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電力系統運行中經常發生跳、合閘線圈燒毀事故，*，跳、合閘線圈設計時都是按短時通電而設計的。跳、合閘線圈的燒毀，主要是由于跳、合閘線圈回路的電流不能正常切斷，至使跳、合閘線圈長時間通電造成的。
作為電力系統重要電氣元件，在電力系統故障時，斷路器接受繼電保護及自動裝置的跳、合閘命令，并要求以毫秒級的速度去執行跳閘動作，以避免事故蔓延和擴大。
因此，要求斷路器在投運中，能隨時處于待命狀態，并能令行禁止。尤其不允許出現有跳閘命令時，斷路器拒絕跳閘的現象。
電力部門在DL400－91繼電保護和安全自動裝置技術規程和NDGJ8－89火力發電廠、變電所二次接線設計技術規定都要明確要求各斷路器的跳、合閘回路、重要設備和線路繼路器的合閘回路等等，均應裝設監視回路完整性的監視裝置。
目前，國內外現有的斷路器二次回路完整性監視方法有四種：一是采用簡單直觀的紅（綠）燈回路直接監視；二是采用跳（合）閘位置繼電器常閉觸點串聯啟動中央信號的間接監視；三是部分制造廠提供的操作箱中，配合有在合閘狀態下的跳閘回路完整性監視信號燈（氖燈），四是串接高內阻繼電器于跳閘回路。
上述四種監視方式的分析發現，前三種方式存在一個共同的問題是：斷路器合閘后合閘回路完整性失去監視，斷路器跳閘后跳閘回路完整性失去監視，都屬于非全工況監視。
第四種方式的跳閘回路屬于全工況監視，合閘回路仍屬于非全工況監視。所以在合閘狀態下，跳閘后能否再合尚屬未知，供電可靠性將失去保證，仍然不是真正的全工況監視。這些問題應引起重視，并采取必要的措施予以改進。更重要的是，以上四種方式都不具備跳、合閘線圈的保護功能。
本文結合電力系統時有發生的斷路器跳閘、合閘線圈燒毀現象，在深入研究國內外關于高壓斷路器二次回路控制方式的基礎上，提出一種解決方案，該方案同時具備跳、合閘線圈保護和跳、合閘回路全工況監視雙重功能。
高壓斷路器二次回路保護器原理
鑒于引言中分析的原因，很有必要引入一種保護裝置，在斷路器輔助觸點切換不正常或者操作機構卡死時，能夠及時地斷開跳、合閘線圈回路，避免跳、合閘線圈長時間得電而燒線圈事故。該實現原理正是基于以上分析而得出。
高壓斷路器二次回路保護器原理如圖1所示，它包括如下幾部分：通信環節、數據采集環節、控制接點輸出環節。
它們各部分的作用分別如下：通信環節用于接收上位機（變電所監控計算機）發出的命令和數據，同時也可向上位機發送斷路器的狀態信號和故障代碼等。數據采集環節用于采集斷路器狀態信號和跳、合閘線圈回路電流信號借之了解斷路器的工作狀態。
控制觸點輸出環節用于必要時跳開跳、合閘線圈回路來保護線圈。該二次回路保護器自成體系，既可獨立工作，在必要時跳開跳、合閘線圈回路，實現對線圈的保護；又可受控于變電所監控機，通過通信接口接受變電所監控機操作命令和向變電所監控機發送斷路器狀態數據。
為實現以上功能，我們須對現有高壓斷路器二次回路作如下改進：①增加通信功能。②增加跳、合閘動作電流檢測電路。③在跳、合閘回路增加能夠分斷跳、合閘線圈動作電流的觸點。④增加跳、合閘動作電流計時單元。
霍爾傳感器簡介
由于篇幅所限，現僅對跳、合閘線圈回路的電流監視原理及實現方法簡介如下：
在自動控制系統中，電參量的采集是首先要解決的問題。近年來發展起來的霍爾傳感器技術既可以克服電磁式互感器的非理想性缺點，又解決了直流電參量測量時的隔離問題。
霍爾傳感器是利用霍爾效應原理構造的。
霍爾效應是一種磁敏效應，在圖2所示的半導體（或金屬）薄片的長度X方向上通入控制電流IC，在厚度Z方向上施加磁感應強調為B的磁場，則在寬度Y方向上會產生電動勢UH，這種現象即稱為霍爾效應，UH稱為霍爾電勢，其大小可表示為：
其中，RH為霍爾系數，由半導體材料的性質決定；d為半導體材料的厚度。
設RH／d＝K，則式（1）可以寫為：
UH＝K·IC·B（2）
可見，霍爾電壓與控制電流及磁感應強調的乘積成正比，K稱為乘積靈敏度。K值越大，靈敏度就越高；半導體材料厚度越小，靈敏度也越高。
在式（2）中，若控制電流IC＝常數，磁感應強度B與被測電流成正比，就可以做成霍爾電流傳感器；同理，如果B與被測電壓成正比，又可以做成霍爾電壓傳感器。
本文用霍爾傳感器來監測跳合閘線圈電流。其意義界定如下：如果是動作電流，啟動定時單元準備對線圈進行保護；如果是微小的監視電流，表明跳、合閘回路完整；如果沒有電流，表明跳、合閘回路完整性被破壞。
二次回路保護器實現
為了既能實現在眾多非正常情況下對高壓斷路器跳、合閘線圈進行保護，又能實現對其二次回路的完整性進行全工況監視，在現有控制回路的基礎上構造了一種改進方案。
圖中，＋、－為控制小母線和合閘小母線；M100（＋）為閃光小母線；SA為控制開關，GN、RD為綠、紅信號燈；FU1～FU4為熔斷器；R為附加電阻；KCF為防跳繼電器；KM為合閘接觸器；YC、YT為合、跳閘線圈，HL1～HL3為霍爾傳感器。控制電路的動作及跳、合閘回路保護與監視原理如下：
（1）高壓斷路器二次回路保護器功能實現。無論是在手動控制還是在自動控制位置，當合閘線圈回路有電流流過時，霍爾傳感器將測出這一電流的大校如果電流大于某一限值，二次回路保護器將啟動計時單元開始計時。
如果斷路器輔助觸點切換不正常或者操作機構卡死，在定時單元整定的時間內合閘動作電流沒有消失，二次回路保護器將發出跳閘命令使其輸出常閉觸點KH1打開，跳開合閘接觸器KM，由KM的常開觸點跳開合閘線圈回路，保護斷路器合閘線圈YC免于燒毀，同時發出相應的聲光報警信號，通知值班人員。
同理，當跳閘線圈有動作電流流過時，在整定的時間內跳閘動作電流沒有消失，保護器將發出命令使其輸出常閉觸點KH2打開，跳開跳閘線圈回路，并給出相應的聲光報警信號。
（2）全工況監視功能實現。由圖3可以看出，附加電阻R3經斷路器常開輔助觸點接入合閘回路；附加電阻R5經斷路器常閉輔助觸點接入跳閘回路。電阻R3、R5為斷路器線圈的完整性監視提供電流通路，此電阻的選擇要不影響線圈的正確動作和熱穩定性為前提。電阻R3、R5支路的斷路器輔助觸點引入是為了實現對斷路器輔助觸點進行監視。在跳、合閘瞬間由動作電流來判別回路的完整性；跳、合閘后由R3、R5支路流過的監視電流來判別回路的完整性；跳、合閘過程中有常開、常閉兩觸點瞬時都未接觸現象，可引入斷路器狀態信息或者用軟件判別來防止誤報。
對于時有發生的高壓斷路器跳合閘線圈燒毀現象，很有必要采取適當的措施，對高壓斷路器跳、合閘線圈回路的電流進行監視，以實現必要時對線圈的保護。
對大容量發電機組和220kV及以上電壓等級的斷路器，應該裝設跳閘回路完整性監視裝置，以防止斷路器合到故障上因跳閘回路斷線出現斷路器拒動現象。拒動會擴大故障，甚至造成系統瓦解，后果嚴重。與跳閘回路完整性相比，雖然合閘回路完整性破壞時所造成的危害要小一些，但它妨礙了供電可靠性的提高。代價不大時仍然應該予以監視。以提高供電可靠性和真正實現斷路器二次回路的全工況監視。
由于二次回路完整性監視和跳合閘回路電流監視具有共性，該方案將二者結合起來一并監視，這樣既可以提高監視的可靠性，又可以降低成本。本方案不僅實現了高壓斷路器二次回路的全工況監測，也從根本上解決了由于種種原因導致的跳合閘線圈燒毀問題。具有一定的推廣價值和現實意義。
