斷路器防跳邏輯配合失敗實(shí)例分析

張愛(ài)蘭，許志元，付兆遠(yuǎn)，李曉磊，蘇　娜

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，濟(jì)南　250012）

斷路器防跳邏輯配合失敗實(shí)例分析

張愛(ài)蘭，許志元，付兆遠(yuǎn)，李曉磊，蘇娜

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，濟(jì)南250012）

斷路器的防跳通常設(shè)有保護(hù)操作箱防跳和斷路器機(jī)構(gòu)防跳，因此斷路器控制回路接線時(shí)，必須考慮兩防跳回路配合的問(wèn)題。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的500 kV斷路器保護(hù)操作箱防跳和500 kV斷路器彈簧機(jī)構(gòu)防跳回路工作原理進(jìn)行分析，闡述操作箱回路和斷路器機(jī)構(gòu)回路配合時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決措施。

斷路器；操作箱防跳；機(jī)構(gòu)防跳；配合

0　引言

斷路器防跳回路是二次控制系統(tǒng)的重要組成部分。所謂斷路器“跳躍”是指斷路器發(fā)生“跳—合”循環(huán)現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是手合開(kāi)關(guān)或自動(dòng)合閘觸點(diǎn)在斷路器合閘后未斷開(kāi)，合閘正電源持續(xù)接通，此時(shí)出現(xiàn)斷路器開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后立即重合現(xiàn)象。如果是保護(hù)跳閘后重合于永久性故障時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)再次動(dòng)作出口跳閘，但持續(xù)的合閘信號(hào)會(huì)使開(kāi)關(guān)再次合閘，如此斷路器出現(xiàn)“跳躍”。斷路器連續(xù)“跳—合”，會(huì)造成斷路器毀壞甚至爆炸，導(dǎo)致事故擴(kuò)大。因此，為防止斷路器“跳躍”發(fā)生，斷路器控制回路專門(mén)設(shè)計(jì)有防跳功能。

保護(hù)操作箱和斷路器機(jī)構(gòu)均設(shè)計(jì)有電氣防跳回路，實(shí)踐應(yīng)用中兩回路之間的配合容易出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致斷路器防跳失敗。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的某500 kV變電站擴(kuò)建工程中WBC-22E型操作箱防跳和斷路器彈簧機(jī)構(gòu)防跳兩回路工作原理及其配合應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，并給出相應(yīng)的解決措施。

1　操作箱防跳回路工作原理

電氣防斷路器跳躍回路是由防跳繼電器實(shí)現(xiàn)的。圖1是WBC-22E型保護(hù)操作箱的A相防跳回路接線原理圖。其中，1TWJa、2TWJa、3TWJa為跳位監(jiān)視繼電器，當(dāng)斷路器處于跳位時(shí)，合閘回路接通，跳位監(jiān)視繼電器動(dòng)作，送出相應(yīng)的接點(diǎn)給保護(hù)和信號(hào)回路，起到跳閘位置監(jiān)視和合閘回路監(jiān)視作用。

以A相為例分析操作箱防跳工作原理：防跳繼電器有一個(gè)電流啟動(dòng)繼電器和兩個(gè)電壓保持繼電器1TBUJa、2TBUJa，串接在斷路器的跳閘回路中，其一組動(dòng)合觸點(diǎn) 12TBIJa與 1TBUJa串聯(lián)。1TBUJa、2TBUJa接于斷路器的合閘回路，兩個(gè)電壓保持繼電器的兩組常閉觸點(diǎn)串入合閘線圈回路。當(dāng)開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)，跳閘回路中的12TBIJa啟動(dòng)，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)1TBUJa，若此時(shí)SHJ處于閉合狀態(tài)或合閘信號(hào)一直存在，1TBUJa動(dòng)作后啟動(dòng)2TBUJa，2TBUJa通過(guò)其自身動(dòng)合觸點(diǎn)在合閘信號(hào)下自保持，兩組串入合閘線圈回路的電壓保持繼電器常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，切斷合閘回路，使合閘回路不能多次重合［1］。

圖1　保護(hù)防跳原理

2　斷路器機(jī)構(gòu)防跳工作原理

斷路器本體機(jī)構(gòu)防跳回路如圖2所示，其工作原理如下。

1）當(dāng)合閘脈沖發(fā)出后，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)開(kāi)始合閘。

2）如由于機(jī)構(gòu)原因，使開(kāi)關(guān)未停留在合閘后位置，機(jī)構(gòu)仍然返回到分閘位置。

3）此時(shí)如合閘脈沖未解除，同時(shí)因保護(hù)未動(dòng)，保護(hù)裝置內(nèi)的跳閘繼電器未啟動(dòng)，同時(shí)保護(hù)防跳繼電器的常閉接點(diǎn)仍然閉合。在開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)合閘過(guò)程中，斷路器常開(kāi)輔助接點(diǎn)瞬時(shí)閉合，K3線圈勵(lì)磁，K3的常開(kāi)接點(diǎn)使K3線圈自保持，K3的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，切斷合閘回路，使開(kāi)關(guān)不能再次合閘。只有合閘脈沖解除，K3線圈斷電后，接線才能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)［2］。

圖2　機(jī)構(gòu)防跳原理

3　兩種防跳回路配合出現(xiàn)的問(wèn)題

獨(dú)立的操作箱防跳或斷路器機(jī)構(gòu)防跳可以很好地實(shí)現(xiàn)斷路器的防跳功能，但當(dāng)兩防跳回路配合在一起時(shí)容易產(chǎn)生問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)防跳試驗(yàn)時(shí)，防跳繼電器K3在斷路器合閘位置時(shí)，出現(xiàn)“跳躍”現(xiàn)象。經(jīng)分析現(xiàn)場(chǎng)二次回路發(fā)現(xiàn)是由于兩控制回路的連接產(chǎn)生了寄生回路，如圖3所示，再加上回路元件參數(shù)配置不當(dāng)導(dǎo)致了上述現(xiàn)象的發(fā)生［3］。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，K3線圈阻值與TWJ線圈阻值之比約為0.5，經(jīng)TWJ加在K3上的電壓約為73V，達(dá)到了K3的動(dòng)作電壓值。其動(dòng)作過(guò)程具體分析如下：合閘回路監(jiān)視經(jīng)過(guò)4C1D8端子接入斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)613端子，若此刻斷路器在合閘位置，正電源經(jīng)跳位監(jiān)視繼電器TWJ—彈簧儲(chǔ)能繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)BW1—SF6低氣壓閉鎖繼電器常閉觸點(diǎn)K9—防跳繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)K3—斷路器合閘閉合觸點(diǎn)—K3線圈至負(fù)電源形成導(dǎo)通的回路，此時(shí)K3得電啟動(dòng)，其動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi)，瞬時(shí)切斷寄生回路，K3失電復(fù)歸，其動(dòng)斷觸點(diǎn)立即閉合，然此刻寄生回路被再次接通，K3又得電動(dòng)作，如此往復(fù)循環(huán)，K3產(chǎn)生“跳躍”現(xiàn)象［4］。

圖3　寄生回路

4　解決措施

在回路正常狀態(tài)下，無(wú)論斷路器在分位還是合位，防跳繼電器K3均應(yīng)不動(dòng)作。因此，針對(duì)上述防跳回路配合時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題提出2種解決方法。本案例采用的方法是在跳閘監(jiān)視回路串入斷路器常閉觸點(diǎn)。

4.1跳閘監(jiān)視回路串接電阻

配合的兩防跳回路因參數(shù)配置不當(dāng)導(dǎo)致了K3啟動(dòng)，因此可以考慮通過(guò)在跳位監(jiān)視回路中串聯(lián)電阻分壓達(dá)到K3不啟動(dòng)的目的。此方法需要知道跳位監(jiān)視繼電器TWJ和防跳繼電器K3的具體參數(shù)，然后根據(jù)回路電壓詳細(xì)計(jì)算所需串聯(lián)電阻的阻值，甚至還需在保護(hù)操作箱回路進(jìn)行電阻焊接，現(xiàn)場(chǎng)可操作性、靈活性和安全性較差，并且串聯(lián)電阻參數(shù)配置不當(dāng)可能導(dǎo)致TWJ啟動(dòng)異常。

4.2跳閘監(jiān)視回路串入斷路器常閉觸點(diǎn)

在不影響跳閘監(jiān)視回路作用的前提下，斷路器合位時(shí)，切斷產(chǎn)生的寄生回路。因跳閘監(jiān)視回路只在開(kāi)關(guān)跳位時(shí)接通，起合閘回路監(jiān)視作用，因此完全可以通過(guò)接入斷路器BG1常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)消除K3“跳躍”，開(kāi)關(guān)動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)串入位置在4C1D8端子和斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)613端子之間。實(shí)際檢驗(yàn)證明，斷路器常閉觸點(diǎn)的接入既實(shí)現(xiàn)了斷路器合位時(shí)可靠切斷寄生回路、消除K3“跳躍”，又保證了斷路器跳位時(shí)合閘回路的完好性。

5　結(jié)語(yǔ)

保護(hù)操作箱防跳和斷路器機(jī)構(gòu)防跳配合使用時(shí)，容易出現(xiàn)寄生回路，可能產(chǎn)生多種缺陷。對(duì)實(shí)際調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的配合不當(dāng)?shù)臄嗦菲鞣捞芈?，在跳閘監(jiān)視回路串如斷路器常閉觸點(diǎn)，完善防跳回路，實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果證明了改造的有效性。

［1］王志中.對(duì)高壓斷路器跳（合）閘回路監(jiān)視的探討［J］.電力建設(shè)，1996（3）：20-22.

［2］王建峰，裴衛(wèi)政，延謙.防跳繼電器拒動(dòng)故障的分析［J］.電力學(xué)報(bào)，2009，24（5）：416-417.

［3］石衛(wèi)華.消除有防跳的斷路器控制電路寄生回路的方法［J］.浙江電力，2002（3）：63-65.

［4］陳曉彬.高壓開(kāi)關(guān)防跳回路異常分析及測(cè)試方法的改進(jìn)［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（7）：112-115.

Examples of Failure to Cooperate for Circuit Breaker Anti-jump Logic

ZHANG Ailan，XU Zhiyuan，F(xiàn)U Zhaoyuan，LI Xiaolei，SU Na
（State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250012，China）

The operating box anti-jump and the spring mechanism anti-jump are usually set in the anti-jump circuit of breakers，therefore，coordination between two anti-tripping circuits must be considered when anything is done about the breaker control circuit wiring.Anti-jump protection working principles of operating box and spring mechanism in the 500 kV circuit breaker are analyzed.Coordination problems between the two anti-tripping circuits are described and corresponding solutions are given.

circuit breakers；operating box anti-jump；mechanism anti-jump；coordination

TM772

B

1007-9904（2015）11-0078-03

2015-06-08

張愛(ài)蘭（1987），女，工程師，從事變電檢修工作；

許志元（1982），男，技師，從事變電檢修工作；

付兆遠(yuǎn)（1985），男，工程師，從事變電檢修工作；

李曉磊（1987），男，工程師，從事變電檢修工作；

蘇娜（1987），女，工程師，從事變電檢修工作。