Circuit Maker软件在继电保护二次回路中的应用

Circuit Maker软件在继电保护二次回路中的应用

作者：杜永波 孙婉胜 张海梁

来源：《中国科技博览》2017年第28期

[摘 要]介绍了Circuit Maker软件的功能，分析了其在继电保护二次回路中的应用，结合微机保护操作回路进行建模，通过防跳回路工作过程验证了软件的动态仿真功能，为继电保护二次回路设计施工和培训教学提供了分析手段，具有很好的应用前景。 [关键词]Circuit Maker；继电保护；二次回路；仿真应用

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0235-01 0 引言

随着变电站继电保护功能越来越完善，继电保护二次回路越来越多，设计和施工工作日渐复杂，处理不当易导致保护装置发生误动作，影响电网安全生产。传统的继电保护二次回路检测主要依靠图纸审核、接线检查和传动试验来完成，依靠人工图纸审核难以发现回路中的问题[1，2]。如果能够借助软件对二次回路进行建模仿真分析，则可以大大降低二次回路问题的出现，目前， 由于二次系统实际构成非常复杂，继电保护二次回路仿真实用化软件比较少，本文提出了充分利用Circuit Maker软件的继电器仿真功能，进行继电保护二次回路建模，深入挖掘了其在继电保护二次回路建模仿真中的应用，并通过实例验证了软件在继电保护二次回路中的仿真应用，可以应用于继电保护二次回路的设计分析和培训教学等方面。 1 Circuit Maker软件介绍[1]

Circuit Maker是美国原MicroCode Engineering公司开发的一种易用的电子电路设计和仿真分析软件。1998年MicroCode被Altium（前protel）公司兼并。2001年推出的Circuit Maker2000已经采用了protel的多项技术。如树状的元件浏览器、仿真参数的设置界面、波形图线的处理窗口等。但它的电路仿真功能有自己的特色，特别适合对继电器控制电路进行仿真，即使针对某些复杂的继电器控制回路，只需要做适当的简化和等值变换，也可以实现仿真。

2 继电保护二次回路中的仿真应用

当断路器手动或自动合闸在故障线路上时，继电保护装置将动作跳闸，此时，如果自动重合闸装置的接点未复归、由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因，断路器将发生再合闸。因为线路故障此时还未消除，继电保护装置又动作于跳闸，从而出现多次跳合的现象，此现象俗

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称“断路器跳跃”。断路器如果发生多次跳跃，将造成断路器的遮断能力下降，甚至引起爆炸事故[2]。防止“跳跃”的目的是保护断路器，提高设备的可靠性和使用寿命。防跳功能是断路器二次回路里一个必不可少的部分，对保障电力系统的安全生产有着重要的意义[3]。下面结合仿真软件，对RCS-941微机保护的操作回路进行建模，并仿真运行，动态分析防跳回路功能的工作过程。 2.1 仿真建模

南瑞继保公司RCS-941 线路保护防跳功能通过跳闸保持继电器TBJ 和防跳继电器TBJV共同实现。防跳回路的工作过程是：保护装置或人为跳闸时，TBJ动作，在起动跳闸保持回路的同时，接于TBJV线圈回路的常开接点TBJ也闭合。如此时合闸接点是闭合的，则TBJV线圈带电，并且串于其线圈回路的TBJV常开接点闭合，构成一条自保持回路，接于合闸线圈回路的常闭接点TBJV 打开，切断合闸回路，直至合闸接点分开，TBJV继电器才会返回。所以，即使手动/自动重合接点粘连而一直发合闸脉冲，也不能完成合闸操作，从而达到防跳的目的[3，4]。

根据操作回路图进行建模，从软件的元件库中调用继电器和接点元件，根据回路图中常开、常闭接点和继电器的位置对应连接关系搭建回路图。将元件接点属性中的“Description”设置为与继电器名称一致，则可以实现继电器与接点的相应控制，如要实现一个继电器带多组接点，则将多组接点名称设置一致即可。需要注意的是，该软件目前不支持多个继电器串联的电气识别，所以对多个继电器串联回路需要做适当简化处理。 2.2 运行分析

模型搭建好后，设置二次回路仿真模式为数字仿真模式，点击仿真按钮，开始运行仿真，图1为软件仿真运行界面图。软件自带信号跟踪功能，由工具条上的“Trace”按钮控制，启动跟踪功能时，画面上导线的颜色发生变化，高电平时导线为红色，低电平时导线为蓝色，不定电平为绿色。通过导线颜色即可可以直观而清晰地观察到电路的变化过程。同时软件还可以设置继电器元件开路、短路等故障，仿真继电器故障情况下的动作过程。

图1所示二次回路状态为：跳闸线圈TBJ带电，防跳继电器TBJV带电，接于合闸保持回路的TBJV常闭接点打开，切断合闸回路，此时即使发生合闸接点粘连（图中由HW-L开关闭合模拟）一直发合闸脉冲，合闸回路也是不导通的，无法合闸，从而达到了防跳的目的。 3 结束语

本文利用Circuit Maker软件的继电器仿真功能，以南瑞继保的RCS941 微机线路保护装置的操作回路为例，进行继电保护二次回路建模，并通过防跳回路的工作过程仿真实例验证了软件在继电保护二次回路中的仿真应用，实践证明，Circuit Maker可以在继电保护二次回路分析、事故反演，培训教学等方面发挥巨大的作用，具有很好的应用前景。

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参考文献

[1] 王林.仿真继电器软件Circuit Maker在电气设计中的应用[J].电世界.2006， （7）：26-27.

[2] 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理（增订版）[M] .北京：中国电力出版社，2004. [3] 魏存良，熊志宏.微机保护防跳和断路器机构防跳的比较与选用[J].电工技术.2009， （10）：53-.

[4] 南瑞继保电气有限公司.RCS-941系列高压输电线路成套保护装置技术和使用说明书[Z].2004. 作者简介

杜永波（1980-06-04 ），男，汉族，浙江余姚，电气工程及其自动化工程师，变电检修技师，主要从事继电保护技术方向的工作。