继电保护常见刀闸辅助开关原理分析与介绍

刀闸辅助开关介绍与分析
刀闸辅助开关，因为觉得这个不起眼的设备在变电用得太多了先来观赏几个常见的辅助
开关：
图1多用于电容器组中心点地刀的辅助开关，图2、3多用于隔离开关（刀闸）或断路器的辅助开关，不同之处在于图3接线需要压接专用的线耳。

图四是从手机照片中找出来的，图1是一个10kV PT刀闸的辅助开关，回想应该是为了核对电压回路编号去拍的一个照片，仔细分析应该是1997年的产品；
图一图二
图三图四
辅助开关就是安装在各类开关设备（断路器、隔离开关刀闸等）的连动轴或机械操作机构上的辅助设备，能同步反映开关设备的分合状态，以提供给二次回路起到不同作用的辅助设备，重点体现“辅助”二字。

辅助开关就是同步反映开关设备分合状态的辅助设备，而对应的辅助接点有两种类型，我们在断路器控制回路的时候也曾经说过，对于隔离开关（以下统称刀闸）其实也是一样的：
1. 常开辅助接点：刀闸在分闸位置时是断开的辅助接点（合位时闭合，也有称之为动合触点）
2. 常闭辅助接点：刀闸在分闸位置时是闭合的辅助接点（合位时断开，也有称这为动断触点）
对于常开接点还是很好理解的，随刀闸的分合而断开或者接通，而电气回路的通断对于逻辑判断或数字化就是1或者0，那么当需要知道刀闸有分闸位置的时候就需要常闭接点了，所以我想常闭接点就是这么应运而生的吧。

了解了刀闸的常开常闭接点，就来看看这些辅助接点都用于什么回路和什么设备。

1. 后台监控刀闸位置信号回路
2.保护（测量）母线电压切换回路
3.计量母线电压切换回路
4.母差保护刀闸位置开入回路
5.刀闸操作闭锁回路
6.断路器近控闭锁回路
据不完全统计共以上6类刀闸辅助接点相关回路，所涉及继保、自动化、运行、检修、计量等专业，
一、母差保护刀闸位置开入回路
对于双母线主接线方式的母差保护，需要通过计算某一母线上所有运行设备的电流向量和来判断母线上是否有故障，那么我们就把各间隔的母线刀闸常开接点引入母差保护，母差保护通过刀闸的常开接点的通断情况自适应各间隔的运行方式。

例如下
图234间隔运行在2M母线时对应母差保护的刀闸位置开入情况：
再来看看回路的设计原理图：
从回路原理图可以看出，对于双配置的母差保护，回路编号01为刀闸开入公共端，然后经过1G刀闸（2G刀闸）的常开辅助接点后回路编号变为03（05）开入到母差保护装置，每个间隔的回路编号都是一样的，但通过不同的电缆编号以区分开。

上图是标准配置的双套220kV母线保护（母差+失灵），现行的可能还存在双母差+单失灵的情况，那么这种情况就需要增加多一对常开辅助接点引至独立的失灵保护，接线原理是一样的，通过以上的开入回路母差保护就能知道哪些间隔运行于哪段母线进而做出正确的判断。

刀闸辅助开关多运行在相对恶劣的环境中，特别是对于户外的敞开式刀闸辅助接点容易出现接触电阻过大或者松动等而造成接点不通的现象，此时母差保护会根据记忆和逻辑条件进行分析，并做出报警和正确的判断，但如果同时出现过多的刀闸位置异常，只能通过软件或模拟装置进行人工置位以作为临时措施。

单母方式不需要将刀闸位置接入母差保护。

二、母线电压切换回路
我们知道每段母线都有自己的母线PT，而二次设备就必须根据相应一次设备的运行方式选取相应的母线PT二次电压，电压切换回路就是为了能自适应双母接线运行方式的改变应运而生。

例如当234间隔运行于220kV 2M母线时，电压切换回路就会把220kV 2M母PT的二次电压切换到234间隔的保护装置或计量、测量设备，如下图：
电压量对保护系统非常重要，所以电压切换回路除了需要正确的适应一次设备的运行方式外，还得确保回路出现故障时仍能提供正确的电压量，那么回路就需要能自保持，自保持了就需要有解除保持的回路，所以电压切换回路采取的是双位置继电器，简单点说就是需要引入两个位置以保证继电器能正确动作和返回，看下图：
继电器有两个线圈，一个是动作线圈一个是返回线圈，动作线圈动作后如果返回线圈没有动作，继电器的接点是不会变化，就是说继电器动作后要返回，只有在动作线圈失电且返回线圈得电继电器才能返回，而要继电器动作则需要相反的条件。

那么就需要将刀闸的常开常闭接点分别引至双位置继电器，常开辅助接点接入动作线圈，而常闭接点接入返回线圈，当刀闸合上的时刀闸常开接点闭合使双位置继电器的动作线圈得电（此时刀闸的常闭接点断开使双位置继电器返回线圈失电），继电器动作将刀闸相应的母线电压切换至装置，刀闸分开时各接点将使继电器返回，相应母线电压回路切断。

下图为典型的主二保护电压切换回路图：
所以电压切换回路需要同时接入刀闸的常开常闭辅助接点，而保护的电压切换回路基于双套独立配置的保护装置，所以也需要两套独立的电压切换回路，当然还需要计量电压切换回路（因为计量与保护测量电压是不同准确级的PT绕组）。

当然计量的电压切换回路使用的是保护屏处的电压切换直流电源，所以可以与保护的一套电压切换回路合用同一组刀闸辅助接点）。

下图是主一保护电压切换回路，其中的两对刀闸常开接点是与计量回路合用（并联）。

三、后台监控刀闸位置信号回路
信号回路公共端S501经过刀闸的常开辅助接点变为S519经过常闭辅助接点变为S521，接入测控装置，将S519接入点定义为1G刀闸的合位而S521的接入点定义为分位，这就是双位置遥信：
S519S5211G刀闸位置
01分位
10合位
0（1）0（1）异常（不确定状态）
0代表回路断开，1代表回路接通
遥信信号回路编号也有以8开头的（相对比较老的设计），如公共端为801，信号为803、805……以此类推，还有必要说明一点的就是遥信信号公共端不一定是正电位，这需要以现场的测控装置开入量回路原理为准。

四、刀闸操作闭锁回路
刀闸操作闭锁回路，这个回路也是相对比较复杂。

我们以敞开式单间隔刀闸操作闭锁回路来作说明。

闭锁回路，就是通过各个刀闸或者断路器的辅助接点组成闭锁（或者说是开放）操作的电气逻辑回路，目的就是防误操作。

下图是一个线路间隔的一次接线图
各刀闸或地刀的操作都会受到其它刀闸或地刀的闭锁，比如说要非倒闸操作1G刀闸时2G 必须在分闸位置，那么要操作某一刀闸时就必须在其它相关刀闸或地刀处于允许状态，而代表状态的就是辅助接点。

接下来就来看看刀闸操作闭锁回路：
可以看出操作闭锁回路的基本原理就是通过各种辅助接点去断开设备的操作电源：断路器在合闸状态下（常闭接点断开）本间隔内所有刀闸、地刀都是无法操作的（受到闭锁）；而02G、03G1任一个地刀在合闸状态下（常闭接点断开）所有的刀闸是无法操作；1G刀闸在2G刀闸合闸的状态下（常闭接点断开）时无法操作；2G刀闸同1G刀闸
那么如果要进行倒母操作时必须同时合上1G和2G，又该如何操作？继保人设计出了如下回路：
根据上图就很清楚看出，当两段母线并列运行（倒母的前提条件）状态下，1G刀闸（2G 刀闸）在合闸的状态下（常开接点接通），2G刀闸（1G刀闸）的控制回路才能得到电源允许操作。

以上就是利用各种辅助接点组合成的刀闸操作闭锁回路，刀闸操作闭锁回路很复杂，我们所讲的只是其中的一小部分，还有旁代及母线地刀等等的相互闭锁操作回路，这就需要我们知道一次设备的操作闭锁逻辑、原理，结合二次操作闭锁中的各种辅助接点的分合状态去看懂、理解其中的原理。