基于防跳繼電器引發全站失電的分析

［摘 要］當前，高壓開關柜的防跳繼電器通常采用電磁式繼電器，當高壓開關柜震動時，繼電器的觸點易被導通，引起斷路器誤跳閘，導致設備停電。對此，文章基于防跳繼電器的結構、原理等角度對其引發的全站失電事件進行分析。針對常規防跳繼電器易誤跳的問題，利用微機綜保自身的觸點，配合必要的邏輯編程解決該問題。該方法可替換常規的繼電器，避免因震動造成開關誤動作跳閘，同時又可實現開關的防跳躍功能。

［關鍵詞］高壓斷路器；防跳繼電器；跳閘；震動

［中圖分類號］TM58 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0083–03

1 事故概述

某公司2 號空壓站10kV 供電系統為單母分段，有雙回電源雙段母線，正常運行時1 號電源帶1 段母線，2 號電源帶2 段母線運行，母聯5012 斷路器熱備用狀態。2 號空壓站電氣一次接線如圖1 所示。某日，該站2 段母線上的2 號空壓機508 柜過電壓保護器三相短路，508 柜斷路器速斷保護跳閘，保護裝置及斷路器動作正確。在此次事故中2 號電源進線68 柜，以及1 號電源進線67 柜斷路器也同時跳閘，造成了二空壓全站失電，對公司生產造成了較大的影響。

2 現場情況

2 號空壓站2 號空壓機508 柜A、C 相過電壓保護器已炸毀，如圖2 所示。檢查2 號電源進線68 柜、1號電源進線67 柜繼電保護裝置均無保護出口跳閘信息。經查看視頻監控錄像，在2 號空壓機508 柜過電壓保護器短路發生時，2 號電源進線68 柜及1 號電源進線67 柜指示燈合閘變分閘。

3 防跳繼電器工作原理

3.1 防跳繼電器概念

在供配電專業中，開關柜的防跳繼電器也叫防跳躍繼電器。其用于高壓開關柜的斷路器控制回路中，即當斷路器合閘回路出現故障時進行分閘，或短路事故未排除又進行合閘，導致斷路器反復合、分閘，不僅擴大事故，還會引起設備損壞或人身事故，因此高壓開關控制回路中都設計有防跳躍功能。

3.2 防跳繼電器工作原理

防跳繼電器一般選用電流啟動、電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動線圈；電壓線圈接于合閘回路作為保持線圈。當分閘時，電流線圈經分閘回路起動。如果合閘回路有故障或處于手動合閘位置，電壓線圈啟動并通過其常開接點自保持，其常閉接點馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過其常開接點將電流線圈自保持。

斷路器跳閘一般有兩種情況：①主回路沒有故障，而是由于斷路器機構輔助觸點不良，繼電器觸點卡住等原因導致；②主回路確有故障，斷路器合于故障點，繼電器保護動作使斷路器跳閘，而這時斷路器的操作把手尚未復歸或自動裝置的觸點卡死等，從而使斷路器發生多次分合的現象。

3.3 防跳繼電器工作過程分解

現以主回路有故障為例分析防跳繼電器的回路動作情況，有助于分析防跳繼電器的工作原理及動作過程。常規繼電器防跳躍繼電器回路圖如圖3 所示。

（1）開關分閘狀態下進行合閘操作，控制回路動作如下：+KM—直流空氣開關2ZZK 合閘—自動/ 手動選擇開關1QK 打到手動狀態，觸點3-4 接通—手動合閘開關1KK 合上，觸點1-2 接通—母聯開關柜3DL常閉觸點合上—本開關柜處于運行位置YW 合上—支路2 中的防跳繼電器常閉觸點TBJV5-6 閉合—本開關柜常閉輔助觸點1DL 閉合—本開關柜合閘線圈HQ帶電—直流空氣開關2ZZK 合閘—-KM，整個控制回路完成合閘動作，斷路器合上。

（2）如果主回路有故障，斷路器合于故障點，保護裝置發出保護動作指令使斷路器跳閘，分閘動作回路情況如下：+KM—直流空氣開關2ZZK 合閘—保護裝置SEL351A 發出跳閘指令，回路OUT101（A01-A02 觸點）閉合—1LP 保護硬壓板投入—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—本開關柜常開輔助觸點1DL 閉合—本開關柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關2ZZK 合閘—-KM，整個控制回路完成分閘動作，斷路器斷開。

（3）防跳躍回路動作過程。這時斷路器的手動合閘開關1KK 操作把手尚未復歸，觸點1-2 仍接通，如果控制回路中沒有防跳躍繼電器，會使斷路器發生多次分合的現象。增加了防跳躍繼電器后，可起到防止斷路器發生多次分合的作用。防跳躍回路動作過程如下：①防跳繼電器電流線圈啟動：+KM—直流空氣開關2ZZK 合閘—保護裝置SEL351A 發出跳閘指令，回路OUT101（A01-A02 觸點）閉合—1LP 保護硬壓板接通—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—防跳斷電器TBJ 常開觸點3-4 閉合（自鎖跳閘回路）—本開關柜常開輔助觸點1DL 閉合—本開關柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關2ZZK 合閘—-KM。②防跳繼電器電壓線圈閉鎖：+KM—直流空氣開關2ZZK合閘—自動/ 手動選擇開關1QK 打到手動狀態，觸點3-4 接通—手動合閘開關1KK 合上，觸點1-2 接通—母聯開關柜3DL 常閉觸點合上—母聯開關柜3DL 常閉觸點合上—本開關柜處于運行位置YW 合上—防跳繼電器常閉觸點TBJV1-2閉合—防跳繼電器電壓線圈14-16 帶電，防跳繼電器常閉觸點TBJV5-6 斷開—直流空氣開關2ZZK 合閘—-KM，防跳繼電器電壓線圈啟動并通過其常開接點自保持，其常閉接點馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。

3.4 防跳繼電器的特點

因電磁式繼電器的常開觸點的動觸點與靜觸點距離只有2～4 mm，即震動瞬間發生，時間很短。但防跳躍繼電器的常開觸點瞬間導通，斷路器的跳閘回路接通，跳閘線圈得到足夠的動作電壓，完成了跳閘動作，因此跳閘的結果不可改變。

4 原因分析

4.1 事故起因

此次事故的起因是2 號空壓站2 號空壓機508 柜過電壓保護器絕緣老化引起三相短路。

4.2 事故直接原因

從防跳繼電器的結構、工作原理、動作過程，以及雙回電源進線柜無任何保護信息綜合分析，判斷造成2 號空壓站全站失電的直接原因為雙回電源進線柜的開關站面板上的防跳繼電器受到沖擊波震動而引起常開觸點導通，引起開關柜分閘。

508 開關柜過電壓保護器短路時產生的沖擊波造成強烈的震動，引起雙回電源進線柜防跳繼電器的常開觸點接通，圖3 中的支路3 中的TBJ3-4 接通，動作情況如下：+KM—直流空氣開關2ZZK 合閘—防跳斷電器TBJ 常開觸點3-4 接通—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—本開關柜常開輔助觸點1DL 閉合—本開關柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關2ZZK 合閘—-KM，開關柜跳閘，微機保護裝置無任何動作報警報文。

4.3 管理原因

2 號空壓站的過電壓保護器已使用13a，超過8a的使用年限，存在安全隱患卻一直未進行排除，過電壓保護器管理不到位是造成此次事故的主要原因。相關電氣技術人員點檢不到位，未能及時發現過電壓保護器隱患，是造成此次事故的次要原因。

5 預防措施

全面排查高壓開關柜到期的過電壓保護器并對其進行更換。但最終需要解決防跳繼電器震動導致誤動作的問題，因此，為避免重復發生此類事故，需對防跳躍回路進行技術上的改造。利用檢修機會，取消1號及2 號電源進線柜面板上的常規防跳繼電器，改為利用微機綜保自身的觸點，配合必要的邏輯編程，替換掉常規的繼電器。由于取消了電磁式防跳繼電器，改為采用微機綜保自身的觸點，配合必要的邏輯編程，可避免因震動造成開關誤動作跳閘，同時又實現開關的防跳躍功能，而且降低了項目的投資額，不需要另外配置防跳躍繼電器。

對繼電器式的防跳躍回路進行改造，利用微機綜保裝置SEL-351A 自身的觸點，配合必要的邏輯編程，替換掉原有的電磁式繼電器。將圖3中的支路1、支路2、支路3、支路4 拆除，改為圖4 中的支路1''、支路2''、支路3''，完成控制回路上的改造。

對圖4“支路1”中的OUT107，可利用邏輯進行編程。當控制回路中分閘、合閘指令同時存在時（手動操作或遙控操作均可以），OUT107 觸點不閉合處于打開狀態，可起到閉鎖合閘回路的效果。當保護裝置失電時以及在保護故障未復歸時，OUT107 觸點不閉合處于打開狀態，可起到閉鎖合閘回路的效果。

OUT107 觸點的動作時間小于開關的合閘、分閘動作時間。10 kV 開關柜的合閘時間一般為100 ms，分閘時間一般為60 ms，OUT107 觸點的動作時間不大于1 ms。

有3 種情況會發生跳躍現象，分別進行閉鎖：①合閘信號一直存在，又有分閘信號來（上升沿）；②分閘信號一直存在，又有合閘信號來（上升沿）；③分閘、合閘信號同時存在。當有上述3 種情況發生時，微機綜保裝置SEL351A 自保持字位LT 置1，OUT107 出口打開，起到閉鎖合閘回路的作用；有分閘或合閘信號返回時（下降沿），微機保護裝置自保持字位LT 置0，OUT107 出口閉合，接通合閘回路，允許合閘操作。

6 結束語

防跳繼電器通常是采用電磁式繼電器，如果高壓開關柜安裝在振動源附近，高壓開關柜的工作將受到震動的影響，電磁式繼電器的觸點易被導通，引起斷路器誤動作，導致設備停電從而影響供電。通過分析本次事故，要求對已發現的隱患立行立改，按期限完成隱患整治工作，杜絕類似事故的再次發生。

參考文獻

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