斷路器防跳回路的應(yīng)用及常見(jiàn)的故障分析

李兆浩

華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠 山東棗莊 277103

斷路器防跳回路的應(yīng)用及常見(jiàn)的故障分析

李兆浩

華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠 山東棗莊 277103

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備。斷路器防跳回路的作用是防止斷路器在手動(dòng)或自動(dòng)裝置合閘后，如果控制開(kāi)關(guān)未復(fù)歸或控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、自動(dòng)裝置觸點(diǎn)卡住，此時(shí)保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘時(shí)，斷路器將發(fā)生多次的“跳-合”現(xiàn)象。介紹了幾種常用的防跳回路，分析了它的工作原理。對(duì)防跳回路幾種常見(jiàn)故障進(jìn)行了分析，提出了解決這些故障的具體方法。

斷路器；跳躍；防跳回路；故障分析

一、斷路器“跳躍”的危害

斷路器最基本、最重要的功能是正確動(dòng)作并迅速切除電網(wǎng)故障。如果斷路器發(fā)生跳躍，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)、設(shè)備及人身安全構(gòu)成重大威脅，主要是：

（一）反復(fù)合閘于永久性故障電路，很容易一起故障擴(kuò)大并導(dǎo)致事故發(fā)生，特別是保護(hù)跳閘信號(hào)源于短路時(shí)，會(huì)引發(fā)斷路器爆炸的后果，甚至釀成人身安全事故。

（二）由于斷路器的主觸頭行程一般都比較小，如6kV真空斷路器的主觸頭行程只有10mm，真空包不能承受連續(xù)的多次合閘沖擊，否則，真空包會(huì)受到嚴(yán)重的損壞。此外，分合閘線(xiàn)圈設(shè)計(jì)為短時(shí)工作制，在多次“跳躍”分合閘狀態(tài)下，急容易燒毀分合閘線(xiàn)圈。因此在電力系統(tǒng)中是絕對(duì)不允許發(fā)生這種現(xiàn)象，所以操作回路必須要有防跳措施。

二、防跳回路的作用

（一）防止因控制開(kāi)關(guān)或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回(例如操作人員未松開(kāi)手柄，自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)粘連)而正好合閘在故障線(xiàn)路和設(shè)備上，造成斷路器連續(xù)合跳現(xiàn)象。

（二）對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓保持式的電氣防跳回路還有一項(xiàng)重要功能，就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)(變位過(guò)慢)，造成保護(hù)出口接點(diǎn)先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)是不可容忍的，而這一點(diǎn)卻常被人們忽視。

三、防跳回路的應(yīng)用

最常用防跳回路有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、彈簧儲(chǔ)能式防跳回路。國(guó)產(chǎn)斷路器多采用串聯(lián)式防跳回路，進(jìn)口斷路器多采用并聯(lián)式防跳回路。其中串聯(lián)式防跳回路最合理，應(yīng)用也最廣泛，它除具有防跳功能外，還具有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧而燒毀的優(yōu)點(diǎn)，這也是應(yīng)用微機(jī)保護(hù)裝置不可缺少的技術(shù)條件。

（一）串聯(lián)式防跳回路

所謂串聯(lián)式防跳，即防跳繼電器TBJ由電流啟動(dòng)，該線(xiàn)圈串聯(lián)在斷路器的跳閘回路中。電壓保持線(xiàn)圈與斷路器的合閘線(xiàn)圈并聯(lián)。當(dāng)合閘到故障線(xiàn)路或設(shè)備上，則繼電保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)出口接點(diǎn)TJ閉合，此時(shí)防跳繼電器TBJ的電流線(xiàn)圈啟動(dòng)，同時(shí)斷路器跳閘，TBJ的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)合閘回路，另一對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)接通電壓線(xiàn)圈并保持。若此時(shí)KK(5—8)或HJ接點(diǎn)不能返回而繼續(xù)發(fā)出合閘命令，由于合閘回路已被斷開(kāi)，斷路器不能合閘，從而達(dá)到防跳目的。另外，當(dāng)TBJ啟動(dòng)后，其并聯(lián)于保護(hù)出口的常開(kāi)接點(diǎn)閉合并自保，直到“逼迫”斷路器常開(kāi)輔助接點(diǎn)變位為止，有效地防止了保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧。串聯(lián)式防跳回路，如圖1所示。

（二）并聯(lián)式防跳回路

所謂并聯(lián)式防跳，即防跳繼電器KO的電壓線(xiàn)圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上(如圖2所示)。例如一個(gè)持久的合閘命令存在時(shí)，合閘整流橋輸出經(jīng)Y3，S2，S3，S1，KO(2—1)接通。斷路器合閘后，并聯(lián)在合閘回路的輔助接點(diǎn)S3′閉合，啟動(dòng)防跳繼電器KO，KO接點(diǎn)即由2—1位置切換到4—1位置，斷開(kāi)合閘回路并保持。若此時(shí)線(xiàn)路或設(shè)備故障，繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開(kāi)，從而防止了開(kāi)關(guān)跳躍。

圖1 串聯(lián)式防跳回路

圖2 并聯(lián)式防跳回路

圖3 彈簧儲(chǔ)能式防跳回路

（三）彈簧儲(chǔ)能式防跳回路

如圖3，當(dāng)一個(gè)持久合閘命令到來(lái)時(shí)，合閘電流經(jīng)KK(5—8)或 HJ通過(guò)S3，K1，K1，S2，S1，Y1接通開(kāi)關(guān)合閘。合閘后彈簧機(jī)構(gòu)開(kāi)始儲(chǔ)能，并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲(chǔ)能輔助開(kāi)關(guān)S3常閉點(diǎn)接通防跳繼電器K1，K1的常開(kāi)點(diǎn)自保，常閉點(diǎn)斷開(kāi)合閘回路。若此時(shí)線(xiàn)路或設(shè)備故障，繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘，由于合閘回路已可靠斷開(kāi)，有效地防止了開(kāi)關(guān)跳躍。

四、常見(jiàn)故障

（一）接線(xiàn)錯(cuò)誤

見(jiàn)圖4，A點(diǎn)接到B點(diǎn)。這樣線(xiàn)路發(fā)生故障跳閘，TBJ(I)電流啟動(dòng)線(xiàn)圈得電動(dòng)作后，不可能使電壓線(xiàn)圈完成自保持，造成防跳裝置失靈。如果KK5--8觸頭“粘死”或合閘脈沖無(wú)法解除，且線(xiàn)路出現(xiàn)永久性故障，則斷路發(fā)生多次分、合閘，即“跳躍”。

圖4 接線(xiàn)錯(cuò)誤

（二）TBJ的電流線(xiàn)圈和電壓線(xiàn)圈之間絕緣性能降低、甚至擊穿

圖5中紅曲線(xiàn)表示電流線(xiàn)圈與電壓線(xiàn)圈之間絕緣已擊穿，因此經(jīng)+KM、HD燈、TBJ電壓線(xiàn)圈、一KM，TBJ電壓線(xiàn)圈得電動(dòng)作，使TBJV常閉接點(diǎn)保持?jǐn)嚅_(kāi)，這樣合閘同路被斷開(kāi)，因此事故跳閘后，無(wú)法再重合閘。

（三）防跳繼電器的極性接反

見(jiàn)圖1，當(dāng)控制開(kāi)關(guān)KK5--8接通，斷路器合閘后，如果保護(hù)動(dòng)作，斷路器跳閘，TBJ(I)線(xiàn)圈帶電，使TBJ1觸點(diǎn)閉合，在合閘脈沖未解除情況下，TBJ(V)電壓線(xiàn)圈完成自保持，因此不能再次合閘；但是，一旦合閘脈沖解除，TBJ(V)電壓線(xiàn)圈失電后，恢復(fù)到初始狀態(tài)。如果TBJ(V)電壓線(xiàn)圈接反，則在跳閘回路完成跳閘后，雖然合閘脈沖未解除，TBJ(V)電壓線(xiàn)圈也無(wú)法完成保自持，而使TBJ常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)、TBJ常閉接點(diǎn)閉合，不能斷開(kāi)合閘回路，如永久性故障，則會(huì)發(fā)生多次合-分閘。

圖5 絕緣性能降低故障圖

五、結(jié)語(yǔ)

高壓斷路器的防跳回路作用是確保斷路器每次合閘操作時(shí)，斷路器只能進(jìn)行一次合閘?！胺磸?fù)跳躍”現(xiàn)象會(huì)造成斷路器爆炸嚴(yán)重后果，因此斷路器的操作回路必須要有功能正確的防跳回路。

[1]廖小平．10kV高壓開(kāi)關(guān)柜防跳回路應(yīng)用問(wèn)題分析與防止[J]．機(jī)電工程技術(shù),2006,35(7):95-97．

[2]王士年,周永成,郭建春．高壓真空斷路器跳躍的形成及其抑制[J] ．建筑電氣,2008,27(3):22-27．

[3]孟凡鐘．真空斷路器實(shí)用技術(shù)[M]．北京:水利水電出版社,2009-8-1．

[4]華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠330MW機(jī)組廠用電設(shè)計(jì)圖紙．

[5]華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠330MW機(jī)組脫硫改造設(shè)計(jì)圖紙．