高壓斷路器防跳回路分析及其改進(jìn)措施

曾繼榮，鄭寧敏，曾惠勻，王媛婷

(1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350013；2.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司，福建 福州 350003)

0 引言

國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司制定的《2011年度福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)廠站自動(dòng)化和直流系統(tǒng)反事故措施》規(guī)定：對(duì)于新建廠站，其斷路器的防跳功能均由斷路器本體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。此前福建省電力系統(tǒng)普遍用斷路器操作箱的防跳回路，在執(zhí)行這種新的反措規(guī)定過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)斷路器本體機(jī)構(gòu)的二次防跳回路與斷路器操作箱配合時(shí)會(huì)發(fā)生異?，F(xiàn)象，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

因此，了解斷路器的防跳回路，分析其回路原理、功能，對(duì)落實(shí)繼電保護(hù)反措和提高變電運(yùn)行檢修技能有很大的幫助。

1 防跳回路的異常現(xiàn)象

下文以某500 kV變電站中采用的220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的基建驗(yàn)收為例，闡述了防跳回路出現(xiàn)的異常現(xiàn)象。

該變電站在驗(yàn)收220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的分合閘控制回路時(shí)，從監(jiān)控后臺(tái)及就地對(duì)斷路器進(jìn)行合閘操作；斷路器合閘后，斷路器測(cè)控裝置上的綠色分閘指示燈、紅色合閘指示燈均亮起。查看保護(hù)裝置內(nèi)部的開入量，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置仍有斷路器跳閘位置開入(TWJ=1)，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)軟報(bào)文也顯示斷路器處于跳閘位置，而檢查現(xiàn)場(chǎng)斷路器處于合閘位置。從監(jiān)控后臺(tái)及就地對(duì)斷路器進(jìn)行分閘操作時(shí)，斷路器分閘后無(wú)異常現(xiàn)象出現(xiàn)，斷路器測(cè)控裝置上的綠色分閘指示燈亮，保護(hù)裝置內(nèi)部有跳閘位置開入，后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)軟報(bào)文顯示斷路器處跳閘位置，與實(shí)際斷路器狀態(tài)一致。但此后斷路器無(wú)法合閘；需要斷開控制電源后再合上，斷路器方可再次合閘。

2 斷路器防跳回路的分類與選擇

在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常需要通過(guò)控制斷路器的分合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)和控制。由于需要頻繁操作斷路器，其能否正常操作直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。斷路器防跳回路的作用，包括以下幾點(diǎn)。

(1)在操作過(guò)程中，防止因控制斷路器或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回，造成在故障線路和設(shè)備上合閘時(shí)斷路器連續(xù)切合現(xiàn)象。

(2)對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓保持式電氣防跳回路，可防止因跳閘回路斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)（變位過(guò)慢），造成保護(hù)出口接點(diǎn)先斷弧進(jìn)而燒毀的現(xiàn)象。

2.1 斷路器防跳回路的分類

斷路器防跳回路一般可分為2種：

(1)斷路器操作箱的防跳回路；

(2)斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路。

在實(shí)際運(yùn)行中，防跳回路只能選擇其中的1種，不得全選。

圖1中虛線框外是南瑞CZX-12R操作箱的斷路器控制回路，其防跳回路原理為：在斷路器的分閘回路中串入1只電流型繼電器12TBIJ；當(dāng)斷路器分閘時(shí)12TBIJ繼電器勵(lì)磁，其常開接點(diǎn)12TBIJ閉合，防跳繼電器1TBUJ勵(lì)磁；若此時(shí)出現(xiàn)合閘命令，則防跳繼電器2TBUJ勵(lì)磁并自保持，合閘回路中防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ的常閉接點(diǎn)斷開，從而切斷合閘回路，實(shí)現(xiàn)防跳功能。

圖1 斷路器控制回路示例

圖1中虛線框內(nèi)是220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器機(jī)構(gòu)箱合閘回路，其二次防跳回路原理為：當(dāng)斷路器合閘過(guò)程中，防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157，158)先于斷路器輔助接點(diǎn)閉合，使防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持，防跳繼電器的常閉接點(diǎn)-K7LA(4，6)斷開，合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁，合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點(diǎn)-K12LA(13，14)斷開，在斷路器合閘后切斷合閘回路；當(dāng)斷路器分閘過(guò)程中，防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157，158)滯后于斷路器輔助接點(diǎn)斷開，若此時(shí)有合閘指令，則防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持，防跳繼電器的常閉接點(diǎn)-K7LA(4，6)斷開，合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁，合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點(diǎn)-K12LA(13，14)斷開，切斷合閘回路，從而實(shí)現(xiàn)防跳功能。

2.2 實(shí)際運(yùn)行中防跳回路的選擇

(1)若選用斷路器操作箱的防跳回路，則需將斷路器機(jī)構(gòu)箱的防跳回路解除，即把防跳繼電器前端-X105與A1的接線、A2與-X102的接線解除。

(2)若選用斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路，則需將斷路器操作箱的防跳回路解除，即把防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ兩端的接線解除。

3 西門子斷路器分合閘異?，F(xiàn)象分析

從圖1可知，當(dāng)選用斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路時(shí)，斷路器合閘后的異?，F(xiàn)象說(shuō)明TWJ跳位監(jiān)視繼電器仍勵(lì)磁，這表明跳位監(jiān)視回路(9 A)仍導(dǎo)通?，F(xiàn)場(chǎng)使用萬(wàn)用表測(cè)量防跳繼電器-K7LA的A1端子的電壓值為+110 V，這說(shuō)明跳位監(jiān)視回路(9 A)與防跳回路連接形成導(dǎo)通回路。

此異?，F(xiàn)象是斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的二次防跳回路與斷路器操作箱中的跳閘位置繼電器(TWJ)監(jiān)視回路產(chǎn)生寄生關(guān)系所引起的。當(dāng)斷路器合閘時(shí)，合閘回路導(dǎo)通，防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157，158)先行閉合，防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持；當(dāng)斷路器合閘到位后，合閘回路斷開。若防跳繼電器-K7LA動(dòng)作電壓較低，此時(shí)防跳回路與斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)連通，跳位監(jiān)視繼電器TWJ與防跳繼電器-K7LA分壓，造成防跳繼電器-K7LA自保持而無(wú)法復(fù)歸，故而出現(xiàn)上述異常現(xiàn)象。

4 改進(jìn)措施

在斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)后串接斷路器輔助常閉接點(diǎn)和防跳繼電器-K7LA的常閉接點(diǎn)，即把跳位監(jiān)視回路(9 A)由接4D96端子改接至斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的-X1:1010端子(見圖1)。這樣不僅不影響跳位監(jiān)視回路的功能，而且會(huì)在斷路器合閘瞬間使斷路器的輔助常閉接點(diǎn)-S1LA(181，182)和防跳繼電器常閉接點(diǎn)-K7LA(10，12)均斷開，即切斷斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)與防跳回路導(dǎo)通產(chǎn)生的寄生關(guān)系，避免異?，F(xiàn)象再次發(fā)生，保證斷路器實(shí)現(xiàn)正常分合閘操作。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外廠家的斷路器二次回路進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)改用斷路器本體的防跳回路時(shí)，大多數(shù)會(huì)有異?，F(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致斷路器無(wú)法正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)高壓斷路器防跳回路分析及改造，有效解決了這個(gè)問題。由于目前大多數(shù)斷路器廠家尚未提供改進(jìn)措施(增加相關(guān)的輔助接點(diǎn)和回路)，因此，此種改造措施為現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行防跳回路提供了參考，具有一定的指導(dǎo)意義。