斷路器防跳回路失效分析

陳偉華，馬 偉，陳駿杰，凌 光

(1.國網浙江省電力有限公司臺州供電公司，浙江 臺州 318000；2.國網浙江省電力有限公司杭州供電公司，浙江 杭州 310009；3.國網浙江省電力有限公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

斷路器是電力系統中重要一次設備。當系統故障時，斷路器可靠地切斷故障電流，有效隔離正常設備和故障點，從而保障電力系統的安全穩定。若斷路器防跳回路存在問題，在故障時斷路器將無法可靠跳閘，會多次“分合閘”，使一次設備(斷路器、變壓器等)遭受數次故障電流的沖擊，造成斷路器遮斷能力下降、變壓器繞組變形、系統失去穩定等情況，若在直流受端發生多次故障將會造成雙極閉鎖，惡化系統的安全穩定運行，為此需要確保斷路器防跳回路正確無誤，保證發生故障時能可靠斷開斷路器。

1 防跳回路

斷路器跳躍是因合閘接點(合閘接點黏連、重合閘脈沖過長)未及時返回，在斷路器分閘后又發生誤合閘的情況。斷路器防跳回路能保證發生故障時斷路器能穩定地處于分閘位置，是確保斷路器安全運行的重要措施。操作箱防跳啟動條件是保護動作跳閘出口，機構防跳啟動條件是合閘觸點黏連。

2 事故經過

2018年8月某地區220 kV變電站“甲乙站”全站大修，現場繼保檢修人員模擬線路永久性接地故障時，對220 kV線路進行整組傳動，并驗證二次回路的正確性。當繼保檢修人員對2018線模擬A相永久性接地故障進行整組試驗時，發現“2018線”保護及斷路器動作行為不合正常邏輯，見表1。

3 故障原因

2018線相關設備信息如下：斷路器采用西門子(杭州)生產的3AQ1EE型斷路器，保護裝置廠家南瑞繼保RCS931A，操作箱南瑞繼保CZX12R。

根據2018線表1的動作行為，現場檢修人員初步判定是防跳回路出現問題，現場進行檢查發現，操作箱CZX12R中虛線框⑤電阻R5脫落虛接，見圖1。

圖1 操作箱CZX12R中電阻R5脫落

表1 保護及斷路器動作情況

當2018線模擬A相永久性接地故障時，操作箱各繼電器動作情況如下。

(1) 保護裝置重合閘脈沖展寬300 ms，當斷路器重合閘到故障時，則繼電保護動作，保護出口接點TJA將會閉合，此時“A相跳閘”回路接通，防跳繼電器12TBIJa將啟動。

(2) 在“防跳”回路中，12TBIJa常開接點閉合，“防跳”回路接通，使得虛線框④1TBUJa繼電器啟動，虛線框①1TBUJa常閉接點打開，斷開合閘回路，但當保護出口接點TJA返回時，1TBUJa常閉接點閉合，為此該接點只是暫時開斷合閘回路。

(3) 由于電阻R5脫落，在重合閘脈沖展寬300 ms時間內，防跳回路無法通過圖5中黑色箭頭虛線“+kM—ZHJ常開接點—SHJa繼電器—R5電阻—1TBUJa常開接點—2TBUJa繼電器—-kM”形成通路，虛線框③2TBUJa繼電器無法形成自保持回路，虛線框②中2TBUJa常閉接點一直閉合狀態。

(4) 當保護復歸，TJA跳閘脈沖消失后，跳閘回路中防跳繼電器12TBIJa失電，虛線框①1TBUJa常閉接點閉合，導致重合閘脈沖通過機構合閘線圈構成通路，造成2018線加速三跳后再次發生A相合閘的情況。

4 整改措施

由上可知，2018線斷路器動作行為不正確是因為保護裝置防跳回路中電阻R5脫落虛接引起，同時考慮到《繼電保護及二次回路安裝及驗收規范》第5.5.2規定：斷路器宜采用斷路器本體防止斷路器跳躍功能，《線路保護及輔助裝置標準化設計規范》第11.1.2規定：斷路器防跳功能應由斷路器本體機構實現，為此確定整改措施如下。

(1) 取消操作箱防跳。短接操作箱合閘回路中防跳常閉接點取消操作箱防跳，即短接圖1中n6和n181。

(2) 使用開關機構防跳。根據規范要求，使用斷路器本體機構的防跳功能。

5 試驗方法

整改完成后，防跳回路試驗方法如下。

(1) 驗證斷路器機構在“遠方/就地”均具備防跳。將斷路器“遠方/就地”切換開關分別打至“遠方”或“就地”，在斷路器就地端子箱處進行如下試驗，若①和②均滿足，說明機構防跳在“遠方/就地”均具備。

① 斷路器處于合閘狀態：持續加入合閘命令，再持續加入分閘命令，斷路器正確跳閘，且不再合閘，保持分閘位置。

② 斷路器處于分閘狀態：持續加入分閘命令，再持續加入合閘命令，斷路器實現一次合閘、跳閘后，不再合閘，保持分閘位置。

(2) 驗證操作箱或智能終端防跳已拆除。暫時拆除斷路器機構防跳，然后在操作箱跳合閘命令接收端子進行驗證，方法同步驟①和②，此時若斷路器發生跳躍現象，說明操作箱防跳已拆除。

(3) 驗證操作箱與斷路器機構兩者回路配合情況。恢復斷路器機構防跳，然后在操作箱跳合閘命令接收端子進行驗證，方法同步驟①和②，結果滿足說明操作箱與斷路器機構兩者回路配合良好，斷路器整體具備防跳功能。

6 結束語

防跳回路防止故障時開關跳閘后誤合導致設備損壞和事故擴大，保障斷路器可靠地處于分閘位置，從而保障整個電力系統的安全穩定性。介紹操作箱防跳和斷路器機構本體防跳回路，并以某地區220 kV變電站2018線防跳失效為案例，對操作箱防跳回路失效的原因進行了闡述，并給出了整改技術措施，最后給出了斷路器防跳回路的試驗方法。