断路器防跳回路分析及改造

断路器防跳回路分析及改造

相亚楠

国网山西超高压变电公司  山西太原 030000

摘要:断路器防跳回路能有效避免在永久性故障情况下多次合闸于故障线路｡阐明了断路器发生“跳跃”的原因,分析了保护操作箱防跳及断路器机构防跳回路工作原理,针对某110kV扩建线路间隔保护验收中发现的断路器远方合闸不能实现防跳的故障,对其防跳回路进行重点分析,并提出该断路器机构防跳回路改造方法,改造后进行了多次防跳试验,断路器远方合闸和就地合闸均能实现防跳功能,保证了断路器的运行安全可靠｡

关键词:断路器;防跳;永久性故障;工作原理;回路改造

断路器是电力系统中重要的一次设备｡断路器防跳回路是保证断路器安全稳定运行的一种重要的二次回路,所谓防跳,不是“防止跳闸”,而是“防止跳跃”｡断路器“跳跃”是指断路器在手动或保护装置动作合闸后,控制开关尚未返回(手动合闸时控制开关返回需1~2s,而断路器合闸动作时间约为50ms,断路器合闸后控制开关未返回,触点仍接通)或保护自动装置合闸触点卡死情况下,同时发生永久性故障导致保护动作后断路器跳闸,此时合闸脉冲还未消失,断路器将会再次合闸,造成断路器连续分合的现象｡这种永久性故障情况下多次跳合闸,对断路器本身及电网安全均会产生严重影响,轻则对系统造成多次冲击,严重时可能引起断路器爆炸｡因此高压断路器必须设计正确的防跳回路,检修人员在检修过程中应能及时发现断路器防跳回路存在的故障缺陷并及时处理｡

1断路器的“跳跃”和“防跳”

防跳是防止“开关跳跃”的简称｡断路器若发生“跳跃”容易引起操作机构的损伤,严重时会导致断路器爆炸｡“跳跃”是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因,造成合闸线圈一直带有合闸电压｡当断路器因故障跳开后,会再次合上,保护动作断路器会再次跳开,因为一直加有合闸电压,断路器会反复合上,此现象称为“断路器跳跃”｡为防止断路器的“跳跃”现象发生,在操作机构或操作回路中,采取一定措施防止断路器发生跳跃,称为“防跳”｡

2断路器防跳回路工作原理

断路器发生跳跃的原因如下:(1)控制开关KK把手合闸位置停留时间过长;(2)控制开关KK把手合闸触点粘连;(3)重合闸触点粘连｡断路器防跳回路一般有保护操作箱防跳和断路器机构防跳两种,保护防跳回路也叫电流型防跳,一般用跳闸回路电流启动,通过合闸回路的电压使防跳继电器电压线圈自保持,从而持续断开合闸回路,起到防止断路器跳跃的作用｡其工作原理如图1所示｡

图1 保护操作箱防跳回路图

图1中,TBJ-I为防跳继电器电流线圈;TBJ-U为防跳继电器电压线圈｡当断路器手合KK把手由分到合,合于故障,同时发生⑤⑧手动合闸接点粘连时,保护操作箱防跳回路工作过程为:断路器在分位时,断路器辅助接点DL1闭合,DL2打开｡手动合闸正电位从⑤⑧接点到TBJ2､DL1到HQ,HQ得电,断路器合上｡断路器合上后辅助接点DL1打开,DL2闭合｡此时由于断路器合在故障上,保护动作,出口继电器BCJ接点闭合通过信号继电器2XJ到压板2LP,到TBJ-I,TBJ-I通过TBJ3自保持,保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,TQ得电断路器分闸｡TBJ-I励磁同时,TBJ1闭合,TBJ2打开｡由于接点⑤⑧粘连,合闸正电位持续存在,通过TBJ1使TBJ-U励磁,TBJ保持在动作状态｡TBJ2一直断开合闸回路,虽然此时合闸正电位仍在,但是断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃,直至合闸脉冲消失,防跳继电器返回,断路器才能重新合闸｡断路器机构防跳又称电压型防跳,一般由机构内二次线完成,用断路器辅助接点启动,用合闸脉冲实现自保持,从而将合闸回路断开,其启动和自保持均设在合闸回路中｡

断路器机构防跳回路工作过程为:断路器在分位时,DL2､DL3打开,DL1､DL4闭合｡手动合闸正电位从⑤⑧接点到ZJ2､DL1到HQ,HQ得电断路器合上｡断路器合上后辅助接点DL1､DL4打开,DL2､DL3闭合,由于接点⑤⑧粘连,合闸正电位持续存在,通过DL3使ZJ励磁,正电位通过ZJ1使ZJ自保持,ZJ2断开合闸回路,此时由于断路器合在故障上,保护动作,BCJ闭合通过TBJ-I自保持保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,断路器分闸｡虽然此时合闸正电位仍在,但是ZJ1使ZJ自保持,ZJ2使合闸回路一直保持断开,断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃｡现场实际运行中,操作箱防中的防跳回路与断路器中的防跳回路不能同时使用,以免产生寄生回路,如果断路器本身带有防跳回路的应使用断路器机构防跳,如自身不具备防跳功能,则使用操作箱防跳回路｡

3防跳回路故障分析与处理方法

3.1发现的问题

某供电公司二次检修人员在对一个220kV变电站扩建110kV线路间隔保护进行验收时,保护装置校验合格后,进行防跳试验时发现故障:控制开关KK把手置于合闸位置并保持(保持至断路器储能结束,模拟控制开关触点粘连),此时保护装置加故障量使保护动作跳开断路器,随后断路器又重新合闸,出现断路器分､合闸跳跃现象｡

3.2故障原因分析

为排除人为配合原因造成本次防跳失败,继保人员在控制室又进行了1次防跳试验,试验结果仍然防跳失败｡继保人员通过仔细查阅断路器本体机构防跳二次回路图,如图2所示,图中SBT1为断路器就地分､合闸按钮,SBT2为断路器远方/就地KK把手,KJL为防跳继电器,S为断路器辅助接点,KLA为SF6气压异常闭锁接点,SP1､SP2为弹簧储能接点,LCL为合闸线圈｡再次进行防跳试验时,SBT2设置在远方位置,并且回路可以合上,说明合闸回路没有问题,重点检查防跳回路,继保人员发现在进行防跳试验时,断路器合闸后,防跳继电器一直没有吸合,测量X1-19及KJL-A1处均为-105V,经过仔细检查现场接线后发现,防跳回路端子XT1-19与XT1-18短接在一起并且与SBT2-3端子接在一起,断路器进行远方合闸时,SBT1(3-4)和SBT2(3-4)接点均断开,不能形成正电源(+110V)-S-KJL继电器-负电源(-110V)的防跳回路,防跳继电器KJL吸合不了,因此不能进行防跳,该种接线方式只能实现断路器就地防跳,就地合闸时SBT(3-4)和SBT2(3-4)接点均闭合,断路器合闸后辅助接点S(91-93)闭合,从而启动KJL防跳继电器,其常闭接点KJL(21-22)断开,从而断开合闸回路,防止断路器发生跳跃｡

图2改造前的断路器本体机构防跳回路图

4结束语

防止断路器跳跃对于电力安全十分重要,检修时要加强断路器防跳回路的试验,并根据实际设备制定相应的预防措施｡

参考文献:

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