一起220 kV斷路器防跳回路異常分析及處理

黃 玥

(廣東電網公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

0 引言

目前，由于斷路器型號和保護廠家操作箱的差異，斷路器防跳回路的設計思路和實現方式都有所不同。按照實際情況，防跳回路的實現方式分為機構箱防跳功能和保護操作箱防跳功能2種。機構箱防跳是指利用操作機構箱本身的機械閉鎖功能來防止斷路器跳躍；保護操作箱防跳是指不論斷路器操作機構本身是否帶有機械閉鎖，均在斷路器控制回路中加設電氣防跳回路，以防斷路器跳躍。

1 異常故障

某220 kV珠鳳甲線開關保護的斷路器采用ABB公司生產的LTB245E1型斷路器，操作箱采用北京四方繼保有限公司生產的JFZ-12F型分相操作箱。繼保班對該開關保護進行防跳回路試驗時，發現防跳回路異常。

試驗前，退出重合閘出口壓板，只投入單相(A相)跳閘出口壓板，確認開關三相均在合位且彈簧已儲滿能。繼保人員在保護屏后一直按住手合接點，同時用試驗測試儀加單相區內瞬時故障讓開關單相(A相)跳閘。在防跳回路正常情況下，單相(A相)出口跳閘，另外兩相(B，C相)經三相不一致達到整定時限(2 s)出口跳閘，斷路器均不發生跳躍。

試驗結果為：三相均在分位，但經三相不一致出口的兩相合閘計數器合閘次數都增加1次，且防跳繼電器K3并沒有動作。試驗人員最初以為是觀察錯誤，因現場不容易判斷開關是否再次合閘，于是按同樣的方法對另外兩相(B，C相)進行防跳回路試驗，試驗結果與A相相同。

防跳回路試驗模擬單相故障錄波如圖1所示(以A相斷路器為例)，單相(A相)防跳回路正確動作，另外兩相(B，C相)在經三相不一致出口后保持了47 ms后又合閘，然后經過一個三相不一致的整定時間分閘而不再跳躍，防跳繼電器K3未動作。這驗證了試驗人員判斷的正確性。

圖1 防跳回路試驗模擬單相(A相)故障錄波

2 故障原因分析

為查找斷路器防跳回路異常原因，對斷路器進行機械特性檢查。檢查結果表明斷路器機構一切正常，并不存在故障，因此排除斷路器機械特性故障。

對照廠方提供的接線圖，對機構箱與操作箱的二次線路進行縝密檢查，確認接線無誤，并沒有斷線、脫落及短路等現象發生，因此排除接線故障。

通過試驗，證明防跳繼電器觸點并未損壞，啟動觸點與自保持觸點均動作可靠，無抖動與接觸不良等現象，因此排除繼電器觸點故障。

根據廠家資料，要啟用機構箱防跳回路，必須將X1-530與X1-531短接，但實際上現場接線為X1-531與X1-611短接，如圖2所示。按照現場接線，當發遠方合閘令時，開關輔助接點BG1閉合，但由于開關切換把手S4在遠方位置，防跳繼電器K3不動作，合閘線圈回路仍導通；當發就地合閘指令時，開關輔助接點BG1閉合，開關切換把手S4在就地位置，與防跳回路接通，防跳繼電器K3動作，合閘線圈回路斷開，防止斷路器跳躍。因此，根據現場情況，該開關防跳采用的邏輯防跳功能為：當開關切換把手打到“遠方”時，啟用保護操作箱的防跳功能；當開關切換把手打到“就地”時，啟用機構箱的防跳功能；從而確保開關切換把手在遠方/就地時，都具有防跳功能。

根據上述分析，在做防跳試驗時，先是在保護屏后按住合閘接點，使得斷路器三相合閘，即采用遠控合閘方式，機構箱中的防跳回路也就不能接通。當單相(A相)通過試驗測試儀所加的故障量進行保護跳閘時，該相(A相)保護操作箱的防跳回路接通，啟用保護操作箱的防跳功能，防止該相(A相)發生跳躍。而另外兩相(B，C相)經過三相不一致出口跳閘，三相不一致跳閘回路是并在機構箱就地分閘回路上的，因此未能啟用保護操作箱中的防跳回路，也就發生了另外兩相(B，C相)跳躍的現象。

按照正常情況，另外兩相(B，C相)的機構箱與保護操作箱防跳回路都未接通，這兩相的斷路器在每經過一個三相不一致整定時間內都應該發生1次跳躍，但它們實際在第2次三相不一致分閘后就一直保持在跳位。通過查閱廠家資料發現，該斷路器的合閘回路里串接彈簧未儲能觸點K8，如圖3所示。當三相不一致第1次跳閘時，彈簧未儲能，觸點動作，將合閘回路斷開，直到三相不一致第2次跳閘時，彈簧仍在儲能。由于彈簧儲能時間較長，斷路器在此時間內不再合閘。

3 解決措施

根據上述分析，若按照廠家要求將X1-530與X1-531短接，即可實現機構箱既有保護防跳又有就地防跳功能。

將X1-531與X1-611的短接改為X1-530與X1-531的短接后，再進行防跳試驗，發現斷路器的紅燈與綠燈同時亮且防跳誤動。經核查，機構箱防跳回路與操作箱位置繼電器回路在啟用防跳時，因串在一起會發生沖突，如圖4所示。這是因為國外廠家開關的機構箱防跳繼電器是電壓型，與操作箱位置繼電器串接后被分壓，導致達不到啟動電壓值而誤動。

圖2 LTB245E1型斷路器分控箱

圖3 LTB245E1型斷路器匯控箱

圖4 機構箱與操作箱防跳回路示意

為驗證防跳繼電器是否正確動作，可采用以下試驗方法：

(1)用試驗測試儀開出三相跳閘，該三跳不經過機構箱的就地分閘，因此保護操作箱的防跳啟用，防跳正確動作；

(2)修改三相不一致的出口時間定值，把該時間加長到比按住合閘接點的時間更長即可，這樣在單相防跳試驗結束后三相不一致才出口，各相斷路器均不發生跳躍；

(3)把開關切換把手打到“就地”，在開關現場做防跳試驗，機構箱的就地防跳啟用，防跳亦正確動作。

4 結束語

防跳回路正確動作可有效防止斷路器發生連續跳合現象，防止設備損壞和事故擴大，從而保障電力系統的安全運行，因此對防跳回路的檢驗十分重要。在實際工作中，斷路器分合閘速度很快，現場難以判斷出開關是否再次合閘，從而誤導試驗人員認定開關防跳回路已起作用。因此，在進行防跳試驗時，試驗人員要注意觀察斷路器的合閘計數器次數是否發生變化，防跳繼電器是否動作，最重要的還是要注意觀察故障錄波波形。

隨著電力系統的發展，不少老電站在改造過程中一次設備與二次設備不能做到同時更換，這就需要繼保人員對機構箱防跳與保護操作箱防跳之間的配合情況進行深入的了解，把好防跳回路這一關，確保電網的安全穩定運行。

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