一起110kV斷路器防跳回路異常分析及處理

黎明鈞（廣東電網(wǎng)有限責任公司云浮供電局，廣東　云浮　527300）

一起110kV斷路器防跳回路異常分析及處理

黎明鈞
（廣東電網(wǎng)有限責任公司云浮供電局，廣東云浮527300）

隨著國家電網(wǎng)的不斷發(fā)展，在電網(wǎng)的不斷鋪設的同時，110kV斷路器防跳回路出現(xiàn)異常的問題，會給整個地區(qū)的供電造成很大的影響，所以一直也是電網(wǎng)維修人員關注和頭痛的一個問題。所以下面我們就對這個問題進行詳細的分析，原因以及解決的辦法都羅列出來，希望在以后的工作中，如果遇到110kV斷路器防跳回路異常現(xiàn)象的發(fā)生，我們都能熟練的解決掉。

110kV斷路器；防跳回路；異常分析及處理

110kV斷路器在我們的防跳試驗過程中，就是在給出一個合閘指令的時候，其自己又給出了一個分閘的指令，所以導致斷路器會在分閘之后再合閘，這主要是因為在串聯(lián)于合閘回路中，防跳繼電器的輔助觸點上出現(xiàn)卡滯的現(xiàn)象，一定要高度重視這些問題，安全無小事。下面我們就系統(tǒng)的對其進行分析，看看如何解決防跳回路。

一、斷路器

1斷路器是110kV斷路器防跳回路的重要組成部分，同時也是電力系統(tǒng)中的重要設備之一，在電力系統(tǒng)的日常運作中顯得非常重要，在工作中我們也很難避免其出現(xiàn)故障問題，斷路器非常容易出現(xiàn)防跳回路異常的情況，我們要保證斷路器在日常工作中的正常運行。

2斷路器的工作性能

2.1額定電壓

額定電壓也稱標準電壓，它是一個絕緣參數(shù)，在這里其就表征了斷路器的絕緣強度的參數(shù)，也就是說它是斷路器長期工作的標準電壓。在3kV～220kV各級電壓范圍內(nèi)，斷路器的適用最高工作電壓，是高出額定電壓約15%左右。對330kV及以上的電壓，斷路器的最高工作電壓，要高出額定電壓大約10%。在技術要求上，因為斷路器基本上是應用在變壓器的，所以斷路器應該適用各種電壓，否則對電路和設備起不到保護的作用。所以要求斷路器在最高的電壓下，還能長期的可靠地工作。

2.2額定電流

也就是說斷路器在正常工作情況下的電流參數(shù)，所以在電流比較高的時候，通常斷路器不能被損壞，其能長期通過固定的電流參數(shù)，就是斷路器允許連續(xù)長期通過的最大電流。

二、防跳回路

1防跳回路的工作原理

在現(xiàn)在的斷路器中，操作箱內(nèi)的防跳回路，和就地操作機構內(nèi)的防跳回路是防跳回路的兩種形式。防跳回路存在的根本目的，就是為了保證斷路器工作正常，防止其出現(xiàn)跳躍的現(xiàn)象發(fā)生，而斷路器跳躍現(xiàn)象簡單的說就是在合閘回路中，出現(xiàn)了故障，就像節(jié)點處有粘連，還有就是機構出現(xiàn)卡死等問題。有的情況下是斷路器在關合的時候，其發(fā)生預伏短路的故障，并且多次出現(xiàn)分合斷路的現(xiàn)象，進而又會引起系統(tǒng)性的故障，在保護動作正常啟動，斷路器正常跳閘的時候，在操作箱內(nèi)的，防跳回路電路將自行啟動，并且隨之斷開合閘回路，進而就可以防止斷路器發(fā)生跳躍的故障。當斷路器完成合鬧動作后，隨之而來的是機構箱內(nèi)的防跳回路中，斷路器的輔助節(jié)點就會隨之閉合，防跳繼電器將對其再次刺激，并最終斷開它，將其連接在合閘回路中，輔助節(jié)點被連接后，合閘回路同時就被斷開了，這樣，通過這一系列的連鎖動作就防止了斷路器發(fā)生跳躍的故障的。

2防跳回路的電路連接形式

經(jīng)常用到的防跳回路接線方式有以下幾種形式，第一個就是串聯(lián)式防跳回路，其次是并聯(lián)式防跳回路，再就是彈簧儲能式防跳回路，還有跳閘線圈輔助接點式防跳回路等，這些回路在工作中都得到了證實，其工作穩(wěn)定性和安全性都是毋庸置疑的。在我國，基本采用串聯(lián)式防跳回路。而在220kV變電站和110kV變電站對防跳回路對的應用也是不一樣的，在220kV變電站中，沒有經(jīng)過綜合改造的變電站，對控制屏還是有所保留的，而經(jīng)過改造的2號中低壓主要變壓器的側(cè)操作箱，四方JFZ-13TA組合操作箱是主要的選擇方式，再110kV的變壓器中，斷路器采用的是阿爾斯通生產(chǎn)的，型號是GL312-F1520的開關根據(jù)有關的規(guī)定，現(xiàn)在的設計圖紙中，我們對操作箱的防跳功能已經(jīng)取消了，而是采用了更加適合的斷路器本機的結(jié)構防跳能力，所以這一點是相關人員要注意的一個新問題。

三、實驗中對110kV斷路器防跳回路的故障分析及解決辦法

1實驗中出現(xiàn)的問題

斷路器防跳回路只是斷路器中作為操作回路里的一個必備的部分，在斷路器工作中，有很多的因素都能引起短路器發(fā)生“跳躍的現(xiàn)象”必須防止斷路器發(fā)生“跳躍〔1-2〕”的現(xiàn)象，這樣不僅會對開關進行損壞，有的時候甚至還會引起開關產(chǎn)生爆炸的現(xiàn)象。所謂“跳躍”的具體情況就是指，當斷路器在手動以及自動裝置動作合閘的狀態(tài)時，在控制開關要歸位但是還沒有復歸（手動合閘的時候控制開關復歸需1s～2s，而斷路器合閘動作時間約為50ms，在斷路器合閘以后，控制開關尚未復歸，觸點仍然是接通狀態(tài)）的時候，同時在這個階段設備又遇到了斷路器的合閘處處于永久性故障，斷路器就是要開啟保護的動作狀態(tài)，進而就出現(xiàn)了斷路器跳閘的現(xiàn)象，又因為上述種種原因，此時的合閘脈沖還處在沒有被解除的狀態(tài)，所以最終就直接的導致了斷路器將會再次的合閘，斷路器合閘的情況會像多米洛骨牌效應一樣如此反復的出現(xiàn)，斷路器頻繁的跳閘合閘，對其他的正常工作的電路元件來說是非常大的威脅，所以工作人員在維修的過程中要多加小心，做好防范措施。

2110kV斷路器的回路改造方案

圖1就是我們要說的阿爾斯通GL312－F1型斷路器，這個本機機構以及防跳回路就是這樣的。這種防跳回路，不同于別的防跳回路，其采用的防跳繼電器是K11，K11的電壓線圈，以及斷路器的合閘回路是并聯(lián)到一起的，而且K11的常開輔助接點（21-22）和合閘是串聯(lián)的閉合回路。根據(jù)下面的二次回路圖進行分析：（1）如果我們不用防跳繼電器K11，還有它的相關回路的情況，那么在合閘后，如果出現(xiàn)永久性故障，保護動作就會在合閘后跳開斷路器，但是在此時此刻，手動合閘的脈沖并沒有消失，這個過程通常要持續(xù)（通常需要1s～2s），所以在之后，跳躍分合的現(xiàn)象的產(chǎn)生就是在預料之中的了，進而會對設備造成無可挽回的毀壞。第二種情況是，如果當斷路器處于跳位的情況，斷路器的輔助觸點S1.1（11-12）就會有閉合的動作，那么跳位監(jiān)視的回路就會直接接通，隨及跳位的燈會立即發(fā)亮，第三種情況是，當合閘命令處于持久不變的時候（手動合閘還沒來得及復歸，或者是自動裝置的合閘接點已經(jīng)被卡死）時，合閘回路在經(jīng)過S3點（1-2），K11點（21-22），K14點（21-22），S1.1點（11-12），S2點（9-10），Y4，S3點（5-6）并接通時。當斷路器合閘以后，斷路器的輔助接點S1.1（5-6）就會及時的閉合，進而就會啟動防跳繼電器K11，并且會一直自保持啟動的動作，接下來防跳繼電器的常閉輔助接點K11（21-22），就會進行斷開的動作，不但會切斷合閘回路，而且通過輔助接點K11（13-14）還會保持自己動作的永久性。假如說在這個關鍵點上發(fā)生永久性障礙，繼電器就會毫不猶豫的做出跳閘的動作，因為之前的合閘回路已經(jīng)被斷開，所以會，而且只會發(fā)生一次分閘操作，在分閘之后的再次合閘現(xiàn)象就不會再發(fā)生了，通過這種方法，對開關的跳躍問題可以有效的控制和解決。

3發(fā)現(xiàn)的問題

當斷路器處于跳位的時候，在操作箱面板上，只有跳位燈亮，然后把KK的把手在控制屏上，操作成“合閘”的動作，并且一直保持住這個動作，最后再讓斷路器合閘，通過觀察到的操作箱面板上情況，發(fā)現(xiàn)跳位燈以及合位燈都亮了。此給保護裝置加入故障電流，接下來保護動作就會執(zhí)行跳閘的動作，而斷路器隨之會先后進行分閘和合閘操作，次數(shù)只有一次，并且在這個過程中跳位燈以及合位燈都會跟隨著變亮。

4問題分析及防跳回路改造

經(jīng)過上面的實驗，再接著把KK的把手拉到“合閘”的位置，而斷路器就會處于合位上，以上兩點做到位后，就可以打開斷路器的機構箱，然后再對回路進行仔細檢查，從而發(fā)現(xiàn)防跳繼電器的常閉觸點K11（21-22），有卡滯的現(xiàn)象存在，也就是說在防跳繼電器通電的過程中，防跳繼電器的常閉觸點處于閉合的狀態(tài)，并沒有像我們想象的那樣，起到切斷合閘回路和防止跳躍的作用。所以通過以上的實驗和研究，發(fā)現(xiàn)這種斷路器是存在缺陷的，所以需要對防跳回路進行改造，以保證其在電路中的安全性和可靠性。經(jīng)過研究，我們決定在斷路器輔助觸點S1.1（11-12）和合閘繼電器Y4之間，接入一對防跳繼電器K11的備用觸電，這個常閉輔助觸點K11（29-30），如圖2所示中虛線框中所示，大家應該謹記，這就是解決問題的關鍵環(huán)節(jié)。

如果說，當斷路器處于合閘煩的位置時，負電子就會經(jīng)過這個寄生回路把電能輸送到TWJ的負極端。此時就需要參照這個變電站220kV620斷路器（西門子，型號為3AP-1FG，252kV）的防跳回路的設計了，在這個防跳回路的基礎上，我們可以對這個防跳回路進行進一步的改造設計，經(jīng)過對回路的詳細分析和研討，我們決定在跳位監(jiān)視回路的地方接入防跳繼電器的常閉輔助接點K11（23-24），以及斷路器位置的常閉輔助接點S1.1（9-10），并且把跳位監(jiān)視回路和合閘回路的交點移到S3（1-2）和K11（21-22）的兩點之間，這樣這個改進設計基本就完成了，如圖3所示。

上面這個防跳回路改造經(jīng)過我們實驗后，在實驗的過程中，我們把斷路器調(diào)節(jié)到在跳位，這個時候跳位燈會正常的發(fā)亮，然后我們再把KK的把手調(diào)節(jié)到合閘位置，并且一直這樣保持住，這時就會出現(xiàn)開關合閘，隨之跳位燈會變滅，接下來合位燈也會亮，最后斷路器的保護動作開啟并跳閘，而且斷路器只進行一次分閘操作。這個經(jīng)過改造的防跳回路證明了，這個方案在實際的操作中是可以保證回路安全的。當整個變電站都竣工后，我們對該變電站進行了幾個月的運行監(jiān)控，結(jié)果表明該防跳回路改造方案是正確可行，完全可以保證變電站的正常運行。

結(jié)語

業(yè)內(nèi)人士都知道，斷路器在電力系統(tǒng)中時比較重要的設備了，斷路器的動作的是否可靠將會直接影響到電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。越是重要的設備，發(fā)生故障的時候其解決的方法也是非常復雜的，這其中斷路器跳躍現(xiàn)象是最惡劣的故障之一，對設備，對電網(wǎng)都有著潛在的威脅。所以在未來，我們要繼續(xù)對110kV斷路器防跳回路進行優(yōu)化和革新，采用更新的技術去讓其更加的安全可靠，也希望在以后可以從根本上解決斷路器跳躍的現(xiàn)象發(fā)生。

[1]何永華.發(fā)電廠及變電站的二次回路[M].北京：中國電力出版社，1997.

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