談微機(jī)保護(hù)裝置防跳和斷路器機(jī)構(gòu)防跳的配合及探討

PAGEPAGE1談微機(jī)保護(hù)裝置防跳和斷路器機(jī)構(gòu)防跳的配合及探討內(nèi)容摘要：本文首先介紹了微機(jī)保衛(wèi)裝配和斷路器機(jī)構(gòu)常用的防跳回路的幾種接線，并就各種接線的原理、其特點(diǎn)和問(wèn)題作了逐一的分析，最后結(jié)合供電局110kV斷路器更換設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)斷路器操作回路的分析，討論了怎樣將保衛(wèi)裝配防跳回路和斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路更好的結(jié)合起來(lái)，使控制回路安全可靠的工作，并提出了幾點(diǎn)建議。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：防跳回路；斷路器；微機(jī)保衛(wèi)裝配1概述在變電站的運(yùn)行中，往往會(huì)存在斷路器的屢次跳躍現(xiàn)象，即在斷路器手動(dòng)或自動(dòng)重合閘時(shí)控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、自動(dòng)裝配觸點(diǎn)卡住，此時(shí)假如恰巧繼電保衛(wèi)動(dòng)作使斷路器跳閘，跳閘后由于上述原因再次合閘，而故障又是永久性故障，會(huì)再次跳閘，然后再次合閘再次跳閘。這樣發(fā)生的屢次跳一合現(xiàn)象稱之為跳躍。發(fā)生跳躍現(xiàn)象時(shí)，電力系統(tǒng)屢次遭到短路電流的沖擊，很可能引起電力系統(tǒng)震動(dòng)，而且斷路器在短時(shí)間內(nèi)屢次連續(xù)斷開(kāi)短路電流，工作條件非常惡劣，對(duì)其損壞很大。所謂防跳，就是利用操作機(jī)構(gòu)自己的機(jī)械閉鎖或在操作接線上采用辦法以防止這種跳躍的發(fā)生，即需要在斷路器上加裝機(jī)械或電氣防跳回路。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，應(yīng)用的防跳回路有2種，一種是微機(jī)保衛(wèi)防跳回路，還有一種是用斷路器機(jī)構(gòu)箱自己的防跳回路。2微機(jī)保衛(wèi)防跳回路和斷路器機(jī)構(gòu)箱自己的防跳回路原理討論2.1微機(jī)保衛(wèi)防跳回路微機(jī)保衛(wèi)防跳回路是利用跳閘電流啟動(dòng)，合閘電壓堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)防跳，即防跳功能是通過(guò)TBJ跳閘來(lái)啟動(dòng)，TBJV一旦啟動(dòng)，即通過(guò)本身的堅(jiān)持回路自堅(jiān)持。這樣固然開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后TBJ會(huì)返回，但防跳回路仍然會(huì)起作用，直到合閘接點(diǎn)分開(kāi)，TBJV才會(huì)返回。圖1南瑞繼保RCS943系列保衛(wèi)控制原理圖以上圖1為例，保衛(wèi)裝配操作箱的防跳功能是通過(guò)跳閘堅(jiān)持繼電器TBJ和防跳繼電器TBJV實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)保衛(wèi)跳或手跳時(shí)，啟動(dòng)TBJ線圈，跳閘回路的TBJ接點(diǎn)閉合，啟動(dòng)跳閘堅(jiān)持回路。同時(shí)，接于TBJV線圈回路的TBJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合，假如此時(shí)手合回路接通，則TBJV線圈帶電，串接于防跳回路的TBJV常開(kāi)接點(diǎn)合上，合閘回路的TBJV常閉接點(diǎn)翻開(kāi)，切斷合閘回路，無(wú)法合上。如此實(shí)現(xiàn)防跳功能。2.2斷路器機(jī)構(gòu)箱自己的防跳回路斷路器機(jī)構(gòu)箱自己的防跳回路是利用合閘脈沖〔電壓〕起動(dòng)，合閘回路實(shí)現(xiàn)防跳自堅(jiān)持。在這一經(jīng)過(guò)中，即便斷路器因故障跳閘而產(chǎn)生合閘正電，也不可能發(fā)生再次合閘。其防跳回路的作用重要有下面兩點(diǎn)：a〕防止因手動(dòng)或自動(dòng)裝配的合閘接點(diǎn)沒(méi)有能及時(shí)返回(例如控制開(kāi)關(guān)未復(fù)歸、自動(dòng)裝配的合閘接點(diǎn)粘連)而正好發(fā)生跳閘(重要指因故障跳閘或因機(jī)械原因使斷路器無(wú)法合上)，造成斷路器連續(xù)合分現(xiàn)象；b〕對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓堅(jiān)持式的串聯(lián)式防跳回路還有一項(xiàng)主要功能，就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整欠妥(變位過(guò)慢)，造成保衛(wèi)裝配出口接點(diǎn)斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)于微機(jī)保衛(wèi)裝配來(lái)說(shuō)是不可容忍的，而這一點(diǎn)卻常被人們忽視。斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳回路的典型接線常用的防跳回路重要有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、彈簧儲(chǔ)能式防跳回路等。下面簡(jiǎn)單介紹一下各種防跳回路的接線和工作原理。2.2.1串聯(lián)式防跳回路所謂串聯(lián)式防跳，即防跳繼電器采取電流啟動(dòng)電壓堅(jiān)持的防跳回路。圖2為串聯(lián)防跳回路的接線。其中，TBJ為防跳繼電器，KK為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，DL為斷路器輔助接點(diǎn)，HC為合閘接觸器，TQ為跳閘線圈，LD為綠燈，lid為紅燈，自動(dòng)裝配合閘包含重合閘、備自投合閘等，自動(dòng)裝配跳閘包含保衛(wèi)跳閘、備自投跳閘等。圖2串聯(lián)式防跳回路防跳繼電器TBJ由電流啟動(dòng)，該線圈串聯(lián)在斷路器的跳閘回路中，電壓堅(jiān)持線圈與斷路器的合閘線圈并聯(lián)。當(dāng)控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)KK5-8接通或自動(dòng)裝配動(dòng)作合閘，使斷路器合閘后，假如保衛(wèi)動(dòng)作使斷路器跳閘，此時(shí)防跳繼電器TBJ的電流線圈帶電，其接點(diǎn)TBJ1閉合。假如合閘脈沖未解除，例如控制開(kāi)關(guān)未復(fù)歸，其接點(diǎn)KK5-8仍接通，或者自動(dòng)裝配接點(diǎn)、KK5-8接點(diǎn)卡住等情況下，防跳繼電器TBJ的電壓線圈自堅(jiān)持，其接點(diǎn)TBJ2斷開(kāi)合閘線圈回路，使斷路器不致再次合閘。只要當(dāng)合閘脈沖解除后，防跳繼電器TBJ的電壓線圈斷電后，接線才恢復(fù)原來(lái)狀況，進(jìn)而到達(dá)防跳的目的。另外，當(dāng)防跳繼電器TBJ啟動(dòng)后，其并聯(lián)于自動(dòng)裝配跳閘的常開(kāi)接點(diǎn)TBJ3閉合，到達(dá)防跳繼電器TBJ的自保作用，直到斷路器常開(kāi)輔助接點(diǎn)變位為止，有效地防止了自動(dòng)裝配跳閘出口接點(diǎn)斷弧。串聯(lián)式防跳回路應(yīng)用最廣泛，它除具有防跳功能外，還具有防止保衛(wèi)出口接點(diǎn)斷弧而燒毀的優(yōu)點(diǎn)，這也是應(yīng)用微機(jī)保衛(wèi)裝配不可缺少的技術(shù)條件。2.2.2并聯(lián)式防跳回路所謂并聯(lián)式防跳，即防跳繼電器采取電壓?jiǎn)?dòng)并自堅(jiān)持的防跳回路。圖3為并聯(lián)式防跳回路的接線，其中KO為防跳繼電器，KK為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，Y3為合閘脫扣器，Y2為跳閘脫扣器，Y1為合閘閉鎖電磁鐵，WK為彈簧儲(chǔ)能限位開(kāi)關(guān)，S1為合閘閉鎖電磁鐵的輔助接點(diǎn)，DL、KK和自動(dòng)裝配的含義同串聯(lián)式防跳回路。圖3并聯(lián)式防跳回路防跳繼電器KO由電壓?jiǎn)?dòng)并自堅(jiān)持，該線圈經(jīng)斷路器常開(kāi)輔助接點(diǎn)DL并聯(lián)在斷路器的合閘回路上。若有一個(gè)持久的合閘命令存在時(shí)，合閘整流橋輸出經(jīng)Y3、S1、DL(常閉)、WK、K0(1-2)接通。斷路器合閘后，若合閘命令仍然存在則啟動(dòng)防跳繼電器KO，KO接點(diǎn)即由2-1位置切換至4-1位置，斷開(kāi)合閘回路并自堅(jiān)持。此時(shí)不管任何原因斷路器跳閘，但由于合閘回路已可靠斷開(kāi)，斷路器也不會(huì)從新合閘，進(jìn)而防止了斷路器跳躍現(xiàn)象。并聯(lián)防跳固然不能在完成防跳功能的同時(shí)防止保衛(wèi)出口接點(diǎn)斷弧燒毀，但是能夠防止因斷路器本身原因發(fā)生斷路器偷跳造成的跳躍。國(guó)外進(jìn)口的開(kāi)關(guān)多使用并聯(lián)式防跳回路。2.2.3彈簧儲(chǔ)能式防跳回路彈簧儲(chǔ)能式防跳回路，即便用彈簧儲(chǔ)能限位開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)防跳繼電器。圖4為彈簧儲(chǔ)能式防跳回路的接線。其中，KO為防跳繼電器，S2為手車限位開(kāi)關(guān)。圖3中設(shè)備含義同并聯(lián)式防跳回路。圖4彈簧儲(chǔ)能式防跳回路防跳繼電器KO由電壓?jiǎn)?dòng)并自堅(jiān)持，該線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上。若有一個(gè)持久的合閘命令存在時(shí)，合閘電流經(jīng)WK(常開(kāi))、KO、KO、S2、DL(常閉)、HQ接通斷路器合閘。斷路器合閘后，彈簧機(jī)構(gòu)開(kāi)始儲(chǔ)能，并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲(chǔ)能常閉接點(diǎn)WK閉合，啟動(dòng)防跳繼電器K0，KO的常開(kāi)接點(diǎn)閉合自保，KO的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)合閘回路。若此時(shí)合閘命令沒(méi)有解除或者發(fā)生故障導(dǎo)致繼電保衛(wèi)動(dòng)作跳閘，但由于合閘回路已可靠斷開(kāi)，進(jìn)而防止了開(kāi)關(guān)跳躍。3微機(jī)保衛(wèi)與斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路選擇分析3.1選擇使用微機(jī)保衛(wèi)防跳微機(jī)保衛(wèi)裝配一般都考慮了防跳功能，選擇試用微機(jī)保衛(wèi)防跳功能時(shí)，要求去掉斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路。使用微機(jī)保衛(wèi)防跳的缺點(diǎn)是當(dāng)斷路器機(jī)構(gòu)箱至保衛(wèi)裝配之間的合閘回路出線帶正電故障時(shí)，假如系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么微機(jī)保衛(wèi)防跳就無(wú)能為力了。當(dāng)然出現(xiàn)這種情況的幾率比較小。3.2選擇使用斷路器機(jī)構(gòu)防跳假如選擇使用斷路器機(jī)構(gòu)防跳功能，就要取消微機(jī)保衛(wèi)防跳功能。取消微機(jī)保衛(wèi)防跳功能最好辦法是把防跳繼電器TBJV直接短接掉，不外這樣做太麻煩；簡(jiǎn)單的做法是：把防跳繼電器TBJV的常閉接點(diǎn)〔圖1中的S2處〕用連線短接即可，這樣即便防跳繼電器起動(dòng)，其常閉接點(diǎn)翻開(kāi)后也不會(huì)切斷合閘回路。3.3微機(jī)保衛(wèi)防跳與斷路器機(jī)構(gòu)防跳同時(shí)保留根據(jù)反措規(guī)定，防跳回路只應(yīng)投用一套，對(duì)于同時(shí)裝設(shè)了微機(jī)保衛(wèi)防跳與斷路器機(jī)構(gòu)防跳的系統(tǒng)，能夠采用這種做法：斷路器就地操作采取斷路器機(jī)構(gòu)防跳，遠(yuǎn)方操作使用微機(jī)保衛(wèi)防跳。4應(yīng)用實(shí)例綜上所述，當(dāng)前使用最廣泛、效果最好的防跳回路是串聯(lián)式和并聯(lián)式防跳回路。保衛(wèi)回路(包含電磁型保衛(wèi)和大多數(shù)微機(jī)保衛(wèi))大都帶有串聯(lián)式防跳回路，國(guó)外進(jìn)口的斷路器大多帶有并聯(lián)式防跳回路。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，對(duì)于沒(méi)有防跳回路的斷路器應(yīng)加裝電氣防跳回路，一般首選保衛(wèi)回路中的串聯(lián)式防跳回路，而將斷路器操作回路中的防跳回路甩掉。但是假如將保衛(wèi)回路的串聯(lián)式防跳回路和斷路器自帶的并聯(lián)式防跳回路較好的結(jié)合起來(lái)，能夠起到更好的效果。下面結(jié)合供電局一個(gè)110kV變電站的110kV斷路器〔西門(mén)子公司的3AP1-FGSF6斷路器〕更換設(shè)計(jì)，扼要說(shuō)明只要采用恰當(dāng)?shù)慕泳€方式，能夠?qū)⒈Ｐl(wèi)回路中的串聯(lián)式防跳回路和斷路器自帶的并聯(lián)式防跳回路很好的結(jié)合起來(lái)，到達(dá)更好的效果。圖6為110kV斷路器的控制回路圖。其中，-S8、-S3為斷路器就地控制開(kāi)關(guān)，-S8為斷路器遠(yuǎn)方／就地切換開(kāi)關(guān)，-Y1為合閘線圈，-Y3為跳閘線圈，-K75為防跳繼電器，-S1為斷路器輔助觸點(diǎn)，-S16為彈簧儲(chǔ)能接點(diǎn)，-K10為SF6壓力低閉鎖接點(diǎn)，以上設(shè)備安裝在S1-145F1／3131SF6斷路器操作機(jī)構(gòu)內(nèi)；TBJ為操作回路中的防跳繼電器，SWJ為雙位置繼電器，XK為遠(yuǎn)方僦地切換開(kāi)關(guān)，KK為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，LD、HI3為紅綠指導(dǎo)燈，HWJ為合位繼電器。斷路器在分閘狀況時(shí)，綠燈回路經(jīng)LD、-X1694、-K75(常閉)、-S1(常閉)、-S8、-S1(常閉)、-Y1、-S16、-K75(常閉)、-K10接通，綠燈LD亮，指導(dǎo)斷路器為分閘位置并指導(dǎo)合閘回路完好。在斷路器合閘經(jīng)過(guò)中，合閘脈沖經(jīng)XK12、KK5-8、TBJ(常閉)、端子-X1611、-S8、-S1(常閉)、-Y1、-S16、-K75(常閉)、-K10接通，合閘線圈-Y1通電動(dòng)作，斷路器合閘，斷路器輔助觸點(diǎn)-S1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)、常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，合閘脈沖消失，斷路器狀況變?yōu)楹祥l狀況，紅燈HD亮，綠燈LD滅。此時(shí)綠燈回路(合閘監(jiān)視回路)必需經(jīng)過(guò)端子-Xl611與-X1694之間的-S1(常閉)才能夠與斷路器防跳回路接通，故而綠燈回路同時(shí)被切斷，使得綠燈既不會(huì)亮、防跳繼電器-K75也不會(huì)誤動(dòng)作，該斷路器改造工程中，西門(mén)子公司的3AP1-FGSF6斷路器合閘回路在并聯(lián)防跳回路和合閘監(jiān)視回路之間增長(zhǎng)了斷路器的常閉輔助觸點(diǎn)，即可同時(shí)使用斷路器自帶的防跳回路，而不會(huì)產(chǎn)生在合閘狀況時(shí)紅綠燈同時(shí)亮的不正常情況，并聯(lián)防跳繼電器-K75也不會(huì)有誤動(dòng)作的危險(xiǎn)，即不需要考慮電阻值配合的問(wèn)題。而且在斷路器現(xiàn)場(chǎng)就地操作回路中也帶有防跳功能，也同時(shí)防止了斷路器由于本身原因發(fā)生斷路器偷跳造成的跳躍。其假如和南瑞繼保RCS943保衛(wèi)裝配配合時(shí)，只需根據(jù)其圖紙拆除端子排X1的902與903的短接片，即可實(shí)現(xiàn)：斷路器就地操作采取斷路器機(jī)構(gòu)防跳，遠(yuǎn)方操作使用微機(jī)保衛(wèi)防跳，即兩套防跳都保留，且能夠確保其中一套投用時(shí)，另一套退出運(yùn)行，得到很好的效果。5結(jié)論防跳回