變電站開關防跳的實現及試驗方法淺談

【摘要】開關防跳回路是為了防止開關合閘接點粘死，在遇到故障時出現的\"跳-合-跳-合\"跳躍現象。為防止這種現象發生現場采用了保護操作箱中”防跳”回路及開關機構箱的“防跳”回路。在試驗防跳回路時，除了看試驗結果，還有看試驗對象，同時應除去人為誤覺因素，以免造成誤判。

【關鍵詞】防跳回路；試驗方法；誤判

1.引言

在變電所的運行中，如果開關控制回路內部設計的不合理會使開關合閘于故障后出現\"跳-合-跳-合\"跳躍現象，即當開關在手動或自動重合閘裝置動作合閘后，如果操作控制開關未復歸或控制開關接點、自動重合閘合閘接點粘住，此時因故障保護動作使開關跳閘會發生多次”跳-合”現象。針對這種現象，在開關控制回路里面設計了防跳回路。由于操作機構的不同，在開關跳躍表現出來的現象會有所不同，在對開關防跳回路進行試驗時，如果不加以注意，可能在試驗、保護定檢時可能造成誤判，得出不正確的結果。

2.防跳回路的接線方法及區別

針對開關的\"跳躍\"現象，可以利用保護屏操作箱中\"防跳\"回路或開關操作機構本身的\"防跳\"回路來防止這種\"跳躍\"現象的發生。利用操作箱的“防跳”回路的典型設計如圖1所示：

在這回路中，其防跳的實現原理是：手動分閘或保護跳閘接通接點TJ使防跳繼電器電流線圈TBIJ帶電，從而驅動其接點TBIJ接通，若合閘回路合閘接點粘死或合閘脈沖不返回時，防跳回路接通，驅動防跳繼電器電壓線圈TBUJ，繼而TBUJ接點切斷合閘回路，這樣可有效防止開關進入跳合的死循環。

利用開關機構箱的“防跳”回路的典型設計如圖2所示：

對于彈簧儲能機構，其接線方式有兩種，一種是將“防跳”設置在合閘回路彈簧儲能輔助接點之前：如圖2防跳回路分相控制箱將端子531與接點K601短接；另一種是將“防跳”設置在合閘回路彈簧儲能輔助接點之后：如圖2防跳回路將開關分相控制箱內各相端子531與端子530短接。

其工作原理是：第一種接入方法，若有遠控回路一直有合閘脈沖（不返回），同時開關在合閘位置，這樣防跳繼電器帶電，驅動自身接點構成自保持回路，同時它的另一個接點將合閘回路切斷，這樣可保證開關跳開之后由于合閘脈沖的不返回不會有第二次合閘行為。第二種實現原理基本上與第一種相同，區別在于它接在接點K8、S4之后帶來的影響。對于分相控制箱內S4遠方/就地，在變電站現場運行規程是不允許通過該控制把手將開關在運行與熱備用之間進行狀態轉變，只有在開關檢修時方可動用該控制把手操作開關。因而對運行中的開關來說，只要該控制把手位置正確就不會產生任何影響，但在保護定檢時，如果是在開關本體上試驗該防跳回路就得特別注意該把手帶來的影響。對于彈簧儲能接點K8，如果接在K8之后，開關在合閘后一段時間內彈簧處于儲能狀態，K8接點斷開一直到三相儲完能為止，在這段時間內，即使有不間斷的合閘脈沖，但開關的防跳回路卻起不了作用；接在K8之前，即使彈簧未儲能而一直有合閘脈沖，這時，防跳回路會起作用，這樣接點K3及K8兩個斷開點，更可靠保證開關的不正常情況下不合閘。但無論怎么接，應注意防跳繼電器內電阻與開關分位指示燈電阻的配合問題，防止開關在合位時，防跳回路與開關常閉接點并聯，分位指示燈通過防跳回路構成回路，使得開關在合位時開關分位指示燈亮這種錯象。

3.防跳回路的試驗方法及注意事項

防跳回路的常見試驗方法是給一個持續的合閘脈沖，再給一個足夠短的分閘脈沖。若開關出現再次合閘的行為，若非保護重合閘的原因，則開關沒防跳功能。若開關沒有出現合閘的行為，也有可能是其他原因導致的，而實際開關沒接防跳功能。看開關防跳回路是否起作用，除了看試驗結果，還有看試驗對象是否正確，同時應除去人為誤覺因素。不同類型的開關，現象會不同，10kV電磁式機構開關，其分合閘是瞬間完成的，其跳躍現象是連續性的，而彈簧操作結構或氣動、液壓機構分合閘時需要儲能過程，其跳躍現象是間續性的。

電磁式開關，由于合閘的能量來自于開關電磁機構瞬時釋放的電磁能，不需要時間來完成開關合閘前儲能。試驗時只需按住開關的合閘按鈕（KK合閘位置），給開關一個分閘脈沖，這是沒有防跳功能的開關會出現連續的跳合跳合現象。其變位由開關操作回路中開關常分常合輔助接點的變換實現，故跳合的時間間隙與開關輔助接點的變換是一致的。同時開關一般用于10kV電壓等級，其分合閘速度不如其他較高電壓等級的開關，跳躍時會發出清晰-噼-啪-噼啪分合聲音。

彈簧儲能式的開關，其合閘能量來自合閘彈簧（已處于儲能狀態）釋放的機械能，該能量一部分用于開關的合閘，一部分用在給分閘彈簧儲能。合閘彈簧的儲能是開關機構箱的儲能電機來完成，其儲能時間大約為十幾秒至二十秒。在試驗此類開關時，我們可將開關設于合閘位置，合閘彈簧已經儲滿能量，給開關一個持續的合閘脈沖，再給一個分閘脈沖，結果開關跳開后沒有再次合閘行為便可以說明開關已經接入防跳功能。但在廣東某一500kV變電站，在投產階段由于調試人員沒有采取就地觀察，以試驗電磁式開關的現象作為判據，調試過程中只在遠處試驗（測控屏）聽到開關一聲響，在測控屏看開關分閘位置指示燈亮就判斷開關已經接入防跳功能。但在投產后一年保護定檢時，檢查回路發現開關保護屏操作箱及開關本體機構箱均沒接入防跳回路。后邊按照開關投產前的方法再次試驗，發現當時試驗存在以下問題：

（1）聽覺出錯開關，在這一聲響中，其實開關已完成一次分閘-合閘-分閘的過程，由于該彈簧儲能式的開關應用于較高電壓等級，其分合閘速度比電磁式快了很多，人的聽覺、視覺很難區分如此短時間間隙聲響變化及分指示燈變化的情況，。從聲音上聽，只是啪的一聲，從視覺上，只有分位指示燈一閃亮。

（2）給分閘脈沖的時候，調試人員采用在測控屏點按分閘按鈕的形式，因為人的反應速度相對機械慢得多，在分閘-合閘-分閘時間是幾十毫秒。從錄波圖看靠人手按了分閘按鈕再松開必須保證小于持續時間65毫秒（兩次分閘脈沖的時間間隔），如此短脈沖脈沖考人手是完全沒辦法實現的。采用保護定檢儀器也需縮短故障返回時間。

那么除了依靠故障錄波之外，還有沒其他方法可更直接判斷呢？查看圖2防跳回路我們可以看到防跳繼電器接點閉合，防跳功能起作用，因而觀察防跳繼電器接點的變化便可以進行判斷。這對于采用開關本體操作箱的防跳是非常直觀的，但對于采用保護操作箱的防跳，是不實用的。因為我們根本看不到操作箱內部的繼電器。從上面動作過程我們看到開關有合閘的行為，那開關合閘后必然要再次儲能，那只要在開關本體周圍就很容易觀聽到開關是否出現儲能的聲音，同時開關本體機構箱上合閘計數已也能反映開關的合閘行為。

除此之外，試驗時應該注意以下幾點：

（1）試分合開關，確認控制回路正常，沒有控制回路斷線的信號。

（2）當開關在分閘位置時，手動給開關合閘脈沖時，開關沒有動作，應馬上停止合閘脈沖，以防合閘線圈燒毀。

4.結論

不同的防跳接線方式有不同的特點，在進行防跳回路的試驗時應充分考慮到其接線方式，同時應摒除試驗過程中一些人為因素，應達到準確，直觀，有說服力的試驗結果。

參考文獻

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作者簡介：陳楚忍（1973—），男，揭陽普寧人，主要從事電力系統變電運行工作。