電力系統(tǒng)高壓斷路器防跳回路的創(chuàng)新思考

駱星　甘波

摘 要：本文對(duì)電力系統(tǒng)高壓斷路器防跳回路原理進(jìn)行了闡述，對(duì)保護(hù)裝置防跳與本體防跳原理進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)目前電力系統(tǒng)應(yīng)用中的高壓斷路器采用保護(hù)、本體防跳回路所存在的故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并以典型回路為例對(duì)其進(jìn)行了分析與說(shuō)明，創(chuàng)新性提出了高壓斷路器保護(hù)防跳與本體防跳切換配合的解決方案。

關(guān)鍵詞：高壓斷路器；保護(hù)；切換配合；防跳

目前，高壓斷路器在電力系統(tǒng)中普遍使用，是電力系統(tǒng)重要的電力控制設(shè)備。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，高壓斷路器能夠承受電路和各種電氣設(shè)備的空載和負(fù)載電流，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它能夠配合繼電保護(hù)系統(tǒng)，及時(shí)迅速切斷故障電流，以防止事故范圍的擴(kuò)散。因此，保證高壓斷路器的正常運(yùn)行對(duì)減少電力系統(tǒng)的停電時(shí)間，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。

然而，如果高壓斷路器在運(yùn)行中出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象（斷路器跳躍是指斷路器連續(xù)、反復(fù)分閘、合閘的現(xiàn)象），很可能會(huì)造成高壓斷路器的絕緣下降、遮斷能力降低、溫度上升，嚴(yán)重時(shí)甚至引起斷路器爆炸事故的發(fā)生，危及人身及設(shè)備安全，為企業(yè)造成重大損失。因此，保證高壓斷路器的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行具有非常重要的作用。基于斷路器防跳功能對(duì)斷路器正常運(yùn)行的重要性，繼電保護(hù)廠家、斷路器廠家均在其控制回路中設(shè)計(jì)有防止斷路器跳躍的保護(hù)功能，一般稱(chēng)為保護(hù)防跳、斷路器本體防跳。本文就高壓斷路器典型的保護(hù)防跳與本體防跳工作原理進(jìn)行了分析，指出兩套防跳回路的優(yōu)缺點(diǎn)、以及這兩種防跳功能同時(shí)使用時(shí)存在的問(wèn)題以及改進(jìn)措施。

1 保護(hù)防跳工作原理

工程應(yīng)用中典型繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)的斷路器防跳功能控制原理見(jiàn)圖1，對(duì)其進(jìn)行分析可知保護(hù)防跳原理為：保護(hù)裝置中的合閘接點(diǎn)SHJ1-2、或ZHJ-1接通后，合閘保持繼電器HBJ啟動(dòng)并通過(guò)HBJ常開(kāi)接點(diǎn)進(jìn)行自保持，斷路器合閘。若該斷路器合閘于故障，保護(hù)動(dòng)作，BTJ繼電器勵(lì)磁，BTJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合，TBJ電流線圈啟動(dòng)，通過(guò)TBJ4常開(kāi)接點(diǎn)形成自保持，斷路器跳閘；同時(shí)，TBJ2接點(diǎn)閉合使TBJ電壓線圈勵(lì)磁，此時(shí)若合閘接點(diǎn)出現(xiàn)類(lèi)似粘連等故障時(shí)，持續(xù)的合閘信號(hào)使TBJ電壓線圈持續(xù)勵(lì)磁，這樣TBJI、TBJ3常閉接點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)亦即合閘回路開(kāi)路，斷路器不能合閘，起到防止斷路器發(fā)生跳躍現(xiàn)象。

該保護(hù)保護(hù)防的優(yōu)點(diǎn)是：防跳繼電器位于保護(hù)屏中，運(yùn)行環(huán)境較好，受到斷路器分合閘的振動(dòng)影響可能性較小。缺點(diǎn)是：由于保護(hù)裝置動(dòng)作才能啟動(dòng)防跳功能，保護(hù)裝置內(nèi)部或保護(hù)裝置到斷路器柜之間回路出現(xiàn)了故障、斷路器就地操作時(shí)，保護(hù)防跳功能將失效。

2 本體防跳工作原理

工程應(yīng)用中典型斷路器本體設(shè)計(jì)的防跳功能控制原理見(jiàn)圖2。對(duì)其進(jìn)行分析可知其防跳原理是：當(dāng)有合閘脈沖時(shí)，合閘線圈Y9被勵(lì)磁、斷路器合閘，斷路器儲(chǔ)能、常閉接點(diǎn)S3導(dǎo)通，本體防跳繼電器K1被勵(lì)磁并形成自保持、合閘回路K1常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，合閘回路不通。此時(shí)若合閘觸點(diǎn)發(fā)生粘連故障合閘脈沖不消失的情況，K1不返回，K1常閉點(diǎn)處于分開(kāi)狀態(tài)，Y9不能再次被勵(lì)磁，故斷路器不能再次合閘，從而起到了防跳功能。

從以上原理分析過(guò)程可知，斷路器本體防跳回路直接并接于斷路器合閘回路中，對(duì)分閘回路沒(méi)有影響，回路接線比較簡(jiǎn)單。本體防跳的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了就地保護(hù)，彌補(bǔ)了保護(hù)裝置出現(xiàn)故障無(wú)法起動(dòng)防跳功能時(shí)，對(duì)斷路器的保護(hù)。缺點(diǎn)是，斷路器本體防跳繼電器K1常裝設(shè)于斷路器本體中，常會(huì)受到斷路器分合閘振動(dòng)的影響，運(yùn)行環(huán)境不是很好。

3 保護(hù)防跳與本體防跳同時(shí)使用時(shí)的問(wèn)題分析

通過(guò)對(duì)保護(hù)防跳與本體防跳控制原理的分析，我們知道兩套防跳控制各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常將保護(hù)防跳與本體防跳同時(shí)使用，其控制原理圖見(jiàn)圖3。但在應(yīng)用中常會(huì)出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：1）斷路器本體的防跳繼電器K1勵(lì)磁不返回，斷路器合閘、分閘指示燈同時(shí)亮。2）斷路器只能合閘，分閘一次。

+KM -KM

從圖3原理圖分析可知，在初始狀態(tài)下，斷路器處于分閘位置，當(dāng)有合閘脈沖時(shí)，有：+KM—SHJ1—HBJ線圈—TBJ常閉接點(diǎn)—儲(chǔ)能閉合接點(diǎn)S3—K1常閉接點(diǎn)—S1常閉接點(diǎn)—Y9線圈—-KM構(gòu)成回路，斷路器合閘，S1常閉接點(diǎn)斷開(kāi)、S1常開(kāi)點(diǎn)閉合，斷路器合閘指示燈紅燈亮。斷路器儲(chǔ)能后，S3常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)有回路：+KM—TWJ1—TWJ2—K1接點(diǎn)—K1線圈—-KM，若該回路的參數(shù)配合不好，TWJ1—TWJ2有可能被勵(lì)磁，分閘指示燈綠燈亮，導(dǎo)致斷路器合閘指示燈紅燈及分閘指示燈綠燈一起亮的異常現(xiàn)象。

另外，該控制回路中當(dāng)斷路器合閘—分閘后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)不能正常合閘的異常現(xiàn)象，經(jīng)分析：斷路器由分閘—合閘時(shí)，存在S3與S1接點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題，若在圖3中S3比S1先閉合，則K1線圈勵(lì)磁并自保持，有回路+KM—TWJ1—TWJ2—K1接點(diǎn)—K1線圈—-KM。斷路器合閘—分閘—合閘時(shí)，由于K1線圈在初次合閘后一直勵(lì)磁，K1常閉點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，雖然S3常閉接點(diǎn)此時(shí)已分開(kāi)，但由于K1自保持的存在，合閘回路中K1常閉接點(diǎn)保持分開(kāi)狀態(tài)，合閘回路保持不通。如此，斷路器合閘—分閘后不能再次合閘的現(xiàn)象。

4 完善斷路器防跳功能的創(chuàng)新措施

鑒于繼電保護(hù)、本體防跳控制功能各具優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)使用時(shí)又容易出現(xiàn)上述諸多問(wèn)題，并且也不滿(mǎn)足“反措”的規(guī)定。因此，建議采取保護(hù)防跳與斷路器本體防跳回路的切換配合使用，即：斷路器本體操作箱操作在“遠(yuǎn)方”時(shí)，通過(guò)串入切換開(kāi)關(guān)1SA的（1、2）接點(diǎn)斷開(kāi)斷路器本體防跳操作回路，防跳操作回路僅使用保護(hù)防跳回路，其原理圖見(jiàn)下圖4；斷路器本體操作箱操作在“現(xiàn)地”時(shí)，通過(guò)串入切換開(kāi)1SA的（5、6）接點(diǎn)直接將常閉點(diǎn)TBJ1、TBJ3短路，防跳操作回路僅使用斷路器本體防跳回路，其原理圖見(jiàn)下圖4。這樣，通過(guò)增加遠(yuǎn)方、就地兩對(duì)觸點(diǎn)串入控制回路中起到相應(yīng)的切換作用，既避免了同時(shí)使用兩套防跳所帶來(lái)的異常現(xiàn)象，也彌補(bǔ)了單獨(dú)使用某一套防跳回路所帶來(lái)的缺陷。具體防跳切換配合原理圖如圖4所示：

5 結(jié)語(yǔ)

保護(hù)防跳與本體防跳從原理上看均可實(shí)現(xiàn)防跳功能，但由于保護(hù)裝置與斷路器一般分屬于不同的廠商，防跳回路設(shè)計(jì)和配合上面往往存在一些問(wèn)題，兩套防跳共用或單獨(dú)使用某一套防跳功能時(shí)常會(huì)導(dǎo)致文中所述的故障。

本文就小龍門(mén)航電工程防跳回路在使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，創(chuàng)新提出保護(hù)防跳與本體防跳的切換配合措施以解決應(yīng)用中存在的問(wèn)題，可作為類(lèi)似工程應(yīng)用中的參考。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 姜德宏.變電所“防跳”回路.農(nóng)村電氣化，2005（218）.

作者簡(jiǎn)介：

駱星（1989-），女，本科，從事電氣技術(shù)及運(yùn)行維護(hù)工作；

甘波（1982-），男，碩士，高級(jí)工程師，從事電氣技術(shù)、管理工作。