一起防跳回路故障的發(fā)現(xiàn)及處理過程

黃遠(yuǎn)鵬

(梅州供電局變電管理所繼保自動化二班，廣東 梅州 514021)

1 引言

斷路器在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，是變電站內(nèi)重要的一次設(shè)備。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，需要其切斷故障電流以隔離故障，其可靠的滅弧能力關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。當(dāng)斷路器的合閘接點持續(xù)動作時，如測控裝置合閘把手或自動合閘裝置合閘接點粘連，而此時正好發(fā)生故障，就會造成斷路器出現(xiàn)連續(xù)多次的跳合閘，即發(fā)生斷路器“跳躍”現(xiàn)象。斷路器“跳躍”會導(dǎo)致故障電流多次沖擊斷路器，導(dǎo)致其機械性能下降，滅弧能力降低，嚴(yán)重時甚至燒毀斷路器，從而造成電網(wǎng)重大事故的發(fā)生。為避免出現(xiàn)上述情況，在斷路器控制回路設(shè)計中需加入防跳回路。本文主要針對在某 110kV 線路間隔保護定檢過程中發(fā)現(xiàn)的防跳回路問題及處理過程進行了分析。

2 故障現(xiàn)象

繼保班工作人員按計劃對某 110kV 線路間隔保護進行定檢作業(yè)。保護裝置的型號為南瑞繼保RCS-943，斷路器型號為AREVA GL312-F1。調(diào)試人員進行手動合閘、手動分閘，保護跳閘試驗時，斷路器均能正確分合。在試驗防跳回路時，在開關(guān)合上后，模擬保護裝置動作的同時手動合閘，斷路器能正確跳開，但是馬上再次合上，后臺發(fā)“彈簧未儲能”信號。這種情況說明斷路器不具備防跳功能或防跳回路故障不能滿足防跳要求。

3 防跳回路分析

如今的保護廠家和斷路器廠家均在各自產(chǎn)品的二次回路中設(shè)計了相應(yīng)的防跳回路，下面將對這兩種防跳回路的工作原理進行闡述。

(1)圖1所示為南瑞繼保RCS-943 線路保護操作插件部分回路圖。分析其防跳回路，當(dāng)斷路器在合位，跳閘保持回路的斷路器輔助接點閉合，合閘保持回路的斷路器輔助接點斷開，當(dāng)手合接點或重合閘接點粘連時，HBJ繼電器持續(xù)得電，若此時保護跳閘，則TJ接點閉合，TBJ繼電器動作，防跳回路中的TBJ接點閉合，此時TBJV繼電器動作，TBJV 動合輔助接點閉合實現(xiàn)自保持，合閘保持回路中的TBJV常閉接點斷開，從而將合閘保持回路斷開，此時雖然合閘指令一直存在，斷路器也不會合閘，實現(xiàn)了防跳功能。若短接S2，將取消防跳功能。

圖1 RCS-943 操作插件部分回路圖

(2)圖2所示為斷路器AREVA GL312-F1的機構(gòu)合閘回路。S3是“遠(yuǎn)方/就地”切換把手，S4是就地合閘按鈕。當(dāng)遠(yuǎn)方合閘時正電通過107回路開入，就地合閘時正電通過按下就地合閘按鈕 S4 開入。若任意一路合閘開入接點發(fā)生粘連現(xiàn)象，斷路器就會合閘動作，但此時防跳回路中的斷路器常開輔助觸點S11的5、6接點閉合，正電開入使防跳繼電器K11動作，其常開接點13、14 閉合，實現(xiàn)防跳繼電器K11的自保持。合閘回路中的防跳繼電器K11常閉輔助觸點21、22斷開，斷開合閘回路，實現(xiàn)其防跳功能。

圖2 機構(gòu)箱合閘回路圖

與保護裝置的操作箱防跳回路由斷路器跳閘動作起動不同，機構(gòu)箱防跳由合閘動作起動，只要合閘接點粘連，防跳回路便會起動斷開合閘回路，與是否存在“保護跳閘”無關(guān)。若斷開 898 與 900端子的連接，則取消機構(gòu)箱防跳功能。

4 故障處理過程

4.1 故障存在原因分析

斷路器的防跳回路可由保護裝置的操作箱實現(xiàn)，也可以由斷路器本體來實現(xiàn)，斷路器防跳功能不起作用，可能的原因有：調(diào)試人員配合問題、操作箱和斷路器本體的防跳功能均未啟用、斷路器或操作箱防跳回路接線錯誤、保護裝置操作板損壞等。基于以上幾點原因，進行了以下排查過程：

(1)調(diào)試人員配合問題

防跳試驗需一人擰住手合把手模擬操作把手觸點未返回，另一人在保護裝置加入模擬故障量使保護裝置動作跳開斷路器。如兩人配合不好(如故障量加的過早，導(dǎo)致防跳回路未啟動)，斷路器便會再次合上。為排除人為因素影響，現(xiàn)場調(diào)試人員隨后又進行多次防跳試驗均不成功，故可以排除是人為配合原因。

(2)防跳回路使用情況

檢查防跳回路使用情況發(fā)現(xiàn)，斷路器機構(gòu)箱的898與900端子之間無短接線，斷路器本體防跳功能被取消，拔出保護裝置操作插件檢查，發(fā)現(xiàn)S2處無短接線，由此可以判斷此斷路器采用的是操作箱防跳。進一步檢查板件發(fā)現(xiàn)，防跳回路的R7電阻處有燒黑的痕跡，使用萬用表測量該電阻的阻值已超過30MΩ，說明無法實現(xiàn)防跳功能是該電阻損壞導(dǎo)致。

4.2 故障處理

通過前面的傳動試驗可知，該操作插件的手分手合，保護跳保護合回路均正常，受影響的只是防跳回路，由此可以判斷斷路器不具備防跳功能根本原因在于操作箱的R7電阻損壞，切斷了防跳回路。R7電阻的損壞并不影響操作箱的其他回路，且最新的反事故措施規(guī)定，優(yōu)先采用機構(gòu)箱防跳功能，于是決定取消操作箱防跳，即短接S2，使用機構(gòu)箱防跳，即短接898和900。

處理完后重新進行開關(guān)分合閘試驗，發(fā)現(xiàn)開關(guān)合位的時候出現(xiàn)跳閘位置繼電器TWJ、合閘位置繼電器HWJ 同時帶電，分閘指示燈、合閘指示燈同時點亮的情況，進一步檢查發(fā)現(xiàn)斷路器機構(gòu)箱防跳繼電器K11一直保持動作無法復(fù)歸，導(dǎo)致開關(guān)分閘后無法再次合閘，斷開開關(guān)的控制電源后再合上，斷路器機構(gòu)箱防跳繼電器K11復(fù)歸，此時開關(guān)可以正常合閘。經(jīng)現(xiàn)場檢查分析后發(fā)現(xiàn)因斷路器機構(gòu)箱內(nèi)防跳回路的自保持回路造成了操作箱內(nèi)跳閘位置繼電器TWJ、合閘位置繼電器HWJ同時帶電的寄生回路。

出現(xiàn)跳閘位置繼電器TWJ、合閘位置繼電器HWJ 同時帶電的原因在于斷路器機構(gòu)箱內(nèi)防跳自保持回路與操作箱內(nèi)的跳位監(jiān)視回路構(gòu)成了寄生回路，因此只要設(shè)法切斷該防跳回路即可。在操作箱的跳位監(jiān)視回路和斷路器機構(gòu)防跳自保持回路之間串接一個斷路器常閉輔助接點和K11防跳繼電器常閉接點，可切斷該寄生回路。

(1)只在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入斷路器的常閉接點。

在跳閘位置繼電器TWJ后串入斷路器機構(gòu)的常閉輔助接點，這樣在斷路器合閘后常閉輔助接點打開，跳位監(jiān)視回路被切斷，避免了跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ同時動作的情況。但分閘后無法再次合閘的缺陷依然可能存在。在斷路器分閘后，常閉接點閉合，如果此時常開接點未能及時斷開，則K11繼電器可能勵磁形成自保持回路，K11常閉接點斷開合閘回路，使開關(guān)分閘后不能再次合閘。

(2)只在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入機構(gòu)箱防跳繼電器的常閉接點。

在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入防跳繼電器的常閉接點，當(dāng)K11防跳繼電器動作的時候，該常閉接點打開，切斷跳位監(jiān)視回路，防止防跳回路一直接通，避免了分閘后不能合閘的缺陷，但開關(guān)合位時分合閘指示燈同時亮的缺陷仍有可能存在，原因在于當(dāng)斷路器合位時，若回路參數(shù)配合不當(dāng)，可能TWJ勵磁而K11沒有勵磁。

(3)在操作箱跳位監(jiān)視回路中同時串入斷路器的常閉接點和機構(gòu)箱防跳繼電器的常閉接點。

采用這種辦法后，繼保工作人員再次進行了三次斷路器防跳試驗，結(jié)果均能可靠地防止斷路器跳躍。

5 結(jié)束語

通過對此次110kV線路間隔保護定檢過程中防跳問題的處理，發(fā)現(xiàn)工作中一些需要引起重視的問題及改進的地方。

(1)重視設(shè)備投運前的驗收工作。在工程施工前的圖紙審查階段，重點排查相關(guān)回路設(shè)計，避免出現(xiàn)采用機構(gòu)防跳而衍生出的寄生問題。在投產(chǎn)前的驗收階段，重點對防跳回路進行試驗，認(rèn)真觀察試驗現(xiàn)象，確保回路正確、可靠。

(2)對于已投運設(shè)備，通過停電檢查試驗防跳回路時，不能忽略由于長期運行導(dǎo)致可能存在的板件故障的可能。此外，在現(xiàn)場工作中，要求我們繼保人員對保護原理和回路要特別熟悉，只有這樣，才能在處理類似問題的時候迅速定位問題所在并處理，避免耽誤設(shè)備送電而影響用戶用電。