斷路器兩套防跳回路配合問(wèn)題探討

邱 濤 ，井雨剛，杜紹輝

（1.山東中實(shí)易通集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250002；2.山東電力研究院，山東 濟(jì)南 250002；3.山鋼集團(tuán)萊鋼棒材廠(chǎng)，山東 萊蕪 271104）

0 引言

斷路器跳躍是指斷路器的控制手柄在合閘位置（合閘控制回路由于某種原因接通），當(dāng)線(xiàn)路存在故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作于斷路器跳閘，此時(shí)斷路器發(fā)生再合閘、跳閘，多次重復(fù)動(dòng)作的現(xiàn)象，稱(chēng)“跳躍”[1]。如果不采取措施，就可能是斷路器的遮斷能力下降，嚴(yán)重的還會(huì)引起斷路器爆炸，威脅人身和設(shè)備安全。針對(duì)斷路器的“跳躍”情況，現(xiàn)在保護(hù)裝置和斷路器機(jī)構(gòu)都設(shè)有防跳回路，通過(guò)對(duì)華能威海電廠(chǎng)升壓站乙站斷路器防跳問(wèn)題對(duì)兩種防跳方式進(jìn)行分析和比較。

圖1 南瑞CZX-12R2操作箱防跳回路圖

1 原因分析

以南瑞CZX-12R2操作箱和220KV斷路器操作機(jī)構(gòu)防跳回路進(jìn)行分析。

1.1 南瑞CZX-12R2操作箱防跳邏輯

南瑞CZX-12R2操作箱防跳回路如圖1所示。當(dāng)進(jìn)行手動(dòng)合閘和遠(yuǎn)方合閘時(shí)，KK把手或遠(yuǎn)方送來(lái)的合閘接點(diǎn)處于閉合位置，1SHJ繼電器動(dòng)作其1SHJ節(jié)點(diǎn)閉合，合閘回路接通；當(dāng)重合閘裝置送來(lái)的合閘節(jié)點(diǎn)閉合時(shí)，重合閘沖動(dòng)繼電器動(dòng)作其ZHJ節(jié)點(diǎn)閉合，此時(shí)合閘回路也接通。

當(dāng)手合或重合于故障時(shí)開(kāi)關(guān)跳閘，跳閘回路的跳閘保持繼電器的12TBIJ、22TBIJ節(jié)點(diǎn)閉合，啟動(dòng) 1TBUJ，1TBUJ動(dòng)作后又起動(dòng)2TBUJ，如果此時(shí)合閘脈沖一直存在，2TBUJ其自身接點(diǎn)自保持，于是這兩組串入合閘回路的繼電器的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，切斷合閘回路，使斷路器不會(huì)再次合閘。合閘脈沖解除，2TBUJ線(xiàn)圈斷電，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。

1.2 220 kV斷路器操作機(jī)構(gòu)防跳邏輯

220 kV斷路器防跳回路如圖2所示。

圖2 220 kV斷路器防跳回路

當(dāng)接到合閘指令后，開(kāi)關(guān)開(kāi)始合閘；如果由于機(jī)構(gòu)上的原因，斷路器未停留在合閘后位置，則機(jī)構(gòu)仍舊返回到分閘狀態(tài)，在開(kāi)關(guān)合閘瞬間，開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)13、14閉合，此時(shí)防跳繼電器K12動(dòng)作，K12的13、14常開(kāi)接點(diǎn)使K12自保持；如果此時(shí)合閘脈沖一直存在，K12的常閉接點(diǎn) （21、22）斷開(kāi)，切斷合閘回路，使斷路器不會(huì)再次合閘。合閘脈沖解除，K12線(xiàn)圈斷電，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。

1.3 故障現(xiàn)象

投產(chǎn)前，在做電氣一、二次整組傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)斷路器合上后跳閘指示燈也會(huì)亮的異?，F(xiàn)象，查找原因發(fā)現(xiàn)防跳回路中存在寄生回路。

合閘時(shí)：+KM—11YJJ—1SHJ—SHJ—1TBUJ—2TBUJ—K12 常閉接點(diǎn)（21、22）—K9（低油壓閉鎖合閘）常閉接點(diǎn)—Y1A—QFA1—KM構(gòu)成合閘回路；斷路器合閘后，斷路器常開(kāi)接點(diǎn)-QFA1 13、14閉合，此時(shí)+KM—1TWJ—2TWJ—3TWJ—QFA1（13、14）—K12—KM構(gòu)成一個(gè)寄生回路，由于回路中TWJ與K12參數(shù)配合不好，導(dǎo)致TWJ一直動(dòng)作，進(jìn)而引起斷路器跳閘指示燈亮。這樣就出現(xiàn)斷路器在合位時(shí)，紅燈、綠燈一起亮的異常現(xiàn)象。

同時(shí)，斷路器在合閘過(guò)程中，K12動(dòng)作后，當(dāng)合閘指令消失后，TWJ與K12參數(shù)配合不好，K12分壓過(guò)大，高于其返回電壓，K12的常開(kāi)接點(diǎn)（13、14）閉合形成自保持，K12 常閉接點(diǎn)（21、22）斷開(kāi)切斷合閘回路，產(chǎn)生斷路器分閘后不能合閘的現(xiàn)象。

2 解決方案

2.1 只保留南瑞CZX-12R2操作箱的防跳

保留保護(hù)裝置內(nèi)的防跳回路，斷開(kāi)斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳繼電器K12，這種接線(xiàn)的缺陷在于當(dāng)機(jī)構(gòu)本身發(fā)生故障時(shí)，且合閘脈沖未撤消的情況下，斷路器會(huì)發(fā)生跳躍。

斷路器的主觸頭行程一般都比較小，它不能承受連續(xù)的多次合閘沖擊，否則，真空泡容易受到損壞。當(dāng)?shù)谝淮魏祥l不成功后，不能馬上再合閘，只有在調(diào)整機(jī)構(gòu)后才允許第二次操作。如果取消了機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳電路，則會(huì)影響斷路器的安全運(yùn)行。

2.2 只保留斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳回路

保留斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳，將裝置防跳回路中的n181和n6短接，由于寄生回路的存在，有人提出將跳位繼電器TWJ線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)斷路器的輔助常閉接點(diǎn)直接接到負(fù)電源，這樣雖然取消了寄生回路，但同時(shí)也失去了對(duì)合閘回路監(jiān)視的功能，原能源部西北電力設(shè)計(jì)院編寫(xiě)的《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》中指明了原則：“為了保證控制回路的可靠性，防止由于震動(dòng)使端子接線(xiàn)脫落或輔助觸點(diǎn)不良而引起斷路器拒動(dòng)而擴(kuò)大事故，建議仍然設(shè)電源及跳、合閘回路完整性監(jiān)視為宜[2]”。這種以取消監(jiān)視合閘回路的完好性為代價(jià)的解決方法也不合理。

針對(duì)上述情況，對(duì)回路做一定的改變。在跳閘位置繼電器TWJ線(xiàn)圈回路中串入斷路器的常閉接點(diǎn)（圖3），當(dāng)斷路器在合位時(shí)，斷路器的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，從而切斷了寄生回路，避免了斷路器合位時(shí)紅燈、綠燈一起亮的缺陷，但此時(shí)斷路器分閘后不能合閘的缺陷依然存在。

圖3 跳位監(jiān)視回路中串入常閉接點(diǎn)

圖4 防跳回路最終整改版

斷路器合閘后，合閘指令消失，防跳繼電器K12返回，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，此時(shí)斷路器的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)。

斷路器分閘，斷路器常閉接點(diǎn)（跳位監(jiān)視回路中串入的）閉合，此時(shí)防跳回路中斷路器常開(kāi)接點(diǎn)（13、14）未能及時(shí)斷開(kāi)，K12 動(dòng)作，K12 的常開(kāi)接點(diǎn)（13、14）閉合使K12自保持，串入合閘回路中K12常閉接點(diǎn)（21、22）斷開(kāi)，使斷路器分閘后不能合閘。

考慮到監(jiān)視合閘回路的重要性，通過(guò)與設(shè)計(jì)院溝通將跳位監(jiān)視n5接到合閘回路中K12常閉接點(diǎn)的后面即X2:58上（圖4），此時(shí)既能監(jiān)視（部分）合閘回路，又能在K12即使動(dòng)作后，K12常閉接點(diǎn)（21、22）斷開(kāi)使K12斷電，恢復(fù)正常狀態(tài)。

按照上述方法進(jìn)行改進(jìn)后沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)斷路器合閘后綠燈亮和分閘后斷路器不能再次合閘的異常現(xiàn)象，同時(shí)合閘回路的完好性能得到監(jiān)視，完全滿(mǎn)足斷路生產(chǎn)廠(chǎng)家和電力系統(tǒng)的運(yùn)行的有要求。

3 結(jié)語(yǔ)

處理好保護(hù)裝置和斷路器機(jī)構(gòu)防跳的配合，可以提高斷路器的使用壽命，保障現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的安全，提高供電可靠性，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。