高壓斷路器防跳回路分析

高壓斷路器防跳回路分析

【Summary】防跳回路是高壓斷路器合閘回路中最重要的組成部分之一，用以防止高壓斷路器出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。高壓斷路器跳躍是指當合閘回路出現(xiàn)故障，在高壓斷路器分合有預伏短路故障電路時，多次分合高壓斷路器的現(xiàn)象；或是當高壓斷路器機構出現(xiàn)故障，不能使高壓斷路器正常合閘，而高壓斷路器合閘脈沖仍未解除時，高壓斷路器反復合閘、分閘的現(xiàn)象。由于組成路線不同，本文就操作箱內防跳回路及斷路器就地操作機構防跳兩種防跳回路進行分析?！綤eys】高壓斷路器合閘回路防跳一、防跳功能的實現(xiàn)1.1、操作箱防跳1.1.1、回路(以南瑞繼保CZX-22R2防跳回路原理為例)1.1.2、回路原理1）開關初始狀態(tài)為合位，當保護動作或手跳操作時防跳繼電器動作，類似的如果第二組跳閘回路動作則啟動第二組防跳繼電器；2）防跳繼電器啟動；3）此時，出現(xiàn)以下3種情況時將啟動防跳繼電器并自保持：①保護重合閘脈沖過長，覆蓋保護跳閘出口脈沖時間，或者操作箱出口繼電器接點粘連；②開關機構輔助接點故障，開關分閘是合閘回路上的常開輔助接點，此時該接點不能及時斷開，造成手合自保持繼電器一直處于動作狀態(tài)；③操作把手接點粘連造成1SHJ接點長期閉合；4）防跳繼電器動作后，其位于合閘回路的常閉接點保持斷開狀態(tài)，使開關合閘回路不能導通，達到防跳目的。1.1.3、操作箱防跳回路的優(yōu)缺點操作箱防跳優(yōu)點為：防跳回路在保護操作箱內，運行環(huán)境好，不易出現(xiàn)故障。缺點主要包括：1、保護范圍受限，僅能防止合閘命令接點誤導通造成的斷路器跳躍問題，無法避免因操作箱以外的寄生回路或二次回路接地引起的斷路器跳躍。例如，當斷路器本體三相不一致繼電器動作啟動跳閘時，操作箱防跳回路無法啟動；2、防跳繼電器串接在跳閘回路中，需要將該繼電器的動作電流與開關的跳閘電流箱配合。1.2、機構防跳1.2.1、回路(以西門子3AP/3-F1斷路器機構防跳回路原理為例)1.2.2、原理1）當開關合閘至合位后，斷路器常開輔助接點閉合。2）若就地合閘接點粘連或保護合閘脈沖持續(xù)保持，則防跳繼電器啟動并自保持；3）合閘回路中的防跳繼電器常閉接點斷開，防跳功能實現(xiàn)。1.2.3、優(yōu)缺點機構防跳優(yōu)點為：斷路器機構防跳回路僅并聯(lián)在合閘回路中，對分閘回路沒有影響，回路相對比較簡單，可以實現(xiàn)就地保護，有效地消除了從保護裝置到斷路器機構箱間的保護死區(qū)現(xiàn)象；缺點為：機構防跳繼電器安裝在斷路器機構箱或匯控柜中，運行環(huán)境比較惡劣，存在受斷路器振動影響等隱患，隨著年限增長，運行狀況逐漸變壞。更值得注意的是，機構防跳回路與操作箱跳位監(jiān)視回路和合閘保持回路存在配合問題。二、兩個實現(xiàn)方法的比較2.1、只使用操作箱防跳可能存在的問題單獨使用操作箱防跳時，操作箱到斷路器機構存在保護死區(qū)。當斷路器機構內部回路故障或操作箱、機構之間有正電故障時，防跳功能不能被啟動，可能造成斷路器反復分合的情況。如上文提到的，開關機構三相不一致誤動無法啟動操作箱防跳。2.2、只使用機構防跳可能存在的問題2.2.1、與操作箱合閘監(jiān)視回路配合問題采用機構箱防跳時，如果操作箱TWJ繼電器及其電阻與機構箱防跳繼電器及其電阻的參數(shù)配合不當，可能導致TWJ繼電器與機構箱防跳繼電器形成自保持回路，并造成以下兩種后果：①操作箱跳位燈和合位燈同時點亮。當斷路器在合位時，因為合閘監(jiān)視回路TWJ與防跳繼電器通過寄生回路導通，TWJ勵磁動作跳位燈亮。而此時斷路器合位HWJ也處于勵磁動作狀態(tài)，出現(xiàn)跳位燈、合位燈點亮的情況。②斷路器僅能合、分操作1次。當斷路器合閘后，即使回路上不存在粘連的接點，防跳繼電器也可以通過自保持回路與TWJ前端的正電導通，使防跳繼電器一直處于勵磁狀態(tài)。此時，斷路器分閘后機構防跳回路仍然在起作用，合閘回路被斷開，不能再次合上開關。2.2.2、與操作箱合閘保持回路的配合問題由于分合閘回路中的分合閘線圈為感性負載，回路斷開時，將承受線圈產生的反向浪涌電壓，往往會出現(xiàn)接點拉弧，因此，切斷跳合閘線圈回路應由具有一定滅弧能力的斷路器輔助觸點在開關主觸頭動作后完成；同時，由于保護接點應瞬時返回，為避免保護接點返回時斷開跳合閘回路，保護出口接點導通跳合閘回路的同時應啟動保持回路，由保持回路來保證即使保護接點斷開后跳合閘回路仍舊導通。斷路器合閘后，斷路器位置常閉接點斷開合閘回路，位置常開接點閉合。正電源經合閘保持接點、合閘保持繼電器、機構防跳繼電器自保持接點、機構箱防跳繼電器到負電源形成通路。正常情況下，需要該回路電流小于合閘保持繼電器的自保持電流，通過合閘保持繼電器的復歸，斷開該回路。如果操作箱合閘保持回路與機構箱防跳回路的參數(shù)配合不當，可能導致在開關合閘后，操作箱合閘保持繼電器無法返回，造成機構箱防跳回路始終處于勵磁狀態(tài)，合閘回路一直被斷開。這種情況下，斷路器只能被合、分一次。2.2.3、兩個防跳功能同時使用可能存在的問題通過以上的分析可知，操作箱防跳和斷路器機構防跳都能獨立實現(xiàn)斷路器的防跳功能。如果兩種防跳回路同時使用會出現(xiàn)以下三種情況：1）當操作箱防跳繼電器先動作，切斷斷路器的合閘回路，合閘正電不會導至機構防跳繼電器觸發(fā)，則斷路器機構防跳不會動作。由操作箱防跳繼電器實現(xiàn)防跳功能，防跳功能正常。2）當機構防跳繼電器先動作，切斷斷路器的合閘回路，但合閘正電會導至操作箱防跳繼電器處；當跳閘保持繼電器動作，操作箱防跳繼電器仍然會動作，切斷合閘回路，合閘正電不會導至斷路器機構防跳繼電器處，則防跳繼電器返回；由操作箱防跳繼電器TBJV實現(xiàn)防跳功能，防跳功能正常。3）極端情況下，操作箱防跳繼電器和機構防跳繼電器同時動作。三、規(guī)范方案3.1、規(guī)范目標按照設計規(guī)范以及考慮到排除死區(qū)的問題，現(xiàn)場宜采用斷路器機構防跳的方式。同時應從設計上解決斷路器機構防跳和其他回路的配合問題。在操作箱內將TWJ回路通過105單獨接至斷路器機構箱并串接斷路器位置常閉輔助接點后，再和合閘回路并聯(lián)接入機構的合閘回路。通過這一改進，TWJ仍能監(jiān)視機構箱內合閘回路是否完整，同時，斷路器合閘到位后，可通過輔助接點斷開TWJ與機構箱防跳繼電器形成的回路，解決二者的配合問題。3.2、操作箱合閘自保持回路與機構防跳繼電器配合問題解決斷路器跳（合）閘線圈的出口觸點控制回路，必須設有串聯(lián)自保持的繼電器回路，并保證：1、跳（合）閘出口繼電器的觸點不斷?。?、斷路器可靠跳、合閘。3.3、對于單出口繼電器，可以在出口繼電器跳（合）閘觸點回路中串入電流自保持線圈，并滿足如下條件：1、自保護電流不應大于額定跳（合）閘電流的50%左右，線圈壓降小于額定值的5%；2、出口繼電器的電壓起動線圈與電流自保持線圈的相互極性關系正確；3、電流與電壓線圈間的耐壓水平不低于交流1000V、1min的試驗標準；4、電流自保持線圈接在出口觸點與斷路器控制回路之間。3.4、有多個出口繼電器可能同時跳閘時，宜由防止跳躍繼電器實現(xiàn)上述任務，防跳繼電器應為快速動作的繼電器，其動作電流小于跳閘電流的50%，線圈壓降小于額定值的10%。3.5、從源頭解決操作箱合閘保持回路與機構箱防跳回路的配合問題，應明確：操作箱合閘自保持回路串接機構箱防跳回路實現(xiàn)防跳自保持時，回路電流應保證合閘自保持回路可靠返回。四、結論斷路器防跳回路應采用機構箱防跳回路，而針對采用機構箱防跳回路時存在的配合問題，應分別采取“在合閘監(jiān)視回路(TWJ