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(dāng)合閘回路出現(xiàn)故障，在高壓斷路器分合有預(yù)伏短路故障電路時(shí)，多次分合高壓斷路器的現(xiàn)象；或是當(dāng)高壓斷路器機(jī)構(gòu)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(shí)，高壓斷路器反復(fù)合閘、分閘的現(xiàn)象。由于組成路線不同，本文就操作箱內(nèi)防跳回路及斷路器就地操作機(jī)構(gòu)防跳兩種防跳回路進(jìn)行分析?！綤eys】高壓斷路器合閘回路防跳一、防跳功能的實(shí)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(guān)初始狀態(tài)為合位，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作或手跳操作時(shí)防跳繼電器動(dòng)作，類似的如果第二組跳閘回路動(dòng)作則啟動(dòng)第二組防跳繼電器；2）防跳繼電器啟動(dòng)；3）此時(shí)，出現(xiàn)以下3種情況時(shí)將啟動(dòng)防跳繼電器并自保持：①保護(hù)重合閘脈沖過長(zhǎng)，覆蓋保護(hù)跳閘出口脈沖時(shí)間，或者操作箱出口繼電器接點(diǎn)粘連；②開關(guān)機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)故障，開關(guān)分閘是合閘回路上的常開輔助接點(diǎn)，此時(shí)該接點(diǎn)不能及時(shí)斷開，造成手合自保持繼電器一直處于動(dòng)作狀態(tài)；③操作把手接點(diǎn)粘連造成1SHJ接點(diǎn)長(zhǎng)期閉合；4）防跳繼電器動(dòng)作后，其位于合閘回路的常閉接點(diǎn)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，使開關(guān)合閘回路不能導(dǎo)通，達(dá)到防跳目的。1.1.3、操作箱防跳回路的優(yōu)缺點(diǎn)操作箱防跳優(yōu)點(diǎn)為：防跳回路在保護(hù)操作箱內(nèi)，運(yùn)行環(huán)境好，不易出現(xiàn)故障。缺點(diǎn)主要包括：1、保護(hù)范圍受限，僅能防止合閘命令接點(diǎn)誤導(dǎo)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(dāng)斷路器本體三相不一致繼電器動(dòng)作啟動(dòng)跳閘時(shí)，操作箱防跳回路無法啟動(dòng)；2、防跳繼電器串接在跳閘回路中，需要將該繼電器的動(dòng)作電流與開關(guān)的跳閘電流箱配合。1.2、機(jī)構(gòu)防跳1.2.1、回路(以西門子3AP/3-F1斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路原理為例)1.2.2、原理1）當(dāng)開關(guān)合閘至合位后，斷路器常開輔助接點(diǎn)閉合。2）若就地合閘接點(diǎn)粘連或保護(hù)合閘脈沖持續(xù)保持，則防跳繼電器啟動(dòng)并自保持；3）合閘回路中的防跳繼電器常閉接點(diǎn)斷開，防跳功能實(shí)現(xiàn)。1.2.3、優(yōu)缺點(diǎn)機(jī)構(gòu)防跳優(yōu)點(diǎn)為：斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路僅并聯(lián)在合閘回路中，對(duì)分閘回路沒有影響，回路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)，有效地消除了從保護(hù)裝置到斷路器機(jī)構(gòu)箱間的保護(hù)死區(qū)現(xiàn)象；缺點(diǎn)為：機(jī)構(gòu)防跳繼電器安裝在斷路器機(jī)構(gòu)箱或匯控柜中，運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，存在受斷路器振動(dòng)影響等隱患，隨著年限增長(zhǎng)，運(yùn)行狀況逐漸變壞。更值得注意的是，機(jī)構(gòu)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(gè)實(shí)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(dú)使用操作箱防跳時(shí)，操作箱到斷路器機(jī)構(gòu)存在保護(hù)死區(qū)。當(dāng)斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)部回路故障或操作箱、機(jī)構(gòu)之間有正電故障時(shí)，防跳功能不能被啟動(dòng)，可能造成斷路器反復(fù)分合的情況。如上文提到的，開關(guān)機(jī)構(gòu)三相不一致誤動(dòng)無法啟動(dòng)操作箱防跳。2.2、只使用機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)箱防跳時(shí)，如果操作箱TWJ繼電器及其電阻與機(jī)構(gòu)箱防跳繼電器及其電阻的參數(shù)配合不當(dāng)，可能導(dǎo)致TWJ繼電器與機(jī)構(gòu)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(shí)點(diǎn)亮。當(dāng)斷路器在合位時(shí)，因?yàn)楹祥l監(jiān)視回路TWJ與防跳繼電器通過寄生回路導(dǎo)通，TWJ勵(lì)磁動(dòng)作跳位燈亮。而此時(shí)斷路器合位HWJ也處于勵(lì)磁動(dòng)作狀態(tài)，出現(xiàn)跳位燈、合位燈點(diǎn)亮的情況。②斷路器僅能合、分操作1次。當(dāng)斷路器合閘后，即使回路上不存在粘連的接點(diǎn)，防跳繼電器也可以通過自保持回路與TWJ前端的正電導(dǎo)通，使防跳繼電器一直處于勵(lì)磁狀態(tài)。此時(shí)，斷路器分閘后機(jī)構(gòu)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(guān)。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(fù)載，回路斷開時(shí)，將承受線圈產(chǎn)生的反向浪涌電壓，往往會(huì)出現(xiàn)接點(diǎn)拉弧，因此，切斷跳合閘線圈回路應(yīng)由具有一定滅弧能力的斷路器輔助觸點(diǎn)在開關(guān)主觸頭動(dòng)作后完成；同時(shí)，由于保護(hù)接點(diǎn)應(yīng)瞬時(shí)返回，為避免保護(hù)接點(diǎn)返回時(shí)斷開跳合閘回路，保護(hù)出口接點(diǎn)導(dǎo)通跳合閘回路的同時(shí)應(yīng)啟動(dòng)保持回路，由保持回路來保證即使保護(hù)接點(diǎn)斷開后跳合閘回路仍舊導(dǎo)通。斷路器合閘后，斷路器位置常閉接點(diǎn)斷開合閘回路，位置常開接點(diǎn)閉合。正電源經(jīng)合閘保持接點(diǎn)、合閘保持繼電器、機(jī)構(gòu)防跳繼電器自保持接點(diǎn)、機(jī)構(gòu)箱防跳繼電器到負(fù)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(fù)歸，斷開該回路。如果操作箱合閘保持回路與機(jī)構(gòu)箱防跳回路的參數(shù)配合不當(dāng)，可能導(dǎo)致在開關(guān)合閘后，操作箱合閘保持繼電器無法返回，造成機(jī)構(gòu)箱防跳回路始終處于勵(lì)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(gè)防跳功能同時(shí)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(jī)構(gòu)防跳都能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)斷路器的防跳功能。如果兩種防跳回路同時(shí)使用會(huì)出現(xiàn)以下三種情況：1）當(dāng)操作箱防跳繼電器先動(dòng)作，切斷斷路器的合閘回路，合閘正電不會(huì)導(dǎo)至機(jī)構(gòu)防跳繼電器觸發(fā)，則斷路器機(jī)構(gòu)防跳不會(huì)動(dòng)作。由操作箱防跳繼電器實(shí)現(xiàn)防跳功能，防跳功能正常。2）當(dāng)機(jī)構(gòu)防跳繼電器先動(dòng)作，切斷斷路器的合閘回路，但合閘正電會(huì)導(dǎo)至操作箱防跳繼電器處；當(dāng)跳閘保持繼電器動(dòng)作，操作箱防跳繼電器仍然會(huì)動(dòng)作，切斷合閘回路，合閘正電不會(huì)導(dǎo)至斷路器機(jī)構(gòu)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(shí)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(jī)構(gòu)防跳繼電器同時(shí)動(dòng)作。三、規(guī)范方案3.1、規(guī)范目標(biāo)按照設(shè)計(jì)規(guī)范以及考慮到排除死區(qū)的問題，現(xiàn)場(chǎng)宜采用斷路器機(jī)構(gòu)防跳的方式。同時(shí)應(yīng)從設(shè)計(jì)上解決斷路器機(jī)構(gòu)防跳和其他回路的配合問題。在操作箱內(nèi)將TWJ回路通過105單獨(dú)接至斷路器機(jī)構(gòu)箱并串接斷路器位置常閉輔助接點(diǎn)后，再和合閘回路并聯(lián)接入機(jī)構(gòu)的合閘回路。通過這一改進(jìn)，TWJ仍能監(jiān)視機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘回路是否完整，同時(shí)，斷路器合閘到位后，可通過輔助接點(diǎn)斷開TWJ與機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)防跳繼電器配合問題解決斷路器跳（合）閘線圈的出口觸點(diǎn)控制回路，必須設(shè)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(diǎn)不斷??；2、斷路器可靠跳、合閘。3.3、對(duì)于單出口繼電器，可以在出口繼電器跳（合）閘觸點(diǎn)回路中串入電流自保持線圈，并滿足如下條件：1、自保護(hù)電流不應(yīng)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(dòng)線圈與電流自保持線圈的相互極性關(guān)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；4、電流自保持線圈接在出口觸點(diǎn)與斷路器控制回路之間。3.4、有多個(gè)出口繼電器可能同時(shí)跳閘時(shí)，宜由防止跳躍繼電器實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，防跳繼電器應(yīng)為快速動(dòng)作的繼電器，其動(dòng)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(jī)構(gòu)箱防跳回路的配合問題，應(yīng)明確：操作箱合閘自保持回路串接機(jī)構(gòu)箱防跳回路實(shí)現(xiàn)防跳自保持時(shí)，回路電流應(yīng)保證合閘自保持回路可靠返回。四、結(jié)論斷路器防跳回路應(yīng)采用機(jī)構(gòu)箱防跳回路，而針對(duì)采用機(jī)構(gòu)箱防跳回路時(shí)存在的配合問題，應(yīng)分別采取“在合閘監(jiān)視回路(TWJ