关于断路器防跳回路的探讨

关于断路器防跳回路的探讨摘要：断路器防跳回路是二次回路的重要组成部分，然而防跳回路的设计与防跳回路的配合却不尽完美。针对工作中遇到的断路器防跳失败的现象，本文进行了详细的分析，并给出相应的改进措施，完善了防跳回路。关键词：断路器防跳；防跳回路；二次回路；控制回路；事故预防0引言断路器（开关）是电力系统中重要的一次设备。所谓“跳跃”是指断路器在手动或自动装置合闸后，如果操作控制开关未复归或控制开关触点、自动装置触点卡住，此时保护动作使断路器跳闸时，断路器将发生多次的“跳-合”现象[1]。二次回路中，断路器的防跳回路通常有操作箱防跳和断路器机构防跳。在现场验收中，发现一些防跳回路存在一定的设计缺陷[2,3]，特别是双重防跳回路的情况下，两种防跳回路之间的配合容易出现问题，导致断路器防跳失败或者断路器跳开后无法再次合闸。针对工作中遇到的防跳回路的问题，本文进行了详细的分析，并给出了相应的整改措施。1典型的操作箱防跳回路典型的操作箱控制回路如图1。图1典型的操作箱控制回路在该控制回路中，TBJV为防跳继电器，当控制开关触点或自动装置触点卡住，即1D40常带正电时，如果发生永久性故障，保护动作跳闸，TJ接点通，防跳继电器TBJ励磁，TBJ常开接点闭合，由于1D40带正电，则防跳继电器的电压线圈TBJV励磁，TBJV常开接点闭合，使防跳回路一直保持，而TBJV的常闭接点则打开，使得合闸回路断开，从而起到防跳作用。2一起配合失败的防跳回路分析与改进与操作箱防跳回路不同的是，断路器机构防跳回路一般采用合闸起动防跳继电器。110kV牛湖的断路器机构防跳回路如图2。图2断路器机构防跳原理图Fig.2TheSchematicdiagramofbreakerBodiesanti-jumping图中107为合闸正电，与图1中的107相同。断路器在合位状态下，QF常开接点闭合，当控制开关触点或自动装置触点卡住，即107常带正电时，防跳继电器1KA励磁，1KA常开接点闭合使防跳继电器保持励磁状态，1KA常闭接点打开，断开合闸回路，从而在合闸正电保持的情况下，断路器跳开时起到防跳作用。由图1和图2，单一的操作箱防跳回路或者断路器机构防跳回路都可以完成断路器的防跳功能，然而，当操作箱控制回路与断路器机构回路配合在一起时，却带来了意外的问题。首先是控制回路监视问题。图1中，105是合闸监视回路，也称跳位监视回路，由于1D49（107）和1D50（105）是并在一起的，107常带正电，开关在合位时，QF常开接点闭合，从而防跳继电器1KA长期励磁，跳位监视继电器TWJ也长期励磁，即在合位状态下，TWJ和HWJ均励磁，从而发控制回路断线信号。其次，在这种配合下，由于1KA励磁后，1KA的常开接点闭合，如果1KA的返回电压较小，即使断路器跳开后，通过TWJ回路和1KA的常闭接点，1KA也无法返回，使得非故障状态下断路器跳开后无法再次合闸。为了解决合闸状态下发控制回路断线的问题，可通过解开1D49（107）和1D50（105）的并联回路，并在合闸监视回路中串联一个断路器常闭接点的方法，如图3。图3防跳回路改进一Fig.3Thefirstimprovementtotheanti-jumpingcircuit这种改进在断路器为合闸状态时，QF常闭接点打开，断开了合闸监视回路，使得合闸状态下不再误发控制回路断线信号。然而，在合闸正电107尚未断开，防跳继电器1KA还在励磁的状态下，断路器跳开后，105后面串接的QF常闭接点仍然会使防跳回路保持，因此这种改进并不能解决防跳后无法合闸的问题。为解决断路器防跳后不能合闸的问题，可以通过两种方法。方法一：在图3的基础上，在防跳继电器1KA两端并联一个适当大小的电阻，使得1KA通过TWJ回路接通时分得的电压小于其返回电压，这样，在防跳试验完成后，1KA可以通过低电压值而返回。这种方法需要通过TWJ线圈阻值和1KA线圈阻值来计算需要并联的电阻阻值大小，实现起来较麻烦，而且可靠性不够高。方法二：在图3的基础上，在合闸监视回路中再串联一个防跳继电器1KA的常闭接点，如图4。这种改进在防跳完成后，合闸回路尚未恢复时，通过1KA的常闭接点使得TWJ回路暂时断开，待合闸回路返回，即107无正电到来且1KA返回时，1KA的常闭接点闭合，TWJ回路接通，从而可解决防跳后无法合闸的问题。图4防跳回路改进一3一起机构防跳失败的回路分析与改进500kV鹏城站500kV安鹏甲线采用ABB开关设备，现场保护操作箱的防跳回路是取消的，仅用了断路器的机构防跳，在做防跳试验时出现时而防跳成功，时而防跳失败的现象，其机构防跳回路如图5。(a)中控箱控制回路(b)分控箱控制回路图5.ABB断路器防跳原理图就地进行防跳试验时，即分控箱和中控箱的远方就地转换把手均在就地位置，按住中控箱的合闸按钮，则分控箱的610带正电，防跳继电器K3动作，而当断路器点跳后，发现K3继电器返回；当用万用表量住分控箱的610再次进行防跳试验时，发现断路器跳开后，610短时带负电，而后正电到来，断路器合上，还发现在此过程中，中控箱的531却一直带正电（这里注意分控箱的531是悬空的）。由此分析，中控箱合闸回路中的K8接点出现短时断开的现象，据厂家解释K8为弹簧储能接点重动继电器，当断路器在跳开的过程中，由于振动，使得弹簧储能接点发生抖动，导致K8继电器短时失磁，引起合闸回路的K8接点短时断开。K8接点断开后，合闸回路也就短时断开，使得防跳继电器K3返回，当K8再次励磁使合闸回路接通时，由于断路器已经跳开，防跳继电器K3将不再励磁，故而断路器跳开后再次合上，也就是防跳失败。由图5，断路器分控箱中，合闸回路的112和防跳回路的113是短接在一起的，而531则是悬空的，这就使防跳回路的正电也经过了中控箱的K8接点；为了防止K8失磁使防跳继电器返回，可将分控箱的112和113的短接片拆除，将113直接与531接通，这样，即使弹簧储能接点抖动使K8失磁，由于防跳回路已经跨过K8接点，防跳继电器也不会返回。这种处理方法使得在分控箱进行分相就地防跳试验时，由于分控箱的就地合闸正电602与防跳继电器的正电531没有短接点，在分控箱就地合闸时，不经防跳继电器，故分控箱就地断路器没有防跳。此外，用于重动K8继电器的弹簧储能接点抖动还存在另外一个隐患，即线路发生故障跳开断路器时，弹簧储能接点抖动使K8继电器失磁，如果弹簧储能接点发生抖动后不能够正常返回，K8的失磁将会导致线路重合闸失败。由于在分控箱中，合闸回路已经串接了弹簧储能接点BW1，中控箱中重动继电器K8的接入反而有害而无利，因此，建议将中控箱的K8接点短死，而分控箱不进行整改，即分控箱的112和113仍然短接在一起，113无需与531接通。这样既可避免分控箱就地无防跳的问题，又可防止重合闸失败的问题。4结论当控制开关触点或自动装置触点卡住的情况下，线路故障且保护动作使断路器跳闸时，断路器将发生多次的“跳-合”现象，这将扩大故障范围,并可能是开关的遮断能力下降，甚者引起断路器爆炸。故而，断路器防跳回路已是二次回路不可缺少的重要组成部分。然而，由于施工或设计的原因，现场验收中常发现断路器防跳失败的现象。针对验收中碰到的断路器防跳回路存在的问题，本文进行了阐述，给出了相应的改进方案，使防跳回路得以完善。