斷路器防跳回路分析及改進研究

鄔中生

摘 要：斷路器作為電力系統重要設備，變電站跳、合閘等控制均需要由斷路器控制回路來實現。在實際應用中控制回路可以連接一次設備與二次設備，滿足二次設備對一次設備的操控，因為市場上存在的設備差異較大，使得斷路器滅弧原理、控制回路以及操作機構等之間存在明顯不同，尤其是防跳回路設計上差異較大。為充分發揮斷路器所具有的功能性，需要不斷地對其進行研究和改進，爭取實現控制回路與防跳回路的有效結合。

關鍵詞：斷路器 防跳回路 控制回路

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（c）-00-02

防跳回路的存在主要作用是可以避免斷路器出現“跳躍”問題，確保斷路器能夠正常運行，維護電力系統的正常運行。但是因為市場上設備不同，存在部分斷路器防跳回路設計不合理，防跳功能失效。需要根據以往經驗，對斷路器防跳回路常見的異常進行分析，然后采取有效措施來進行改進和優化，爭取為電網安全運行提供可靠保障。

1 斷路器防跳回路原理

防跳回路主要包括保護防跳和短路器防跳兩種，兩者在實際應用中動作原理以及功能效果存在一定差異，其中防護防跳回路設置在保護裝置操作箱內，斷路器防跳回路設置在斷路器操作機構箱內。如果故障線路斷路器合閘動作，且合閘脈沖被保持的情況下，保護跳閘脈沖發出，跳閘回路接通，同時TBJ繼電器會產生動作，以免防跳閉鎖回路內的TBJ接點閉合。在此種情況下因為存在合閘脈沖，由防跳電壓繼電器TBVJ動作，常開接點閉合，促使防跳電壓繼電器能夠正常動作，常閉接點斷開后，將合閘回路斷開，以此來保證斷路器不會出現合閘情況，進而能夠有效避免斷路器出現跳躍問題[1]。待合閘脈沖消失后，防跳繼電器返回，然后斷路器會重新達到合閘狀態。

就實踐應用效果來看，保護防跳回路為跳閘回路啟動，合閘回路自動保持形式。而斷路器防跳回路為啟動和自動保持全部設置在合閘回路內。在選擇應用兩種方式處理時，應保證斷路器控制回路具有斷路器防跳功能時，應用斷路器防跳回路，解除保護防跳。相應的如果斷路器控制回路不具備斷路器防跳功能，則需要選擇應用保護防跳回路。

2 斷路器防跳回路模式

2.1 電流型防跳回路

圖1為電流型防跳回路，當輸電線路出現故障后，保護TJ動作出口，TBJ繼電器電流啟動且會自動保持，具備啟動TBJV電壓繼電器動作條件。首先，在斷路器與機構動作無異常情況下，并且無手合回路觸點或者自動裝置合閘觸點黏連問題時，斷路器跳閘回路輔助點將會從“合-分”與合閘回路輔助觸點由“分-合”，將TBJ繼電器電流切斷后啟動回路[2]。然后，斷路器與其機構動作無異常情況下，并且有手合回路觸點或者自動裝置合閘觸點黏連情況是，TBJV電壓繼電器會產生的工作同時自動保持，將合閘回路內的TBJV觸點斷開，滿足合閘回路被切斷的要求。

2.2 電壓型防跳回路

如圖2所示為電壓型防跳回路，繼電器K3通過斷路器合閘位置輔助觸點BG1（23）～（24）啟動，合閘脈沖電壓來保持，如果斷路器合閘，澤BG1將會由分位變更為合位，合閘脈沖則會通過合閘回路來促使K3動作，當K3一對觸點用于實現防跳繼電器K3自保持功能，達到將斷路器合閘回路切斷的目的，避免斷路器跳躍問題的發生。

2.3 防跳回路模式對比

在選擇應用保護裝置防跳回路時，其主要是通過相應操作箱回路實現防跳功能，如果發生手合控制開關觸點行程未返回、自動裝置合閘觸點粘連等情況時，均可發揮防跳功能，避免繼電器出現跳躍問題。但是如果出現斷路器本體機構內合閘回路故障問題，包括陰雨天氣機構內部除濕裝置無法正常工作，而導致斷路器機構端子絕緣性降低，促使斷路器跳躍，無法達到預期的防跳功能[3]。由此可以明確，上述兩種防跳回路以機構防跳回路更為理想。

3 防跳回路異常與改進

3.1 防跳回路異常

以某電站500kV斷路器防跳回路缺陷為對象進行分析，在對母線進行檢修試驗時，操作斷路器出現合閘后立即跳閘的情況。工作人員進行現場檢修后，發現第一次手動合斷路器時，斷路器C相防跳閉鎖繼電器并未返回，由此母差保護跳開斷路器后，再次和斷路器、斷路器C相無法合上，最終因為三相不一致而造成斷路器跳開。然后將第一路操作電源開關斷開后，斷路器C相防跳閉鎖繼電器返回，斷路器合閘后無異常。

3.2 操作回路分析

在正常情況下斷路器發出合閘命令后，C相合閘保持繼電器動作并且自動保持合閘令確保斷路器能夠可靠合閘，在斷路器合閘操作后，斷路器輔助接點會將合閘回路斷開，并接通防跳閉鎖回路[4]。此種情況下如果未正常收回合閘令，澤防跳繼電器將會持續被勵磁，以免斷路器出現跳躍問題。如果正常收回合閘令，則繼電器電流會小于返回電流，將操作電源斷開以后，防跳繼電器將會返回。

3.3 防跳異常分析

3.3.1 回路分析

對斷路器操作回路進行檢查分析，斷路器C相合閘回路沒有任何寄生回路，這樣在收回合閘令后，并無其他回路造成防跳繼電器動作。但是因為繼電器存在未返回情況，而導致防跳節電器一直被勵磁。

3.3.2 繼電器分析

將繼電器作為試驗分析對象，合閘保持繼電器為1.5V電壓繼電器，可得到繼電器試驗數據。通過多項數據分析后可以得知，操作箱返回電壓小于備用操作箱合閘保持繼電器返回電壓，并且試驗結果具有離散性特點。以歐姆定律為依據，可計算得到防跳繼電器介入后回路電流數值，其與返回值非常接近，而造成返回動作不穩定。

3.3.3 合閘插件

對操作箱C相合閘插件進行更換，然后對斷路器進行多次合閘試驗，未出現防跳繼電器未返回現象，可證明防跳缺陷消除。

3.4 分壓電阻不匹配

在對斷路器防跳回路缺陷進行試驗分析時，發現防跳繼電器分壓電阻不匹配，該電站500kV斷路器防跳回路此問題比較突出。斷路器操作回路內防跳繼電器額定電壓為110V，直阻大約為1.4kΩ，分壓電阻數值為370Ω。現在操作回路電壓數值在230V左右，防跳繼電器動作以后，可確認其電壓數值大約在180V左右，電壓比較高。為消除此種問題，需要基于防跳繼電器特征來選擇確定匹配度高的分壓電阻，與生產廠家聯系后確認此處電阻匹配不合適，同時與電站內其他相似回路進行對比分析后，最終確定此位置應選擇1.2kΩ左右的分壓電阻。同時，還要兼顧操作回路進行分析，選擇應用較大電阻，可以在降低回路電流后，合閘后有利于繼電器返回，因此，在實際生產中廠家需要根據分析結果，來選擇大小合適的分壓電阻，對原來所用分壓電阻進行更換。

4 結語

斷路器作為維持電力系統穩定運行的重要設備，必須要確保其功能性的完整性與規范性，避免因為防跳回路缺陷而出現“跳躍”問題。因此需要總結實踐經驗，對斷路器防跳回路存在的缺陷進行分析，然后基于實際情況，判斷問題原因后，采取有效措施來進行調整和優化，維持回路正常運行。

參考文獻

[1] 顧用地，張東明，許格，等.一起500kV斷路器防跳回路異常分析及改進[J].電工電氣，2018（4）：32-34，39.

[2] 吳海濤，任佳.斷路器防跳回路的分析與優化改進[J].電力安全技術，2018，20（3）：46-49.

[3] 張殿華，李志超，呂曉勇，等.500kV斷路器防跳回路缺陷的分析及改進措施[J].水電站機電技術，2017，40（6）：54-55.

[4] 梁嘉俊.斷路器防跳回路分析與改進[J].大眾用電，2016，31（3）：25-26.