斷路器本體防跳與微機(jī)保護(hù)裝置中防跳回路關(guān)系的分析

1、斷路器本體防跳與微機(jī)保護(hù)裝置中防跳回路關(guān)系的分析引言目前，企業(yè)的供電及電氣設(shè)備多采用微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行斷路器的分/合閘控制。微機(jī)保護(hù)裝置的防跳設(shè)置與斷路器本體的防跳設(shè)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(fù)合閘于故障線路、設(shè)備，是電氣系統(tǒng)運行及設(shè)備安全的重要保障。1、防跳工作原理1.1 微機(jī)保護(hù)裝置的防跳工作原理在我集團(tuán)公司供水?dāng)U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(dá)電氣有限公司的多種微機(jī)保護(hù)裝置，其控制、防跳回路的設(shè)置基本相通。原理圖如圖1。當(dāng)有一個持續(xù)的合閘信號時，此時分?jǐn)嗦菲?，TBJ電流線圈動作，TBJ-1打開，切斷合閘回路，TB

2、J-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?jǐn)嚅_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(fù)。-km+km控制母線TWJVR1跳位監(jiān)視HQQFTBJ-1HT合閘85防跳閉鎖VTBJTBJ-2QTTQTBJ跳閘QFI76合位監(jiān)視HWJ圖1 微機(jī)保護(hù)裝置防跳原理1.2 斷路器本體防跳工作原理開關(guān)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(shè)置基本一致，原理圖如圖2。斷路器合閘的同時，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

3、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?jǐn)嚅_狀態(tài)，直到持續(xù)合閘信號消失，KO失壓恢復(fù)。+km控制母線QFHQKO-kmHQ合閘防跳閉鎖QFR2KO圖2 斷路器防跳原理1.3 兩種防跳原理的區(qū)別保護(hù)裝置的防跳是通過跳閘信號分?jǐn)鄶嗦菲鞯耐瑫r，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(guān)。2 微機(jī)保護(hù)裝置和斷路器本體防跳共存時與控制回路關(guān)系由于微

4、機(jī)保護(hù)裝置控制與斷路器的分/合閘密不可分，同時微機(jī)保護(hù)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(jìn)行監(jiān)視。防跳環(huán)節(jié)與控制回路存在著不同的關(guān)系，如圖3。TWJR1控制母線-km+km跳位監(jiān)視HQ85QFKOTBJ-1合閘KOR2QF防跳閉鎖VTBJTBJ-2防跳閉鎖TQTBJ76QFI跳閘HWJ合位監(jiān)視圖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(shè)備不同，R1、R2分壓電阻的設(shè)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(jī)保護(hù)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

5、下幾種不正常的狀況：（1）斷路器正常合閘時，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)出控制回路斷線信號。2.2 微機(jī)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

6、跳環(huán)節(jié)的存在，信號反應(yīng)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(jī)保護(hù)裝置的防跳環(huán)節(jié)起作用，此時信號反應(yīng)與斷路器的分析狀況相同。3 應(yīng)用中的問題及其防跳環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點兩種防跳設(shè)置雖然都完成了防跳功能，但由于微機(jī)保護(hù)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，以及兩者間不同的防跳原理及與控制間的關(guān)系造成控制和信號回路反映不能對應(yīng)，給故障分析及處理帶來很大麻煩。3.1 應(yīng)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)

7、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(fù)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(fù)歸；或者是持續(xù)的合閘信號存在（微機(jī)防跳已起作用），此時應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)配置，且多采用微機(jī)保護(hù)裝置的防跳。采用微機(jī)保護(hù)裝置防跳時，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(jī)保護(hù)裝置防跳，防跳保護(hù)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(jī)保護(hù)裝置防跳環(huán)節(jié)集成在其內(nèi)部，必須注

8、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?jǐn)嗦菲鲿r，TBJ-1打開，KO失電恢復(fù)，破壞了斷路器防跳閉鎖環(huán)節(jié)，跳閘后，TBJ沒有自保持，TBJ-1節(jié)點復(fù)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(hù)的二次線路范圍大，保護(hù)可靠，但由于TWJ與KO繼電器的動作關(guān)系及返回系數(shù)不同而造成的合閘回路信號反映不同，保護(hù)裝置內(nèi)部需要改動。4 結(jié)束語綜上所述，在設(shè)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(yīng)合理的設(shè)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

9、器能夠可靠復(fù)歸，不致影響信號的正常反映。這是選擇斷路器防跳的關(guān)鍵，同時還應(yīng)考慮是否將KO繼電器的節(jié)點引入微機(jī)保護(hù)裝置，用于區(qū)分?jǐn)嗑€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(hù)范圍的最大，又不影響各廠家的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)使用，使應(yīng)用得以完善。斷路器防跳回路接線原理及其應(yīng)用斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備。目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多, 其滅弧原理、操作機(jī)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(shè)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(yīng)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(yīng)用中出現(xiàn)的問題

10、進(jìn)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, 自動裝置的合閘接點粘連) 而正好合閘在故障線路和設(shè)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(dāng)(變位過慢) , 造成保護(hù)出口接點先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對于微機(jī)保護(hù)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

11、。其中串聯(lián)式防跳回路最合理, 應(yīng)用也最廣泛, 它除具有防跳功能外, 還具有防止保護(hù)出口接點斷弧而燒毀的優(yōu)點, 這也是應(yīng)用微機(jī)保護(hù)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(dāng)合閘到故障線路或設(shè)備上, 則繼電保護(hù)動作, 保護(hù)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

12、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(dá)到防跳目的。另外,當(dāng)TBJ 啟動后, 其并聯(lián)于保護(hù)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(hù)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2

13、1 位置切換到41 位置, 斷開合閘回路并保持。若此時線路或設(shè)備故障, 繼電保護(hù)動作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開, 從而防止了開關(guān)跳躍。 2.3彈簧儲能式防跳回路 如圖3, 當(dāng)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(jī)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(shè)備故障, 繼電保護(hù)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(hù)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(fù)原來狀態(tài)。 3應(yīng)用過程中需注意的問題 a1 對于沒有防跳裝置的斷路器應(yīng)加裝電氣防跳回路, 串聯(lián)式防跳回路性能最優(yōu), 應(yīng)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(yīng)按靈敏度不