電工技能知識：KKJ、HWJ、TWJ作用及原理解析
1、KKJ（合后繼電器）
1.1 KKJ的歷史、含義
幾乎所有類型的操作回路都會有KKJ繼電器。它是從電力系統(tǒng)KK操作把手的合后位置接點(diǎn)延伸出來的，所以叫KKJ。傳統(tǒng)的二次控制回路對開關(guān)的手合手分是采用一種俗稱KK開關(guān)的操作把手。該把手有“預(yù)分-分-分后、預(yù)合-合-合后”6個狀態(tài)。其中“分、合”是瞬動的兩個位置，其余4個位置都是可固定住的。當(dāng)用戶合閘操作時，先把把手從“分后”打到“預(yù)合”，這時一副預(yù)合接點(diǎn)會接通閃光小母線，提醒用戶注意確認(rèn)開關(guān)是否正確。從“預(yù)合”打到頭即“合”。開關(guān)合上后，在復(fù)位彈簧作用下，KK把手返回自動進(jìn)入“合后”位置并固定在這個位置。分閘操作同此過程類似，只是分閘后，KK把手進(jìn)入“分后” 位置。KK把手的縱軸上可以加裝一節(jié)節(jié)的接點(diǎn)。當(dāng)KK把手處于“合后” 位置時，其“合后位置”接點(diǎn)閉合。
KK把手的“合后位置” “分后位置”接點(diǎn)的含義就是用來判斷該開關(guān)是人為操作合上或分開的�！昂虾笪恢谩苯狱c(diǎn)閉合代表開關(guān)是人為合上的；同樣的“分后位置” 接點(diǎn)閉合代表開關(guān)是人為分開的�！昂虾笪恢谩苯狱c(diǎn)在傳統(tǒng)二次控制回路里主要有兩個作用：一是啟動事故總音響和光字牌告警；二是啟動保護(hù)重合閘。這兩個作用都是通過位置不對應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。所謂位置不對應(yīng)，就是KK把手位置和開關(guān)實(shí)際位置對應(yīng)不起來，開關(guān)的TWJ（跳閘位置）接點(diǎn)同“合后位置”接點(diǎn)串聯(lián)就構(gòu)成了不對應(yīng)回路。開關(guān)人為合上后，“合后位置”接點(diǎn)會一直閉合。保護(hù)跳閘或開關(guān)偷跳，KK把手位置不會有任何變化，自然“合后位置”接點(diǎn)也不會變化，當(dāng)開關(guān)跳開TWJ接點(diǎn)閉合，位置不對應(yīng)回路導(dǎo)通，啟動重合閘和接通事故總音響和光字牌回路。事故發(fā)生后，需要值班員去復(fù)歸對位，即把KK把手扳到“分后位置”。不對應(yīng)回路斷開，事故音響停止，掉牌復(fù)歸。
某公司產(chǎn)品的操作回路里通過增加KKJ繼電器，巧妙的解決了不對應(yīng)啟動的問題。KKJ繼電器實(shí)際上就是一個雙圈磁保持的雙位置繼電器。該繼電器有一動作線圈和復(fù)歸線圈，當(dāng)動作線圈加上一個“觸發(fā)”動作電壓后，接點(diǎn)閉合。此時如果線圈失電，接點(diǎn)也會維持原閉合狀態(tài)，直至復(fù)歸線圈上加上一個動作電壓，接點(diǎn)才會返回。當(dāng)然這時如果線圈失電，接點(diǎn)也會維持原打開狀態(tài)。手動/遙控合閘時同時啟動KKJ的動作線圈，手動/遙控分閘時同時啟動KKJ的復(fù)歸線圈，而保護(hù)跳閘則不啟動復(fù)歸線圈（以96XX系列操作回路為例，保護(hù)跳閘和手動/遙控跳閘回路之間加有的二極管就是為實(shí)現(xiàn)此目的）。這樣KKJ繼電器（其常開接點(diǎn)的含義即我們傳統(tǒng)的合后位置）就完全模擬了傳統(tǒng)KK把手的功能，這樣既延續(xù)了電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)習(xí)慣，同時也滿足了變電站綜合自動化技術(shù)的需要。
1.2 KKJ的應(yīng)用
在傳統(tǒng)二次控制回路里，KK合后(/分后位置)接點(diǎn)主要用在下列幾方面：
a、開關(guān)位置不對應(yīng)啟動重合閘。
b、手跳閉鎖重合閘。保護(hù)跳閘分后接點(diǎn)不會閉合，只有手動跳閘后，分后接點(diǎn)才會閉合，給重合閘電容放電，從而實(shí)現(xiàn)對重合閘的閉鎖。
c、 手跳閉鎖備自投。原理同手跳閉鎖重合閘一樣。
d、開關(guān)位置不對應(yīng)產(chǎn)生事故總信號。
操作回路中的KKJ繼電器同傳統(tǒng)KK把手所起作用一致，也主要應(yīng)用在上述方面。我們只采用了其常開接點(diǎn)的含義（即合后位置）：KKJ=1代表開關(guān)為人為（手動或遙控）合上；KKJ=0代表開關(guān)為人為（手動或遙控）分開。
2、TWJ/HWJ位置繼電器和控制回路斷線
2.1 TWJ/HWJ（跳閘位置/合閘位置繼電器）的作用
TWJ/HWJ主要作用是提供開關(guān)位置指示。HWJ并接于跳閘回路，該回路在開關(guān)跳閘線圈之前串有斷路器常開輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)在合位時，其常開輔助觸點(diǎn)閉合，HWJ線圈帶電，HWJ=1表明開關(guān)合位。TWJ一般并接于合閘回路，該回路在開關(guān)合閘線圈之前串有斷路器常閉輔助觸點(diǎn)。當(dāng)開關(guān)在分位時，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，TWJ線圈帶電，TWJ=1表明開關(guān)分位。注意：當(dāng)開關(guān)在分位時，其實(shí)合閘線圈是帶電的。TWJ為電壓線圈，線圈本身電阻就較大，加上回路上串的電阻，整體阻值約20～40K（測量控制正和TWJ負(fù)端）。因?yàn)閲鴥?nèi)開關(guān)跳合閘線圈為電流型，其阻值較�。ǔＲ姷臑�50~200Ω）。雖然整個合閘回路是導(dǎo)通的，但因?yàn)榭刂苹芈冯妷捍蟛糠旨釉赥WJ上，TWJ部分電阻很大，電流很小，不足以使合閘線圈動作。TWJ線圈上串聯(lián)的電阻，也是為了防止TWJ線圈擊穿短路，導(dǎo)致合閘線圈誤動。當(dāng)手動或遙控合閘時，合閘回路接通相當(dāng)于直接將TWJ短接，電壓直接加在合閘線圈上，使線圈動作。HWJ回路同此基本一致。斷路器位置可以用合位也可以用跳位表示,保護(hù)和監(jiān)控習(xí)慣采用的位置信號略有不同:按照傳統(tǒng)習(xí)慣，保護(hù)程序判斷開關(guān)位置一般采用TWJ，比如備投裝置需接入的開關(guān)位置都采用TWJ（斷路器常閉觸點(diǎn)）。遠(yuǎn)動監(jiān)控方面一般都采用HWJ（斷路器常開觸點(diǎn)）,如果只有TWJ，往往還要在數(shù)據(jù)庫里取反。
2.2 斷路器位置和HWJ的區(qū)別
我們從保護(hù)測控裝置里的開關(guān)量狀態(tài)顯示菜單里可以看到除了有TWJ和HWJ狀態(tài)外,還有斷路器狀態(tài)。但是，這個斷路器狀態(tài)跟HWJ是否一樣呢？其實(shí)并不完全一致。不論我們是采用TWJ還是HWJ來判斷開關(guān)位置，都有一個一旦控制回路斷線，就會導(dǎo)致位置判斷錯誤的問題。比如開關(guān)在合位，此時HWJ=1；如果這時控制電源掉了，則HWJ失電，HWJ=0，就會錯誤判斷為開關(guān)分開。為了避免這種情況發(fā)生，裝置提供了“斷路器位置”這個經(jīng)過程序判斷處理后的狀態(tài)量。正常情況下，TWJ和HWJ狀態(tài)是相反的，程序會判為狀態(tài)有效，斷路器狀態(tài)和HWJ狀態(tài)是一致的；當(dāng)TWJ和HWJ全部為0或全部為1時，程序認(rèn)為該狀態(tài)變位為無效狀態(tài)，斷路器位置還是會保持原狀態(tài)不變。大家可以做個試驗(yàn)，先讓開關(guān)在合位，看開關(guān)量狀態(tài)，HWJ和斷路器位置都為1；再控制電源空開，此時HWJ=0，但斷路器狀態(tài)不變，仍為1。與這種情況相類似的，還有開關(guān)手車試驗(yàn)位置和運(yùn)行位置，兩種狀態(tài)必須是相反的，才是有效的狀態(tài)（構(gòu)成一個異或關(guān)系），具有這種關(guān)系的遙信，我們一般稱為雙位置遙信�，F(xiàn)場組態(tài)時，除非用戶有特殊要求，一般都采用“斷路器位置”這個開關(guān)量來表征開關(guān)位置，而不是單獨(dú)采用HWJ或TWJ。
2.3 不同系列操作回路位置指示的區(qū)別
帶跳合位燈的一般是帶有操作回路的保護(hù)裝置，分2種情況：
（1）使用裝置操作回路，跳合位燈由操作回路原理圖中TWJ/HWJ繼電器控制，繼電器帶電，相應(yīng)指示燈亮；（一般的線路保護(hù)）
（2）若不使用裝置的操作回路，需要單獨(dú)將跳合位置接到保護(hù)的開入，用以點(diǎn)燈。（例如南瑞PCS9611D）
2.4 控制回路斷線
位置繼電器（TWJ、HWJ）除了提供位置指示外，還有一個重要作用是監(jiān)視控制回路是否完好。因?yàn)檎Ｇ闆r下，不論開關(guān)處于何狀態(tài)，TWJ和HWJ必有一個帶電，狀態(tài)為1。如果全為0，則代表控制回路異常，也即我們常說的控制回路斷線。按照相關(guān)技術(shù)要求，必須監(jiān)視跳閘回路（相比而言，跳閘回路斷線要比合閘回路斷線后果嚴(yán)重的多）。這也是HWJ線圈負(fù)端沒有引出裝置直接在內(nèi)部就和跳閘回路并在一起的原因。（9661/RCS941的操作回路，HWJ負(fù)也單獨(dú)引出裝置，主要是為了配合開關(guān)的方便）。TWJ負(fù)端單獨(dú)引出，主要是為了同不同類型開關(guān)控制回路配合（比如防跳）。裝置產(chǎn)生的控制回路斷線信號=TWJ常閉接點(diǎn)+HWJ常閉接點(diǎn)。通過硬接點(diǎn)輸出的該信號，都加了3S的判斷延時。主要是因?yàn)閿嗦菲鞒ｉ_和常閉觸點(diǎn)并不是完全同步的。比如開關(guān)由分到合，常閉觸點(diǎn)（TWJ）打開時，常開觸點(diǎn)（HWJ）還沒有閉合，中間一般會有幾十個毫秒兩者都為0的情況，如果不加判斷延時，則會誤報控制回路斷線。注意對主變各側(cè)開關(guān)的控制回路斷線，是通過測控裝置采集操作回路的硬接點(diǎn)輸出。硬接點(diǎn)信號開出是沒有任何時間延時的，為了避免因?yàn)門WJ和HWJ不同步誤發(fā)控制回路斷線信號，現(xiàn)場要通過增加該開入采集的遙信去抖時間來躲過這段時間，一般可設(shè)為0.3S。
因?yàn)楝F(xiàn)在開關(guān)內(nèi)部接線經(jīng)常會把彈簧儲能或氣壓閉鎖等接點(diǎn)串入合閘回路。所以在現(xiàn)場時，有時開關(guān)分開后，儲能電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)給彈簧儲能。在儲完能之前，合閘回路是斷開的，TWJ狀態(tài)上不來，會報控制回路斷線。儲能完畢，合閘回路接通，控制回路斷線信號復(fù)歸。現(xiàn)場調(diào)試時這種現(xiàn)象也是經(jīng)常碰到的，屬于正常現(xiàn)象。
