王洋洋
(中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司,山西太原 030000)
配電所保護裝置與斷路器之間的防跳回路關系分析
王洋洋
(中國鐵建電氣化局集團北方工程有限公司,山西太原 030000)
斷路器作用是防止斷路器出現多次跳合,有效的維護了電力系統安全和設備安全。本文主要對綜合自動化保護裝置中的防跳回路與斷路器本體防跳回路的原理進行介紹,及采用防跳回路的原因。就兩套防跳回路同時使用時產生的問題,以及如何改進防跳回路以滿足設備的正常運行進行了詳細分析。
10kV配電所 綜合自動化裝置 斷路器 防跳回路
在斷路器二次回路設計安裝過程中,由于操作機構配置的某些功能與保護裝置有重疊,如壓力閉鎖回路和電氣防跳回路,要使斷路器操作機構的二次回路和保護裝置的二次回路有機結合,使控制回路完整正確可靠地工作,在設計和施工時必須要考慮斷路器和保護裝置接口的問題,否則會產生一些附加問題,常用的防跳回路有串聯式、并聯式、彈簧儲能式、跳閘線圈輔助接點式等。本文主要分析兩種防跳回路的原理,以及同時采用兩種防跳回路時產生的問題。

圖1

圖2
防跳是防止開關跳躍的簡稱。所謂跳躍是指由于合閘回路的問題引起手合或重合接點粘連。造成長期發出合閘命令。當開關合于故障線路時,保護裝置會使開關跳開,合閘命令又會使開關再次合上,保護動作開關會再次跳開,因為一直有合閘命令,開關又會合上。一旦發生開關跳躍現象,會導致開關的損害,嚴重的還會造成開關的爆炸。所以防跳回路在操作回路中是相當重要的一部分。現在采用南京國鐵的保護裝置電路圖進行分析防跳回路見圖1,手動分合閘回路中當3ZK1(當地/遠方)開關切換到當地位置時開關的1,2號端子接通,3ZK2(合閘/分閘)開關切換到合閘位置時3,4號端子接通,SHJ繼電器接通對應的SHJ.1常開輔助觸點閉合,合閘出口回路中HBJ繼電器與自己的常開輔助觸點HBJ1.1,HBJ1.2形成自鎖,當合閘到位后DL常閉輔助觸點斷開,HBJ繼電器失電。合位監視回路中DL常開輔助觸點閉合HWJ1,HWJ2繼電器帶電,RHWJ的顯示合位燈亮。(因HWJ1及HWJ2繼電器電阻值很大大部分電壓降在這兩個繼電器上,而使TQ跳閘線圈不會帶電分閘)當合閘在故障線路時就需要防跳回路的保護,防止斷路器跳閘后再合閘再跳閘再合閘的現象,而燒毀斷路器的觸頭。在合閘中由于操作人員手未松開合閘按鈕這時保護裝置因檢測到故障線路執行分閘命令,分閘回路中TJ.1觸點由常開變為常閉,TBJ繼電器帶電TBJ.2常開輔助觸點閉合形成自鎖。防跳回路中TBJ.1常開觸點閉合,因手動合閘回路中SHJ繼電器還處于帶電狀態SHJ.1常開輔助觸點處于閉合狀態。防跳回路中TBJV1及TBJV2繼電器帶電對應的常閉輔助觸點TBJV1.2及TBJV2.2斷開,斷開合閘回路。常開輔助觸點TBJV1.1及TBJV2.1閉合形成自鎖,一直到值班人員松開合閘按鈕這時自鎖回路斷開,從而保護了斷路器不出現連續合切。

圖3
西門子高壓柜的二次回路采用彈簧儲能式防跳回路進行分析見圖2,在合閘回路中-S90(當地/遠方)1,2號端子接通。-S0(合閘/分閘)5,6號端子接通。在外部設備觸點接到324與342端子閉合時。-XQ0的17號端子與-X11的9號端子帶電。然后分析圖3在合閘前彈簧已儲能-S3常閉點斷開,在合閘時合閘線圈Y9帶電。合閘到位后彈簧開始儲能-S3閉合-K1繼電器帶電-K1輔助觸點13,14端子閉合形成自鎖。-K1常閉觸點31,32斷開,常閉觸點21,22斷開。-S1合閘到位后11,12端子由常閉變為常開。23,24端子由常開變為常閉為下一次分閘動作做準備。若此時線路或設備故障,繼電保護動作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開,從而防止了開關跳躍。
由上述分析可知,無論是斷路器本體的防跳還是綜繼的防跳,都有防止斷路器分閘后,控制開關合閘觸點粘合或誤合閘操作導致斷路器的跳一合現象的作用。而斷路器和綜繼作為配電所必不可少的主要元件,若對元件線路不作改動,則配電所系統內存有兩個防跳系統。當這兩種防跳裝置同時投入時就會出現合完閘后分閘后不能再合閘的現象。這主要是因為當合完閘后,因保護裝置的跳位監視回路中一直在XC30上的323端子上帶電,導致-XQ0的17號端子與-X11的9號端子帶電,使得斷路器的防跳回路-K1繼電器一直帶電自保持。在合閘回路中-K1常閉觸點處于斷開狀態不能形成通路,導致不能再合閘。這時候我們需要拆除一種防跳來滿足設計要求。咨詢過設計及廠家后最終決定拆除斷路器上的防跳裝置,拆除-K1的A1端子,使-K1繼電器不能帶電。
兩種防跳回路都能實現對斷路器的保護功能,保護裝置的防跳功能是采用合閘后保護裝置同時發來跳閘命令,而使跳閘回路的TBJ繼電器帶電,同時TBJ繼電器的輔助觸點串接到防跳回路中,啟動防跳回路使防跳回路中的TBJV1及TBJV2繼電器帶電,從而利用他們的輔助觸點切斷合閘回路并使TBJV1及TBJV2自鎖保持。高壓柜上斷路器的防跳裝置,采用的是在合閘后彈簧儲能輔助觸點閉合使-K1繼電器帶電并自鎖,同時使用-K1的輔助觸點使合閘回路斷開。當值班人員松開合閘按鈕時自鎖才斷開,這樣就起到了防止斷路器連續和切。兩種防跳環節都是產品的標準配置,且多采用微機保護裝置的防跳。采用微機保護裝置防跳時,只是把斷路器的防跳環節拆除,斷開-K1線圈的接線即可。
二次回路的正確與否對繼電保護裝置的正確動作至關重要,二次回路的異常同樣會造成嚴重的系統事故。因此,必須加以足夠的重視,堅決消除“重裝置,輕回路”,重視主保護,輕視輔助保護的錯誤思想,確保整套保護回路的正確性。
[1]徐國政,張節容,等.高壓斷路器原理和應用[M].北京清華大學出版社,2000.
[2]南京國鐵繼保公司 PSC641R2保護裝置.
[3]西門子高壓柜二次電路圖.