斷路器本體防跳和微機保護裝置中防跳回路關系與分析

1、資料斷路器本體防跳與微機保護裝置中防跳回路關系的分析引言目前，企業(yè)的供電及電氣設備多采用微機保護裝置進行斷路器的分 / 合閘控制。微機保護裝置的防跳設置與斷路器本體的防跳設置如何正確合理的選擇；如何避免故障發(fā)生時，斷路器重復合閘于故障線路、設備，是電氣系統(tǒng)運行及設備安全的重要保障。1、防跳工作原理1.1 微機保護裝置的防跳工作原理在我集團公司供水擴建改造工程中，各水廠分別采用了北京四方繼保有限公司、北京和利時系統(tǒng)有限公司及珠海萬利達電氣有限公司的多種微機保護裝置，其控制、防跳回路的設置基本相通。原理圖如圖1。當有一個持續(xù)的合閘信號時，此時分斷路器，tbj 電流線圈動作，tbj-1 打開，切斷合

2、閘回路， tbj-2 閉合，持續(xù)的合閘信號啟動tbj 電壓線圈并靠 tbj-2 自保持，使合閘回路保持斷開狀態(tài)，防止斷路器的再次合閘，直到持續(xù)合閘信號消失，tbj失壓恢復。圖 1 微機保護裝置防跳原理+km -km vr1 twj ht 5 8 6 7 tbj i tbj-1 tbj-2 qf qf hq tbj tq hwj v qt 控制母線跳位監(jiān)視合閘防跳閉鎖跳閘合位監(jiān)視資料1.2 斷路器本體防跳工作原理開關柜中的斷路器采用了abb公司的 vd4-12及 siemens公司的 3ah3-40.5 型真空斷路器，斷路器本身都配置了防跳環(huán)節(jié)，其防跳環(huán)節(jié)的設置基本一致，原理圖如圖2。斷路器合閘

3、的同時，斷路器qf輔助常開觸點閉合，防跳繼電器ko帶電工作， ko節(jié)點斷開合閘回路，同時接通防跳閉鎖回路，防跳繼電器ko 在持續(xù)合閘信號下自保持，使合閘回路保持斷開狀態(tài)，直到持續(xù)合閘信號消失，ko失壓恢復。圖 2 斷路器防跳原理1.3 兩種防跳原理的區(qū)別保護裝置的防跳是通過跳閘信號分斷斷路器的同時，啟動 tbj繼電器并由持續(xù)的合閘信號使tbj自保持來完成切斷合閘回路，由其他信號啟動，故障信號保持。斷路器本體防跳是通過斷路器合閘的瞬間啟動ko 繼電器，由持續(xù)的合閘信號使ko 繼電器自保持來完成切斷合閘回路，只要故障合閘信號存在，此種狀態(tài)將一直保持，與斷路器的狀態(tài)無關。2 微機保護裝置和斷路器本體

4、防跳共存時與控制回路關系由于微機保護裝置控制與斷路器的分/ 合閘密不可分，同時微機保護裝置不但具有分/ 合閘控制功能，而且對于控制回路是否完好，也通過其內(nèi)部的繼電器進行監(jiān)視。防跳環(huán)節(jié)與控制回路存在著不同的關系，如圖3。hq +km -km ko hqko r2 qf qf 控制母線合閘防跳閉鎖資料圖 3 整體控制原理2.1 斷路器防跳環(huán)節(jié)正常分/ 合閘時及合閘信號存在時的狀況由于生產(chǎn)廠家的選用設備不同，r1、 r2分壓電阻的設置、繼電器的動作電壓、返回系數(shù)不同及控制母線電壓的高低不同，決定微機保護裝置的控制回路監(jiān)視繼電器twj和防跳繼電器 ko的動作狀態(tài)可能存在以下幾種不正常的狀況：（1）斷路

5、器正常合閘時，斷路器的防跳環(huán)節(jié)必然動作，合閘信號消失后， 在正常的控制電壓作用下，此時 twj和 ko繼電器可能都保持動作狀況。由于twj和 ko動作狀況的保持，控制回路表現(xiàn)為：斷路器跳閘后，信號反映正常，斷路器再次合不上閘；twj不動作、 ko繼電器保持動作狀況，表現(xiàn)為跳閘后， 控制回路斷線信號發(fā)出，斷路器再次合不上閘。（2）合閘信號存在時，斷路器合閘后，因有持續(xù)的合閘信號存在，斷路器防跳閉鎖環(huán)節(jié)已起作用，斷開了合閘回路，斷路器再次合不上閘，twj 兩端電壓相同，不動作，發(fā)+km -km 控制母線跳位監(jiān)視合閘防跳閉鎖防跳閉鎖跳閘合位監(jiān)視r1 twj tbj-1 ko qf hq tbj-2

6、qf r2 ko tbj tbj i v qf tq hwj 5 8 6 7 資料出控制回路斷線信號。2.2 微機防跳環(huán)節(jié)正常分/ 合閘時及合閘信號存在的狀況（1）正常合閘時，由于斷路器防跳環(huán)節(jié)的存在，信號反應與斷路器的分析狀況相同。（2）合閘信號存在時，在開始合閘的瞬間，斷路器防跳環(huán)節(jié)已起作用，此種狀況一直保持至斷路器合閘后的狀態(tài)，直到有跳閘信號發(fā)出時，tbj-1 斷開，轉(zhuǎn)而為微機保護裝置的防跳環(huán)節(jié)起作用，此時信號反應與斷路器的分析狀況相同。3 應用中的問題及其防跳環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點兩種防跳設置雖然都完成了防跳功能，但由于微機保護裝置的 twj與 ko繼電器的不同狀況及持續(xù)合閘信號輸入點的不同，以

7、及兩者間不同的防跳原理及與控制間的關系造成控制和信號回路反映不能對應，給故障分析及處理帶來很大麻煩。3.1 應用中的問題（1）正常情況下，在斷路器跳閘后，控制回路斷線信號發(fā)出時，不一定是控制環(huán)節(jié)的斷線造成的，可能是防跳閉鎖環(huán)節(jié)已起作用所致（即有持續(xù)的合閘信號），運行及處理人員在工作中要特別注意。不能簡單地斷開控制電源，使信號消除后，再恢復電源。（2）正常情況下，信號反映正常，但斷路器再次合不上閘，也可能是斷路器防跳環(huán)節(jié)未復歸；或者是持續(xù)的合閘信號存在（微機防跳已起作用），此時應予以注意。3.2 防跳環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點（1）兩種防跳環(huán)節(jié)都是產(chǎn)品的標準配置，且多采用微機保護裝置的防跳。采用微機保護裝置防

8、跳時，只是把斷路器的防跳環(huán)節(jié)拆除，斷開ko 線圈的接線即可，接線簡單易于完成，但微機保護裝置防跳，防跳保護的二次線路范圍小。（2）采用斷路器防跳環(huán)節(jié)時，由于微機保護裝置防跳環(huán)節(jié)集成在其內(nèi)部，必須注意在斷開tbj的線圈的同時，還須將 tbj-1 的節(jié)點短接。因為在斷路器的防跳環(huán)節(jié)閉鎖狀況下，由于分斷路器時，tbj-1 打開， ko失電恢復，破壞了斷資料路器防跳閉鎖環(huán)節(jié)，跳閘后，tbj 沒有自保持， tbj-1 節(jié)點復歸，合閘回路接通，斷路器在持續(xù)的合閘信號下，將再次合閘。斷路器防跳環(huán)節(jié)，防跳保護的二次線路范圍大，保護可靠，但由于twj與 ko繼電器的動作關系及返回系數(shù)不同而造成的合閘回路信號反映

9、不同，保護裝置內(nèi)部需要改動。4 結(jié)束語綜上所述，在設計和使用中，通常都選用兩者之一。若采用兩者共存的方式，則應合理的設置twj 、ko繼電器及其分壓電阻 r1、r2，并綜合考慮控制電壓的高低，使斷路器正常分閘時， ko繼電器能夠可靠復歸，不致影響信號的正常反映。這是選擇斷路器防跳的關鍵，同時還應考慮是否將ko繼電器的節(jié)點引入微機保護裝置，用于區(qū)分斷線信號。此種狀態(tài)下，選擇兩者共存，既滿足了防跳功能及其防跳保護范圍的最大，又不影響各廠家的產(chǎn)品標準使用，使應用得以完善。資料斷路器防跳回路接線原理及其應用斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設備。目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多, 其滅弧原理、操作機構和控制回路也是多種

10、多樣, 各有特點 , 尤其是防跳回路的設計更是千差萬別。 如何把控制回路和防跳回路很好地結(jié)合起來, 是工程技術人員最關心的問題。本文根據(jù)多年的現(xiàn)場經(jīng)驗和應用實踐, 對目前比較流行的防跳回路接線和原理給予介紹, 并就應用中出現(xiàn)的問題進行探討。1防跳回路的作用a1 防止因控制開關或自動裝置的合閘接點未能及時返回(例如操作人員未松開手柄 , 自動裝置的合閘接點粘連) 而正好合閘在故障線路和設備上 , 造成斷路器連續(xù)合切現(xiàn)象。b1 對于電流啟動、電壓保持式的電氣防跳回路還有一項重要功能, 就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點調(diào)整不當(變位過慢 ) , 造成保護出口接點先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對于微機

11、保護裝置來說是不可容忍的 , 而這一點卻常被人們忽視。2防跳回路的典型接線常用防跳回路有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、 彈簧儲能式防跳回路、跳閘線圈輔助接點式防跳回路等。國產(chǎn)斷路器多采用串聯(lián)式防跳回路斷路器多采用并聯(lián)式防跳回路。其中串聯(lián)式防跳回路最合理, 應用也最廣泛 , 它除具有防跳功能外 , 還具有防止保護出口接點斷弧而資料燒毀的優(yōu)點 , 這也是應用微機保護裝置不可缺少的技術條件。其他防跳回路只具有防止斷路器跳躍的功能, 跳閘線圈輔助接點式防跳回路在執(zhí)行防跳功能時 , 跳閘線圈長期帶電有可能燒毀。2.1串聯(lián)式防跳回路所謂串聯(lián)式防跳 , 即防跳繼電器 tbj 由電流啟動 , 該線圈串聯(lián)在斷

12、路器的跳閘回路中。 電壓保持線圈與斷路器的合閘線圈并聯(lián)。當合閘到故障線路或設備上, 則繼電保護動作 , 保護出口接點 tj 閉合,此時防跳繼電器 tbj 的電流線圈啟動 , 同時斷路器跳閘 , tbj 的常閉接點斷開合閘回路 , 另一對常開接點接通電壓線圈并保持。若此時sk (58) 或 hj 接點不能返回而繼續(xù)發(fā)出合閘命令, 由于合閘回路已被斷開 , 斷路器不能合閘 , 從而達到防跳目的。另外,當 tbj 啟動后, 其并聯(lián)于保護出口的常開接點閉合并自保, 直到“ 逼迫” 斷路器常開輔助接點變位為止 ,有效地防止了保護出口接點斷弧。串聯(lián)式防跳回路，如圖 1 所示。2.2并聯(lián)式防跳回路資料所謂并

13、聯(lián)式防跳 , 即防跳繼電器 ko 的電壓線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上 (如圖 2 所示)。例如一個持久的合閘命令存在時, 合閘整流橋輸出經(jīng) y3, s2, s3, s1, ko (21) 接通。斷路器合閘后 , 并聯(lián)在合閘回路的輔助接點s3 閉合, 啟動防跳繼電器ko , ko 接點即由 21 位置切換到 41 位置, 斷開合閘回路并保持。若此時線路或設備故障 , 繼電保護動作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開, 從而防止了開關跳躍。2.3彈簧儲能式防跳回路如圖 3, 當一個持久合閘命令到來時, 合閘電流經(jīng) sk 或 hj 通過 s3, k1, k1, s2, s1, ya 1 接通開關合閘。合閘

14、后彈簧機構開始儲能, 并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲能輔助開關s3 常閉點接通防跳繼電器 k1, k1 的常開點自保 , 常閉點斷開合閘回路。若此時線路或設備故障, 繼電保護動作跳閘 , 由于合閘回路已可靠斷開, 有效地防止了開關跳躍。資料2.4跳閘線圈輔助接點式防跳回路如圖 4 所示, 在合閘過程中出現(xiàn)短路故障時, 保護裝置使斷路器跳閘 , 由跳閘線圈操動的常開輔助接點tq 2 閉合, 保持跳閘線圈繼續(xù)通電。跳閘線圈的常閉輔助接點tq 1 斷開, 切斷合閘回路 , 如果此時合閘命令繼續(xù)存在, 也不會使斷路器再次合閘。合閘命令解除后, 跳閘線圈失電 , 接線恢復原來狀態(tài)。3應用過程中需注意的問題a1 對于沒有防跳裝置的斷路器應加裝電氣防跳回路, 串聯(lián)式防跳回路性能最優(yōu) , 應優(yōu)先采用 , 可收到一舉兩得的效果。資料b1 串聯(lián)式防跳繼電器的啟動電流線