一起35kV開關防跳躍回路異常事件分析及建議

王坤

摘 要： 在南方電網某變電站，檢修人員在處理站內#3自耦變35kV側334開關機構箱內電機過流導致遠方分閘異常工作時，發現當334開關斷開后，開關機構箱內防跳躍繼電器52Y持續勵磁，不能正常返回。經分析，保護裝置操作箱內合閘保持繼電器HBJ與開關機構箱內防跳躍繼電器52Y回路匹配存在問題，導致開關遠方分閘后，開關機構箱內防跳躍繼電器不能正常返回。通過本次跳閘異常事件，對35kV開關的操作箱防跳躍回路和本體防跳躍回路進行梳理分析，并針對開關應該選取哪種防跳躍方式提出一些建議。

關鍵詞： 防跳躍；繼電器；合閘保持；匹配

0 引言

在南方電網某變電站，檢修人員在處理站內#3自耦變35kV側334開關機構箱內電機過流導致遠方分閘異常工作時，發現當334開關斷開后，開關機構箱內防跳躍繼電器52Y持續勵磁，不能正常返回。經分析，保護裝置操作箱內合閘保持繼電器HBJ與開關機構箱內防跳躍繼電器52Y回路匹配存在問題，導致開關遠方分閘后，開關機構箱內防跳躍繼電器不能正常返回。通過本次跳閘異常事件，對35kV開關的操作箱防跳躍回路和本體防跳躍回路進行梳理分析，并針對開關應該選取哪種防跳躍方式提出一些建議。

135kV開關防跳回路異常分析

現場檢查發現334開關遠方合閘后，操作箱合閘回路仍然導通，合閘保持繼電器HBJ未正常返回，操作箱合閘輸出端子31YK16仍然保持正電位輸出，用電流鉗表測量31YK16端子輸出回路電流為0.18A，而合閘保持繼電器HBJ為電流型繼電器，返回電流約為0.1A，因此可判斷合閘回路存在異常，導致開關合閘后，合閘回流電流大于合閘保持繼電器HBJ的返回電流，導致繼電器不能正常返回，切斷合閘回路。

1.1 35kV開關合閘過程

圖1 334開關操作箱原理圖

如圖1所示，35kV 334開關遠方合閘時，合閘脈沖經31YK9遙合端子勵磁合閘保持繼電器HBJ后，到達334開關機構箱內遠方合閘回路端子TB1：7，再經遠方/就地切換把手至合閘線圈回路與開關機構防跳回路。正常情況下，合閘脈沖勵磁合閘線圈52C，使得開關輔助常開接點52a/1閉合，常閉接點52b/1斷開，從而勵磁開關機構防跳繼電器52Y。

圖2 334開關本體機構箱控制回路原理圖

如圖2所示，正常情況下，開關本體防跳繼電器52Y勵磁后，常閉接點52Y：31、32斷開，切換合閘線圈52C回路。即防跳繼電器52Y在勵磁狀態時，開關不能合閘。在防跳繼電器52Y勵磁后，常開接點52Y：13、14閉合，操作箱合閘回路與大電阻R1及防跳繼電器52Y串聯，使得合閘回路電流減小。正常情況下，該電流將小于合閘保持繼電器HBJ的返回電流，使HBJ常開接點斷開，切斷操作箱合閘回路，最終完成35kV開關合閘過程。

1.2 事件發生的原因分析

由35kV開關合閘原理過程可知，當防跳繼電器52Y勵磁時，操作箱合閘輸出完整回路為HBJ常開接點—TBJV常閉接點—HBJ勵磁線圈（電阻較小，約幾歐）—31YK16—TB1：7—防跳繼電器52Y常開接點（繼電器勵磁時閉合）—大電阻R1（約370歐）—52Y勵磁線圈（約260歐），回路總電阻約為630歐，站內低壓直流電源為115V，可知合閘電流約為0.18A，與電流表實際測量值一致，大于合閘保持繼電器HBJ的返回電流，造成繼電器HBJ無法正常返回。由分析可知，合閘返回回路電流主要由機構箱大電阻R1和52Y繼電器勵磁線圈電阻決定，此次334開關回路異常主要原因是操作箱繼電器HBJ與機構箱防跳繼電器52Y回路匹配存在問題。

2事件反映的問題

經現場檢查及試驗，發現334開關控制回路實際存在雙重防跳回路，即操作箱防跳回路和開關本體機構箱防跳回路同時使用。

2.1 操作箱防跳回路原理

35kV 334開關操作箱原理圖如圖1所示，操作箱防跳回路主要由操作箱跳閘保持繼電器TBJ、防跳自保持繼電器TBJV及其接點組成，由跳閘回路的繼電器TBJ啟動。若合閘命令在開關合上后繼續存在，此時有一遠方分閘命令或保護跳閘勵磁跳閘保持繼電器TBJ，TBJ常開接點閉合，勵磁防跳繼電器TBJV。防跳繼電器TBJV勵磁后，TBJV常閉接點斷開，切斷操作箱合閘回路，合閘命令將不能送至開關機構箱，防跳繼電器TBJV在勵磁狀態時，開關不能合閘。同時，防跳繼電器TBJV勵磁后，TBJV常開接點閉合，使得防跳繼電器處于自保持勵磁狀態，即使合閘命令持續存在，開關在分閘后，也不能再次合閘。

2.2 開關本體機構箱防跳回路原理

35kV開關本體機構箱防跳回路原理如圖2所示，機構箱防跳回路主要由開關輔助接點、合閘線圈52C、防跳繼電器52Y及其常開常閉接點組成。334開關遠方合閘時，合閘脈沖經31YK16端子至開關合閘線圈52C，開關輔助常開接點52a/1閉合，開關輔助常閉接點52b/1斷開，從而勵磁開關本體防跳繼電器52Y。防跳繼電器52Y勵磁后，常閉接點52Y：31、32斷開，切斷合閘線圈52C回路，即防跳繼電器52Y在勵磁狀態時，334開關不能合閘。同時，防跳繼電器52Y勵磁后，常開接點52Y：13、14閉合，操作箱合閘回路與大電阻R1及防跳繼電器52Y線圈線圈串聯，防跳繼電器52Y仍處于勵磁狀態，但合閘回路電流變小。若合閘命令在開關合上后即消失，由于合閘電流變小，合閘保持繼電器HBJ為電流型繼電器，當合閘電流小于其返回電流時，HBJ繼電器返回，HBJ繼電器常開接點斷開，切斷合閘保持回路。若合閘命令在開關合上后持續存在，則防跳繼電器52Y一直處于勵磁狀態，此時有一遠方分閘命令或保護跳閘動作跳開開關，則開關不會在分閘后再次合閘。

2.3 違反南方電網反事故措施要求

南方電網反事故措施要求，每個斷路器應且只應使用一套防跳回路，宜采用開關本體防跳，從上述分析可知，334開關同時存在兩套防跳回路，根據反措要求，應進行整改。

經分析，主要由兩種整改方式。一種是解開334開關本體機構箱端子TB1：23、24的短接連接片，將本體防跳回路退出，采用操作箱防跳回路，合閘回路由開關輔助常閉接點斷開的方式切除，這種解決方案解決了操作箱合閘保持繼電器HBJ與機構箱防跳繼電器52Y回路的匹配問題，同時滿足反措要求。另一種是在開關本體機構箱中，利用遠方/就地切換把手接點實現本體防跳回路的切換，即在本體防跳回路串入遠方/就地切換把手接點。當切換把手處于就地位置時，本體防跳回路接入，此時操作箱控制回路和操作箱防跳回路均斷開，滿足反措要求；當切換把手處于遠方位置時，退出開關本體防跳回路，此時保留操作箱防跳，則可以避免同時使用兩套防跳回路，滿足反措要求。

3總結及探討

此次事件，暴露出該變電站35kV開關334合閘回路存在安全運行隱患，考慮到自耦變35kV側開關經常需要投退，嚴重威脅自耦變的穩定運行。但在事件分析過程中，我們也發現，由于操作箱防跳回路與開關機構箱防跳回路并聯，若本體機構箱內大電阻R1與防跳繼電器52Y線圈電阻選取得當，滿足操作箱合閘保持繼電器HBJ返回電流的要求，同時采用兩套防跳回路也可以安全穩定運行。開關防跳回路應該采取哪種方式，仍然值得我們繼續思考。■

參考文獻

[1]崔家佩.電力系統繼電保護與安全自動裝置整定計算[M].北京：中國電力出版社，1993.

[2]李興、陳世元. 繼電器[M]. 北京：北京航空航天大學出版社， 2005.