備、不改變原來的操作方式的條件下，合理利用原有裝置內(nèi)部元件，優(yōu)化控制回路，遠(yuǎn)方操作和就地操作、同期和閉鎖同期等均無異常，解決了就地同期合閘時(shí)電腦鑰匙不跳步的問題。
2009年2月，萬州供電局對(duì)110kv梁平變電站進(jìn)行無人值班改造，采用xx公司研制的ps6000綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，測控單元型號(hào)為psr651，采用一對(duì)一方式對(duì)變電站每個(gè)間隔實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控等功能，對(duì)部分聯(lián)絡(luò)線斷路器還要實(shí)現(xiàn)檢同期或檢無壓方式合閘。
在進(jìn)行聯(lián)調(diào)時(shí)，能夠通過測控單元實(shí)現(xiàn)斷路器就地手動(dòng)、遠(yuǎn)方遙控進(jìn)行分合操作，也能實(shí)現(xiàn)同期和解除同期合閘，但在就地手動(dòng)同期合閘時(shí)，雖然已經(jīng)成功合閘，但五防系統(tǒng)的電腦鑰匙不能檢測到合閘操作已經(jīng)執(zhí)行，不能正常跳步，導(dǎo)致下一步操作不能正常進(jìn)行。
測控回路控制原理
1 微機(jī)五防系統(tǒng)簡介
110kv梁平變電站采用珠海優(yōu)特ut-2000系列微機(jī)防誤系統(tǒng)，對(duì)每臺(tái)斷路器和電動(dòng)操作的隔離開關(guān)均安裝了電編碼五防鎖。手動(dòng)操作前，需要在五防系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)演，將預(yù)定的操作步驟傳輸?shù)诫娔X鑰匙，根據(jù)電腦鑰匙顯示的步驟逐一單步操作。
操作時(shí)，將電腦鑰匙插在相應(yīng)的五防鎖上，當(dāng)前操作步驟正確時(shí)，電腦鑰匙自動(dòng)將五防鎖內(nèi)部接通，才可以通過kk開關(guān)對(duì)斷路器進(jìn)行分合操作，否則禁止操作，防止誤操作。所有操作步驟均按照預(yù)定順序進(jìn)行，不可跳步，當(dāng)前操作步驟完成后，電腦鑰匙顯示下一步操作任務(wù)，下一步操作任務(wù)才能進(jìn)行。
電動(dòng)操作的瞬間，電腦鑰匙根據(jù)流經(jīng)電腦鑰匙的電流大小，判斷該項(xiàng)任務(wù)是否已經(jīng)執(zhí)行，電流門檻值一般設(shè)為20ma，當(dāng)流經(jīng)電腦鑰匙的電流大于20ma時(shí)，才認(rèn)為已經(jīng)操作，操作步驟才跳到下一步，否則電腦鑰匙認(rèn)為當(dāng)前操作沒有執(zhí)行。
2 斷路器控制原理
psr651測控裝置具有就地分合、遙控分合斷路器的功能，也具有自動(dòng)檢同期和檢無壓的功能。測控裝置上有一個(gè)qk開關(guān)和一個(gè)kk開關(guān)，qk開關(guān)是同期或閉鎖同期的切換開關(guān)，kk開關(guān)是進(jìn)行就地分合的控制開關(guān)。
圖1是測控裝置的控制回路原理圖，電路101、102分別表示控制電源的正端（＋km）和負(fù)端（－km），電路133表示跳閘出口，電路103表示合閘出口，電路105表示捕捉同期，lp表示遙控壓板，wf表示五防鎖，out1表示遙控跳閘繼電器接點(diǎn)，out2表示遙控合閘繼電器接點(diǎn)，out3表示同期繼電器接點(diǎn)；表1、表2分別是qk開關(guān)、kk開關(guān)的接點(diǎn)表，“x”表示該接點(diǎn)接通。
下面簡述就地手動(dòng)分合斷路器和遙控分合斷路器的過程。
a：就地手動(dòng)跳閘過程
在測控裝置上就地手動(dòng)斷開斷路器時(shí)，需要在微機(jī)五防系統(tǒng)預(yù)演，并將電腦鑰匙插在即將操作的斷路器電編碼五防鎖上，邏輯正確時(shí)，導(dǎo)通五防鎖；這時(shí)，kk開關(guān)置于“就地”，kk接點(diǎn)17-18接通。操作瞬間kk接點(diǎn)3-4接通。＋km經(jīng)遙控壓板lp、五防鎖wf到達(dá)kk17-18，kk3-4，電路133帶正電，實(shí)現(xiàn)斷路器跳閘。
b：就地手動(dòng)合閘過程
在測控裝置上就地手動(dòng)合上斷路器時(shí)，與就地跳閘一樣，先進(jìn)行五防預(yù)演，把電腦鑰匙插在斷路器五防鎖上，kk開關(guān)置于“就地”，kk接點(diǎn)17-18接通。合閘瞬間kk接點(diǎn)1-2接通。＋km經(jīng)遙控壓板lp、五防鎖wf到達(dá)kk17-18、kk1-2，qk7接點(diǎn)帶正電，qk置于“閉鎖同期”時(shí)，qk接點(diǎn)7-8接通，電路103帶正電，實(shí)現(xiàn)斷路器閉鎖同期合閘；當(dāng)qk開關(guān)置于“同期”時(shí)，qk接點(diǎn)1-2接通，電路105帶正電，測控裝置進(jìn)行檢同期或檢無壓，滿足同期條件并捕捉到同期點(diǎn)或滿足檢無壓條件時(shí)，out3閉合，＋km經(jīng)遙控壓板lp、out3，電路103帶正電，斷路器實(shí)現(xiàn)檢同期或檢無壓合閘。
c：遙控?cái)嚅_斷路器的過程
遙控操作包含后臺(tái)工作站遙控和集控站遠(yuǎn)方遙控兩種方式。后臺(tái)工作站遙控時(shí)需要五防預(yù)演，對(duì)后臺(tái)工作站解鎖后才能遙控操作。遙控操作時(shí)，kk開關(guān)要置于“遠(yuǎn)方”，kk接點(diǎn)19-20一直接通。遙控跳閘命令下發(fā)時(shí)，out1閉合，這時(shí)＋km經(jīng)遙控壓板lp、out1、kk19-20、kk4，電路133帶正電，實(shí)現(xiàn)斷路器跳閘。
d：遙控合閘斷路器的過程
同樣，遙控合閘時(shí)，kk開關(guān)置于“遠(yuǎn)方”，kk接點(diǎn)15-16一直接通。遙控合閘命令下發(fā)時(shí)，out2閉合，這時(shí)＋km經(jīng)遙控壓板lp、out2、kk15-16、kk2，到達(dá)qk7，與就地合閘過程（b過程）一樣，根據(jù)qk開關(guān)置于“同期”或“閉鎖同期”，實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘，這里不贅述。
3 存在的問題分析
根據(jù)上面的分析，就地操作、遙控操作都能正常實(shí)現(xiàn)斷路器的跳閘和合閘，但在調(diào)試過程中，同期切換開關(guān)置于“同期”時(shí)，就地手動(dòng)合閘時(shí)，雖然斷路器已經(jīng)合閘成功，但手持五防電腦鑰匙不能跳到下一步操作任務(wù)，仍然顯示合上該斷路器。這樣，下一步操作任務(wù)無法進(jìn)行。
原因分析如下：
見圖1，就地手動(dòng)同期合閘時(shí)，需要啟動(dòng)同期回路，大量的合閘電流只經(jīng)過out3，流經(jīng)五防鎖wf的電流很小，小于1ma，電腦鑰匙沒有檢測到足夠大的電流（門檻值20ma），認(rèn)為本次操作沒有做。而手動(dòng)非同期合閘時(shí)，大量的合閘電流不經(jīng)過out3，而是流經(jīng)五防鎖wf，電腦鑰匙能夠檢測到滿足要求的合閘電流，所以能夠正常跳步。
方案一：改變電腦鑰匙檢測電流的門檻值。經(jīng)過上面的分析，電腦鑰匙不過步的原因是就地同期合閘時(shí)，合閘電流不經(jīng)過五防鎖，只有微弱的回路啟動(dòng)電流，所以，改變電腦鑰匙檢測電流的門檻值，在微弱電流的情況下，電腦鑰匙也能檢測到。
但這樣有一個(gè)問題，可能遇有一個(gè)干擾信號(hào)，電腦鑰匙也認(rèn)為該項(xiàng)操作已經(jīng)執(zhí)行，不能起到電腦鑰匙應(yīng)有的作用。所以這個(gè)方案不推薦使用。
方案二：改變out3接點(diǎn)位置。同期回路是一個(gè)公用回路，無論是遙控同期合閘，還是就地手動(dòng)同期合閘，最后的合閘出口都是通過out3實(shí)現(xiàn)的。要讓插在五防鎖的電腦鑰匙檢測到合閘電流，同時(shí)遠(yuǎn)方遙控時(shí)out3前端帶電，out3必須接在五防鎖和遙控合閘繼電器out2兩者的后端，才能在就地手動(dòng)合閘和遙控合閘時(shí)，out3的前端均帶正電。因此，out3可以并接在電路105端，啟動(dòng)同期時(shí)out3帶正電，見圖二。
但由于out3不是立即閉合，需要捕捉同期點(diǎn)，而out2和kk1-2都是不保持的接點(diǎn)，動(dòng)作時(shí)間很短，這樣， out3接點(diǎn)還沒有來得及閉合可能就已經(jīng)失電，遙控合閘的失敗的可能性較高，所以也不推薦這個(gè)方案。
方案三：kk開關(guān)和out3接點(diǎn)配合改接。若將out3前端改接到五防鎖后端，手動(dòng)同期合閘，合閘電流就能流經(jīng)五防鎖，電腦鑰匙就能檢測到強(qiáng)大的合閘電流。但這樣也有一個(gè)問題，遙控同期合閘時(shí)，由于沒有五防鎖上沒有電腦鑰匙，五防鎖兩端沒有接通，out3的前端沒有正電，即使out3閉合，也不能實(shí)現(xiàn)遙控同期合閘。
為了解決這個(gè)問題，需要在五防鎖兩端并接一個(gè)kk接點(diǎn)，要求這個(gè)接點(diǎn)在kk開關(guān)置于“遠(yuǎn)方”的時(shí)候接點(diǎn)接通，而開關(guān)置于就地時(shí)接點(diǎn)斷開。但kk開關(guān)置于“遠(yuǎn)方”時(shí)接點(diǎn)閉合的接點(diǎn)只有兩副，一副用于合閘回路(kk19-20)，另一副用于跳閘回路（kk15-16），沒有多余的接點(diǎn)。市場上買不到這種規(guī)格的kk開關(guān)，必須定制；若安裝從動(dòng)繼電器，可能會(huì)產(chǎn)生寄生回路，破壞回路的可靠性和安全性。
最后，經(jīng)過有關(guān)人員仔細(xì)對(duì)整個(gè)控制回路進(jìn)行優(yōu)化，讓合閘回路和跳閘回路共用一副接點(diǎn)（kk19-20），節(jié)約一副接點(diǎn)（kk15-16）并接在五防鎖的兩端。見圖3，就地同期合閘時(shí)，kk開關(guān)置于“就地”，kk15-16斷開，正電+km經(jīng)過遙控壓板lp、五防鎖wf使同期合閘繼電器out3前端帶電，當(dāng)滿足檢同期或檢無壓條件時(shí)，out3閉合，可以實(shí)現(xiàn)斷路器的合閘，并且合閘電流流經(jīng)插在五防鎖wf上的電腦鑰匙，能夠檢測到合閘操作已經(jīng)執(zhí)行，順利跳步；遠(yuǎn)方同期合閘時(shí)，kk開關(guān)置于“遠(yuǎn)方”，kk15-16接點(diǎn)接通，out3的前端帶正電，也能實(shí)現(xiàn)同期合閘。推薦按照方案三進(jìn)行改造。
按照上述方案三，對(duì)110kv梁平站具有同期的斷路器控制回路進(jìn)行電路改接，不增加任何設(shè)備、不改變原來的操作方式，合理利用原有裝置內(nèi)部元件，優(yōu)化控制回路，斷路器的遠(yuǎn)方和就地，同期和閉鎖同期，斷開和閉合等各項(xiàng)操作無異常，沒有產(chǎn)生寄生回路，解決了就地同期合閘時(shí)五防電腦鑰匙不跳步的問題，達(dá)到了設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，解決了實(shí)際問題。