防止斷路器跳躍的探討

劉文華

(太原供電分公司,山西太原 030012)

0 引言

在電網(wǎng)運行中,曾出現(xiàn)多起斷路器重復(fù)跳合閘,引起了斷路器機構(gòu)損傷,甚至引起斷路器爆炸,嚴重影響了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。所謂斷路器重復(fù)跳合閘 (以下簡稱斷路器 “跳躍”),是指斷路器在手動或自動裝置動作合閘后,如果操作控制開關(guān)未復(fù)歸或控制開關(guān)觸點、自動裝置觸點卡住,此時保護動作使斷路器跳閘而發(fā)生的多次 “跳-合”現(xiàn)象。

1 防止斷路器跳躍 (以下簡稱 “防躍”)回路的實現(xiàn)

1.1 機械防躍

利用斷路器操作機構(gòu)本身的機械閉鎖實現(xiàn)防躍功能。實踐證明,機械防躍裝置不可靠,需要嚴格調(diào)整跳閘回路常開觸點和合閘回路常閉觸點來實現(xiàn)。

1.2 跳閘線圈自保持

利用跳閘線圈自保持作用來切斷合閘線圈或合閘接觸器電源回路實現(xiàn)防躍[1]。

1.3 串聯(lián)防躍

斷路器串聯(lián)防躍操作回路示意圖見圖1。利用跳閘回路中串聯(lián)電流線圈的跳閘保持繼電器TBJ和合閘回路中TBJ電壓線圈自保持回路進行防躍。跳閘保持繼電器TBJ的主要作用是使斷路器接收到跳閘信號后可靠跳閘,跳閘后聯(lián)動觸點轉(zhuǎn)換切斷跳閘回路,防止在跳閘觸點接通后斷路器跳閘過程中,跳閘觸點返回切斷跳閘回路產(chǎn)生電弧而損壞跳閘觸點。TBJ進行防躍的過程:當(dāng)跳閘觸點接通跳閘時,啟動TBJ電流線圈且通過電流自保持使斷路器可靠跳閘,同時,TBJ常閉觸點斷開合閘回路,若跳閘過程中 (TBJ動作)有合閘信號,合閘信號通過TBJ電壓自保持回路自保持,TBJ一直動作不允許合閘,直至跳、合閘信號均消失,TBJ返回接通合閘回路,準備下一次合閘。

1.4 并聯(lián)防躍

斷路器并聯(lián)防躍操作回路示意圖見圖2。斷路器生產(chǎn)廠家在合閘回路上采用 “并聯(lián)防躍”的接線方式,即在合閘線圈采用并聯(lián)電壓啟動并自保持的繼電器ZJ進行防躍?。防躍的過程:在斷路器合閘過程中,通過聯(lián)動觸點轉(zhuǎn)換,使并聯(lián)電壓線圈的繼電器帶電動作并自保持,斷開合閘線圈電源回路,不允許再次合閘,直至合閘信號消失使繼電器返回,準備下次合閘,因此,保證一次合閘脈沖信號只允許斷路器合閘一次,不管是跳閘線圈帶電還是其他原因引起的斷路器跳閘都不再允許斷路器`合閘。

2 防躍回路存在的問題

a)機械防躍不可靠,需要嚴格調(diào)整跳閘回路常開觸點和合閘回路常閉觸點來實現(xiàn),不能解決跳、合閘信號長期存在時防躍的問題,而且調(diào)整合格后在運行中亦常發(fā)生變化,不能可靠地起到防躍

圖1 斷路器串聯(lián)防躍操作回路示意圖

圖2 斷路器并聯(lián)防躍操作回路示意圖

b)跳閘線圈自保持在防躍時,若合閘觸點粘住,會使跳閘線圈長時間帶電而被燒壞;另外,由于TQ觸點積塵或因震動而觸點接觸不良,且不易調(diào)整,往往失去了防躍作用。

c)當(dāng)前,廣泛應(yīng)用的防躍回路采用串聯(lián)防躍接線方式,但從前面關(guān)于跳躍的論述中可以看到此防躍回路也存在片面性。TBJ不是防躍繼電器而是跳閘保持繼電器,主要作用是跳閘回路帶電后,TBJ電流線圈帶電自保持,使斷路器可靠跳閘,在合閘回路增加TBJ電壓自保持回路完成防躍功能,增加了控制回路的復(fù)雜性;而且跳閘信號不完全是保護裝置或其他設(shè)備通過TBJ電流線圈發(fā)出的,例如就地操作回路的跳閘信號就不通過TBJ電流線圈,這樣會出現(xiàn)不能防躍的問題。

d)斷路器生產(chǎn)廠家采用并聯(lián)防躍接線方式,該防躍回路可完成一次合閘脈沖信號只允許合閘一次的防躍功能,因此,實際回路中要求采用斷路器的并聯(lián)防躍回路,同時要求拆除控制回路的防躍回路部分,保留跳閘保持回路,但此接線方式在實際回路傳動中出現(xiàn)過許多問題:

首先,斷路器合閘命令消失后,斷路器常閉觸點打開,斷開合閘線圈,斷路器常開觸點閉合,接通TWJ和ZJ電壓線圈回路,TWJ和ZJ電壓線圈分壓,致使TWJ和ZJ繼電器有可能動作,TWJ動作,造成TWJ和HWJ同時動作,將無法判斷斷路器位置;ZJ動作常開觸點打開斷開合閘線圈,這樣將無法進行斷路器再次合閘或重合閘。

其次,合閘保持繼電器HBJ的主要作用是使斷路器接收到合閘信號后可靠合閘,防止在合閘過程中,合閘觸點返回切斷合閘回路產(chǎn)生電弧而損壞合閘觸點,HBJ的啟動和返回電流要適應(yīng)合閘回路電流,由于斷路器生產(chǎn)廠家不同,合閘線圈的阻值和合閘回路電流不同,一般為0.5 A至2.5 A,HBJ繼電器生產(chǎn)廠家為適應(yīng)0.5 A至2.5 A的合閘回路電流[2],采用一些方法以適應(yīng)不同的要求,使HBJ的啟動和返回電流較小,造成合閘后HBJ返回電流較小而自保持不返回,提供ZJ繼電器正電源,使得HBJ和ZJ均不返回。

第三,實際傳動中,由于TWJ、HBJ、ZJ和合閘線圈或合閘接觸器的阻值參數(shù)不同,啟動和返

[1] 李佑光,林東.電力系統(tǒng)繼電保護原理及新技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2003:25-44.

[2] 要煥年,曹梅月.電力系統(tǒng)諧振接地 [M].北京:中國電力出版社,2000:93-115.

[3] 趙修民.測量用互感器[M].北京:機械工業(yè)出版社,1986:70-86.

[4] 肖白,束洪春,高峰.小接地電流系統(tǒng)單相接地故障選線方法綜述 [J].繼電器,2001,29(4):16-20.