斷路器防跳回路接線原理及其應用

1、斷路器防跳回路接線原理及其應用收藏此信息 打印該信息 添加：用戶發(fā)布 來源：未知       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(gòu)和控制回路也是多種多樣, 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(shù)人員最關(guān)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(guān)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

2、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燒毀的優(yōu)點, 這也是應用微機保

3、護裝置不可缺少的技術(shù)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

4、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 所謂并聯(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

5、了開關(guān)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(guān)合閘。合閘后彈簧機構(gòu)開始儲能, 并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲能輔助開關(guān)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(guān)跳躍。 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

6、 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。 b1 串聯(lián)式防跳繼電器的啟動電流線圈應按靈敏度不小于2 選型, 且安裝時應注意電流線圈與電壓線圈的極性一致。 c1 當保護裝置內(nèi)部和開關(guān)操作機構(gòu)都有電氣防跳回路時, 推薦采用保護裝置內(nèi)部的防跳回路, 而將操作機構(gòu)中的防跳回路甩掉, 這樣使用可靠, 維護方便。 d1 對于彈簧儲能式操作機構(gòu), 有人認為其儲能機構(gòu)本身已具有防跳功

7、能, 似乎不必再加電器防跳回路。但儲能機構(gòu)并不能防止因合閘接點粘連而造成的開關(guān)跳躍, 又沒有防止保護出口接點斷弧燒毀的功能, 所以還是加裝電氣防跳回路為好。550kV HPL斷路器防跳回路缺陷分析來源：時間：2009-09-02 責任編輯：葛紅波標簽：高山1 卞超2(1 江蘇省電力公司 210024 2 江蘇省電力試驗研究院 210036) 信息來源: 摘要 本文就ABB公司550kV HPL斷路器現(xiàn)場檢修中發(fā)生的一次跳躍現(xiàn)象，分析了故障發(fā)生的原因，比較了斷路器采用的幾種防跳回路接線，并提出了改進的現(xiàn)場檢查試驗方法。 信息來自:關(guān)鍵詞 斷路器 防跳回路 跳躍現(xiàn)象 信息來源: 1 故障的發(fā)生 信

8、息來源:2007年1月19日，江蘇省某500kV變電站對運行編號為5043的一臺HPL550TB2斷路器(ABB公司2004年7月出廠，2005年2月投運)進行檢修，當操作該斷路器中控箱內(nèi)的“遠方/就地”切換開關(guān)至“就地”位置時，該斷路器B相出現(xiàn)了自行合閘，2.5s后非全相保護動作跳閘，合閘彈簧儲能完成后又自行合閘，此后發(fā)生了連續(xù)分合閘的跳躍現(xiàn)象，在2min55s時間內(nèi)該B相斷路器連續(xù)分合了15次(現(xiàn)場SOE信號記錄)?，F(xiàn)場運行值班員發(fā)現(xiàn)情況后立即斷開該斷路器的控制和儲能電源。約10min后再恢復該斷路器的控制和儲能電源進行試驗檢查，該異常現(xiàn)象卻沒有重現(xiàn)。 信息請登陸:輸配電設備網(wǎng)檢修人員當時

9、對該斷路器進行了全面的檢查，未發(fā)現(xiàn)有寄生回路，控制箱內(nèi)端子排絕緣電阻也正常。且經(jīng)上百次的動作試驗，斷路器的防跳功能正常，故障現(xiàn)象沒有再現(xiàn)，異?，F(xiàn)象自然消失。 信息來源: 2 缺陷的進一步檢查處理 信息來源:用戶與ABB公司進行了多次商討，一致同意應對該斷路器進行詳細檢查。2月9日再次檢查時發(fā)現(xiàn)，當短接中控箱(見圖1)內(nèi)分合閘操作開關(guān)S1的5、6接點端子后，再將中控箱內(nèi)的“遠方/就地”切換開關(guān)切至“就地”位置時，該B相斷路器的跳躍現(xiàn)象再次發(fā)生。進一步檢查還發(fā)現(xiàn)分合閘操作開關(guān)S1操作過程中有卡澀感。據(jù)此判斷1月19日的故障現(xiàn)象可能是S1的5、6接點短時粘連造成的，更換該S1開關(guān)后，斷路器操作恢復正

10、常。 信息請登陸:輸配電設備網(wǎng) (S1分合閘操作開關(guān)、S4遠方就地切換開關(guān)、K8彈簧未儲能閉鎖繼電器) 信息來自:輸配電設備網(wǎng)3 故障原因分析 信息來自: 經(jīng)過分析，認為故障發(fā)生的原因是由于中控箱分合閘操作開關(guān)S1的5、6端子粘連，使遠方就地轉(zhuǎn)換開關(guān)S4的5B端子帶上直流正電源，當現(xiàn)場操作人員將S4操作把手打到“就地”時，該開關(guān)的5B-6B接點接通，中控箱內(nèi)B相合閘回路接通，X-B610端子帶上操作電壓，該B相斷路器就自行合閘。經(jīng)2.5s后，非全相保護動作使之跳閘。而該相斷路器合閘操作后，彈簧未儲能閉鎖繼電器K8接點24、21打開，合閘回路隨即被切斷，X-B610端子失去操作電壓，導致分控箱內(nèi)

11、防跳繼電器K3失電復歸，K3接點24-21斷開，接點12-11閉合，具備了再次合閘的條件，沒有起到閉鎖分控箱內(nèi)合閘回路的作用(見圖2)。 信息請登陸:輸配電設備網(wǎng) (Y3合閘線圈、K3防跳繼電器、K9密度繼電器、BW1彈簧儲能位置接點、BN計數(shù)器) 信息來源:當B相合閘彈簧儲能完畢后，中控箱內(nèi)K8接點24-21閉合，但加在K8的24端子上的操作電壓沒有消失，于是再次施加到端子X-B610上，此時合閘回路保持接通狀態(tài)，因此B相斷路器再次自行合閘。即K8的24-12接點在這里起到了一個合閘操作把手的作用，致使B相斷路器每15s左右(合閘彈簧儲能時間)進行一次合閘操作，在合閘操作過后2.5s，因非全

12、相保護動作分閘，循環(huán)往復，造成多次分合閘跳躍的異?，F(xiàn)象。 信息來自: 4 防跳回路存在缺陷的原因及處理 信息來自: 在分析故障原因時技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，這次故障發(fā)生的重要原因是斷路器的防跳回路設置存在缺陷，即只能實現(xiàn)在分控箱操作時的防跳功能，而在遠控或中控箱操作時，若發(fā)生合閘正電一直存在的異常情況，則無法實現(xiàn)防跳功能。廠家技術(shù)人員表示該公司分控箱內(nèi)的防跳回路接線有三種標準接線，一種為遠方操作使用保護防跳、就地操作使用機構(gòu)防跳，如圖2接線，這也就是目前采用的接線;一種為遠方和就地操作均使用機構(gòu)防跳接線，如圖3;另一種為只采用保護防跳。目前華東地區(qū)的550kV斷路器均優(yōu)先采用機構(gòu)防跳，在沒有機構(gòu)防跳時才

13、考慮采用保護防跳，兩者不能同時使用。但廠方和設計單位在協(xié)調(diào)上的脫節(jié)導致現(xiàn)場出現(xiàn)上述故障。 信息請登陸:輸配電設備網(wǎng)在現(xiàn)場運行中，圖2的防跳回路設置因失去遠方防跳功能必然存在事故隱患。例如當三相處于正常合閘運行狀態(tài)時，如線路發(fā)生單相永久性故障，保護發(fā)出單相跳閘命令，故障相斷路器跳閘，經(jīng)延時后保護發(fā)單相重合閘命令，該相斷路器重合，若線路存在永久故障，則保護發(fā)出三相跳閘命令使斷路器跳閘。如果此時故障相重合閘回路在發(fā)單相重合閘命令時發(fā)生接點粘連，即斷路器三相跳閘后，仍將持續(xù)存在合閘命令，一當合閘彈簧儲能完畢，故障相斷路器還會再次合閘。由于合閘相有永久性故障，斷路器再次跳閘。重復上述過程，造成斷路器帶故

14、障線路跳躍事故。 信息來自:輸配電設備網(wǎng)為排查其他斷路器可能存在的類似缺陷，廠家提供了現(xiàn)場的簡易判斷方法(見圖4照片)，即觀察斷路器分控箱中X3端子排上112、113間是否有短接片，如有，則采取的是圖3的接線，如沒有，則采取的是圖2的接線。根據(jù)廠家提供的這種簡易方法對全省的HPL斷路器進行了初步排查，共發(fā)現(xiàn)有3個500kV變電站的 17臺該型斷路器存在同樣問題，現(xiàn)已全部按圖3接線進行了整改。 信息來源: 另外，我們根據(jù)圖紙對該型斷路器的控制回路進行檢查，結(jié)果又發(fā)現(xiàn)某變電站有5臺HPL斷路器的防跳回路接線存在問題，其二次控制回路中沒有112-113端子間短接片，但也沒有中控箱531端子到分控箱5

15、31端子間的連線，即斷路器的機構(gòu)防跳回路沒有正電不起作用，在現(xiàn)場進行了更正，消除了隱患。 信息請登陸:輸配電設備網(wǎng) 5 現(xiàn)場試驗方法的改進 信息來源:如果HPL型斷路器采用目前圖2的防跳接線方式，或者采用圖3接線但沒有中控箱531端子到分控箱531端子間的連線，相當于防跳功能存在缺陷或沒有設置就地防跳功能。但在現(xiàn)場調(diào)試時按現(xiàn)有防跳試驗方法進行試驗是無法發(fā)現(xiàn)該缺陷的，因為現(xiàn)場防跳試驗時，保持合閘把手在合閘位置(或短接其接點)的時間太短，只有合閘命令持續(xù)時間較長且超過彈簧儲能時間(約15s)時，才可能檢測到斷路器的上述異常跳躍現(xiàn)象。 信息來源: 根據(jù)上述情況，我們改進了HPL斷路器防跳回路的現(xiàn)場試

16、驗方法，針對其彈簧未儲能接點會斷開防跳回路正電的情況，要求在斷路器合閘后，保持合閘把手在合閘位置(或短接其接點)的時間必須超過合閘彈簧儲能時間，如斷路器確實沒有合閘，才能確認防跳試驗通過。同時，還要求對其他550kV斷路器進行防跳試驗時，進行同樣的改進。 信息來自:6 結(jié)束語 信息來自:輸配電設備網(wǎng)(1)今年1月對一臺HPL550TB2斷路器檢修中，發(fā)現(xiàn)其B相存在分合閘跳躍異常，故障原因是由于中控箱內(nèi)分合閘操作開關(guān)S1接點粘連引起。 信息來源:(2) 經(jīng)深入研究分析，認為該型斷路器的防跳回路接線方式存在先天不足，當遠方發(fā)出持續(xù)合閘信號時，如有接點粘連的情況，會導致斷路器發(fā)生跳躍現(xiàn)象。 信息來源: (3) 就地和遠方操作應該盡量使用斷路器機構(gòu)箱的防跳回路，不宜使用保護裝置的防跳回路。這樣可解決“由于微機保護裝置退出運行，因無保護造成的一次設備停運及斷路器就地操作無防跳回路”的現(xiàn)象，可靠性比較高。 信息來源:(4) 對采用圖2防跳接線方式的550kV HPL斷路器，應盡快更改為圖3接線方式，同時應對照設計圖紙進行認真核對，消除可能的事故隱患。 信息來源:(4)原有HPL斷路器防跳