高壓斷路器防跳回路分析及其改進措施

曾繼榮，鄭寧敏，曾惠勻，王媛婷

(1.國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350013；2.國網福建省電力有限公司，福建 福州 350003)

0 引言

國網福建省電力有限公司制定的《2011年度福建省電力系統繼電保護廠站自動化和直流系統反事故措施》規定：對于新建廠站，其斷路器的防跳功能均由斷路器本體機構實現。此前福建省電力系統普遍用斷路器操作箱的防跳回路，在執行這種新的反措規定過程中，發現斷路器本體機構的二次防跳回路與斷路器操作箱配合時會發生異常現象，影響設備的正常運行。

因此，了解斷路器的防跳回路，分析其回路原理、功能，對落實繼電保護反措和提高變電運行檢修技能有很大的幫助。

1 防跳回路的異常現象

下文以某500 kV變電站中采用的220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的基建驗收為例，闡述了防跳回路出現的異常現象。

該變電站在驗收220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的分合閘控制回路時，從監控后臺及就地對斷路器進行合閘操作；斷路器合閘后，斷路器測控裝置上的綠色分閘指示燈、紅色合閘指示燈均亮起。查看保護裝置內部的開入量，發現保護裝置仍有斷路器跳閘位置開入(TWJ=1)，后臺監控系統保護軟報文也顯示斷路器處于跳閘位置，而檢查現場斷路器處于合閘位置。從監控后臺及就地對斷路器進行分閘操作時，斷路器分閘后無異常現象出現，斷路器測控裝置上的綠色分閘指示燈亮，保護裝置內部有跳閘位置開入，后臺監控系統保護軟報文顯示斷路器處跳閘位置，與實際斷路器狀態一致。但此后斷路器無法合閘；需要斷開控制電源后再合上，斷路器方可再次合閘。

2 斷路器防跳回路的分類與選擇

在電力系統實際運行中，經常需要通過控制斷路器的分合狀態實現對電網的調節和控制。由于需要頻繁操作斷路器，其能否正常操作直接關系到電網的安全穩定運行。斷路器防跳回路的作用，包括以下幾點。

(1)在操作過程中，防止因控制斷路器或自動裝置的合閘接點未能及時返回，造成在故障線路和設備上合閘時斷路器連續切合現象。

(2)對于電流啟動、電壓保持式電氣防跳回路，可防止因跳閘回路斷路器輔助接點調整不當（變位過慢），造成保護出口接點先斷弧進而燒毀的現象。

2.1 斷路器防跳回路的分類

斷路器防跳回路一般可分為2種：

(1)斷路器操作箱的防跳回路；

(2)斷路器本體機構箱的防跳回路。

在實際運行中，防跳回路只能選擇其中的1種，不得全選。

圖1中虛線框外是南瑞CZX-12R操作箱的斷路器控制回路，其防跳回路原理為：在斷路器的分閘回路中串入1只電流型繼電器12TBIJ；當斷路器分閘時12TBIJ繼電器勵磁，其常開接點12TBIJ閉合，防跳繼電器1TBUJ勵磁；若此時出現合閘命令，則防跳繼電器2TBUJ勵磁并自保持，合閘回路中防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ的常閉接點斷開，從而切斷合閘回路，實現防跳功能。

圖1 斷路器控制回路示例

圖1中虛線框內是220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器機構箱合閘回路，其二次防跳回路原理為：當斷路器合閘過程中，防跳回路上的斷路器輔助延時接點-S1LA(157，158)先于斷路器輔助接點閉合，使防跳繼電器-K7LA勵磁并自保持，防跳繼電器的常閉接點-K7LA(4，6)斷開，合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁，合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點-K12LA(13，14)斷開，在斷路器合閘后切斷合閘回路；當斷路器分閘過程中，防跳回路上的斷路器輔助延時接點-S1LA(157，158)滯后于斷路器輔助接點斷開，若此時有合閘指令，則防跳繼電器-K7LA勵磁并自保持，防跳繼電器的常閉接點-K7LA(4，6)斷開，合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁，合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點-K12LA(13，14)斷開，切斷合閘回路，從而實現防跳功能。

2.2 實際運行中防跳回路的選擇

(1)若選用斷路器操作箱的防跳回路，則需將斷路器機構箱的防跳回路解除，即把防跳繼電器前端-X105與A1的接線、A2與-X102的接線解除。

(2)若選用斷路器本體機構箱的防跳回路，則需將斷路器操作箱的防跳回路解除，即把防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ兩端的接線解除。

3 西門子斷路器分合閘異常現象分析

從圖1可知，當選用斷路器本體機構箱的防跳回路時，斷路器合閘后的異常現象說明TWJ跳位監視繼電器仍勵磁，這表明跳位監視回路(9 A)仍導通。現場使用萬用表測量防跳繼電器-K7LA的A1端子的電壓值為+110 V，這說明跳位監視回路(9 A)與防跳回路連接形成導通回路。

此異常現象是斷路器本體機構箱的二次防跳回路與斷路器操作箱中的跳閘位置繼電器(TWJ)監視回路產生寄生關系所引起的。當斷路器合閘時，合閘回路導通，防跳回路上的斷路器輔助延時接點-S1LA(157，158)先行閉合，防跳繼電器-K7LA勵磁并自保持；當斷路器合閘到位后，合閘回路斷開。若防跳繼電器-K7LA動作電壓較低，此時防跳回路與斷路器跳位監視回路(9 A)連通，跳位監視繼電器TWJ與防跳繼電器-K7LA分壓，造成防跳繼電器-K7LA自保持而無法復歸，故而出現上述異常現象。

4 改進措施

在斷路器跳位監視回路(9 A)后串接斷路器輔助常閉接點和防跳繼電器-K7LA的常閉接點，即把跳位監視回路(9 A)由接4D96端子改接至斷路器機構箱內的-X1:1010端子(見圖1)。這樣不僅不影響跳位監視回路的功能，而且會在斷路器合閘瞬間使斷路器的輔助常閉接點-S1LA(181，182)和防跳繼電器常閉接點-K7LA(10，12)均斷開，即切斷斷路器跳位監視回路(9 A)與防跳回路導通產生的寄生關系，避免異常現象再次發生，保證斷路器實現正常分合閘操作。

5 結論

通過對國內外廠家的斷路器二次回路進行分析，發現現場改用斷路器本體的防跳回路時，大多數會有異常現象發生，導致斷路器無法正常運行。通過對高壓斷路器防跳回路分析及改造，有效解決了這個問題。由于目前大多數斷路器廠家尚未提供改進措施(增加相關的輔助接點和回路)，因此，此種改造措施為現場執行防跳回路提供了參考，具有一定的指導意義。