劉一璠（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東　江門　529300）

斷路器防跳回路的比較與選用

劉一璠
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529300）

斷路器發(fā)生跳躍，將使斷路器承受多次故障，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此防止斷路器跳躍具有十分重要的意義。一般斷路器防跳功能的實(shí)現(xiàn)方式有串聯(lián)防跳、并聯(lián)防跳、同時(shí)使用以上兩種防跳、機(jī)械防跳等。在長(zhǎng)期實(shí)踐中，機(jī)械防跳已證明并不可靠，其他電氣防跳方式存在繼電器參數(shù)匹配、輔助接點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)、保護(hù)范圍不全面等問題。本文通過分析各防跳實(shí)現(xiàn)方式的特點(diǎn)，結(jié)合具體案例，提出斷路器防跳方式的選擇策略。

防跳；斷路器；控制回路；操作箱；配合

1　引言

當(dāng)斷路器手動(dòng)或自動(dòng)合閘于永久性故障線路時(shí)，繼電保護(hù)裝置將動(dòng)作于跳閘。此時(shí)，如果因?yàn)槟撤N原因（重合閘裝置的接點(diǎn)未復(fù)歸，或重合閘的脈沖時(shí)間大于保護(hù)動(dòng)作時(shí)間），導(dǎo)致斷路器仍能收到合閘命令，斷路器將再次合閘。由于此時(shí)線路的故障為永久性故障，繼電保護(hù)裝置將再次動(dòng)作于跳閘，如此循環(huán)往復(fù)，繼而出現(xiàn)多次“跳—合”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為“跳躍”。此時(shí)，一方面斷路器主觸頭將受到連續(xù)多次的合閘沖擊，容易損壞；另一方面故障電流將多次沖擊電力系統(tǒng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，必須采取措施防止斷路器的跳躍?！胺捞本褪侵福貌僮鳈C(jī)構(gòu)本身的機(jī)械閉鎖或在操作回路上采取措施以防止斷路器跳躍的發(fā)生。一般地，斷路器防跳的實(shí)現(xiàn)方式有串聯(lián)防跳、并聯(lián)防跳、同時(shí)使用以上兩種防跳、組合防跳、機(jī)械防跳等。

多年來的實(shí)踐證明，機(jī)械防跳并不可靠。斷路器防跳由斷路器控制回路中的電氣防跳回路來實(shí)現(xiàn)，需要注意操作箱、機(jī)構(gòu)箱中相關(guān)繼電器的配合。

2　防跳回路

2.1串聯(lián)防跳

串聯(lián)防跳是指，當(dāng)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)，串聯(lián)在跳閘回路中的防跳繼電器動(dòng)作，以其觸點(diǎn)將合閘回路斷開的方式，一般由設(shè)置在保護(hù)屏柜中的斷路器操作箱實(shí)現(xiàn)，該種防跳回路作為斷路器操作箱中操作回路的一部分。

如圖1所示，為南瑞繼保線路保護(hù)裝置RCS-943A的斷路器操作回路簡(jiǎn)圖。

當(dāng)斷路器操作箱接到保護(hù)跳閘命令后，TBJ常開觸點(diǎn)合上。若此時(shí)斷路器合閘觸點(diǎn)粘連，合閘脈沖一直存在，即1D40端子帶正電，防跳電壓繼電器TBJV得電啟動(dòng)。一方面合閘回路的TBJV常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，斷開合閘回路，使斷路器跳閘后不再合閘；另一方面防跳回路中的TBJV常開觸點(diǎn)動(dòng)作，使TBJV繼電器自保持。

可以看出，這種防跳回路的作用條件有二個(gè)，一是合閘觸點(diǎn)發(fā)生粘連，二是保護(hù)動(dòng)作。所以，在正常情況下，保護(hù)跳閘接點(diǎn)不動(dòng)作，防跳繼電器不會(huì)長(zhǎng)期啟動(dòng)，有助于延長(zhǎng)其使用壽命。另外，由于串聯(lián)防跳回路一般在室內(nèi)操作箱中，工況環(huán)境較好。

但是串聯(lián)防跳有明顯的缺點(diǎn)，在以下兩種情況將失效：

（1）就地操作。此時(shí)即使串聯(lián)防跳繼電器動(dòng)作，不能斷開就地合閘脈沖，防跳失效。

（2）機(jī)構(gòu)本身故障造成跳躍。斷路器合閘后發(fā)生觸點(diǎn)粘連，此時(shí)斷路器由于機(jī)構(gòu)故障（三相不一致或偷跳等）或其二次回路故障返回至分閘狀態(tài)，由于保護(hù)不動(dòng)作，則防跳繼電器不啟動(dòng)，斷路器將繼續(xù)合閘分閘，發(fā)生跳躍。

2.2并聯(lián)防跳

并聯(lián)防跳是指，當(dāng)合閘觸點(diǎn)粘連時(shí)，用斷路器常開觸點(diǎn)啟動(dòng)與合閘線圈并聯(lián)的防跳繼電器，以其觸點(diǎn)將合閘回路斷開的方式，稱之為“并聯(lián)防跳”，一般由斷路器機(jī)構(gòu)的二次回路實(shí)現(xiàn)。

如圖2所示，為西門子公司3AP1-FG（245kV）型斷路器操作回路簡(jiǎn)圖。

當(dāng)斷路器合閘后，若合閘脈沖一直存在（無論遠(yuǎn)方或就地合閘觸點(diǎn)粘連），正電由X1-620，經(jīng)由斷路器常開輔助觸點(diǎn)S1等到達(dá)機(jī)構(gòu)防跳繼電器K75。K75帶電，一方面合閘回路的K75常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，斷開合閘回路；另一方面防跳回路中的K75常開觸點(diǎn)動(dòng)作，使其自保持。

可以看出，這種防跳回路的作用，只需合閘觸點(diǎn)發(fā)生粘連。由于該種防跳回路存在于斷路器機(jī)構(gòu)中，因此能夠在斷路器就地合閘和機(jī)構(gòu)本身故障發(fā)生跳躍時(shí)發(fā)揮作用。

但是并聯(lián)防跳方式存在以下問題：

（1）正常手合時(shí)間稍長(zhǎng)，防跳繼電器就會(huì)動(dòng)作。繼電器動(dòng)作頻繁將縮短其使用壽命。

（2）由于防跳回路中輔助觸點(diǎn)先于合閘回路輔助觸點(diǎn)動(dòng)作，而導(dǎo)致防跳回路與合閘自保持回路聯(lián)通，又由于斷路器操作箱合閘保持繼電器與機(jī)構(gòu)防跳繼電器參數(shù)匹配不好，防跳繼電器分壓誤動(dòng)，導(dǎo)致控回?cái)嗑€。

（3）因重合閘脈沖展寬時(shí)間較長(zhǎng)，一般大于開關(guān)變位時(shí)間，故需考慮操作箱合閘保持繼電器HBJ與機(jī)構(gòu)防跳繼電器的參數(shù)匹配問題。

（4）當(dāng)斷路器分位監(jiān)視繼電器TWJ與操作箱合閘出口并接時(shí)，斷路器若在合位，需考慮TWJ與機(jī)構(gòu)防跳繼電器所在的寄生回路問題。常見案例中，由于TWJ繼電器與防跳繼電器參數(shù)匹配不合適，導(dǎo)致合位時(shí)均分壓?jiǎn)?dòng)，造成斷路器分合閘指示燈均不亮，同時(shí)控制回路斷線，甚至繼電器因長(zhǎng)期動(dòng)作燒毀。

（5）機(jī)構(gòu)防跳并接范圍應(yīng)跨過彈簧未儲(chǔ)能接點(diǎn)，以防止該接點(diǎn)抖動(dòng)（開關(guān)機(jī)構(gòu)跳閘震動(dòng)等）或合閘后彈簧未儲(chǔ)能觸點(diǎn)短時(shí)斷開時(shí)，防跳回路失效。

（6）線路遇永久性故障，先合側(cè)合閘后發(fā)永跳，后合側(cè)非故障相可能因重合閘和跳閘時(shí)間間隔小，機(jī)構(gòu)防跳來不及啟動(dòng)。

2.3同時(shí)使用兩組防跳

即在同一斷路器的控制回路中，同時(shí)使用串聯(lián)防跳和并聯(lián)防跳。這種防跳方式在很多省份的規(guī)范中明確禁止。但實(shí)際上，只要解決好TWJ與機(jī)構(gòu)防跳繼電器的寄生回路問題，兩種防跳同時(shí)使用可以進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

2.4組合防跳

組合防跳，即通過斷路器機(jī)構(gòu)箱的遠(yuǎn)方/就地方式把手，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制時(shí)使用操作箱中的串聯(lián)防跳，就地控制時(shí)使用斷路器機(jī)構(gòu)中的并聯(lián)防跳。在任何時(shí)候，斷路器均只有一套防跳回路，能夠滿足相關(guān)規(guī)定的要求，且發(fā)揮兩種防跳回路的優(yōu)勢(shì)。

在圖2中，解開斷路器防跳回路中的X1-990與X1-991的短線，即可由遠(yuǎn)方/就地方式把手S8的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)組合防跳方式。

3　防跳回路的選用

目前，高壓斷路器及其操作回路的工藝和設(shè)計(jì)越來越成熟，TWJ繼電器和合閘保持繼電器與機(jī)構(gòu)防跳繼電器的匹配問題已基本得到解決。如部分設(shè)計(jì)的解決方法是，將操作箱中的TWJ繼電器與斷路器機(jī)構(gòu)常閉觸點(diǎn)、機(jī)構(gòu)防跳繼電器常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，再接入機(jī)構(gòu)箱合閘回路；還有如北京四方的操作箱使用自適應(yīng)方式的自保持回路，可以很好地實(shí)現(xiàn)與各大廠家斷路器機(jī)構(gòu)防跳回路的配合。但如果僅使用一種防跳，仍然會(huì)出現(xiàn)上文提到的問題。

在“一個(gè)斷路器只使用一套防跳”的要求下，需要斷路器在任何時(shí)候均可實(shí)現(xiàn)防跳功能，且性能穩(wěn)定，所以采用組合防跳方式為宜。一方面，斷路器正常運(yùn)行時(shí)，使用操作箱防跳回路（串聯(lián)防跳），集成回路和室內(nèi)環(huán)境能保證其工況穩(wěn)定；另一方面，就地作業(yè)或操作時(shí)，使用機(jī)構(gòu)箱防跳回路（并聯(lián)防跳），防止就地合閘于故障又發(fā)生合閘接點(diǎn)粘連導(dǎo)致跳躍；另外目前高壓斷路器工藝已較成熟，因機(jī)構(gòu)本身故障連續(xù)多次跳開的概率較低，可不予考慮。

在2014年廣東電網(wǎng)某220kV變電站的斷路器更換工程中，4組220kV斷路器均采用了組合防跳的方式。

結(jié)語

防跳回路是保證斷路器可靠工作，電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，在工程運(yùn)行實(shí)踐中防跳回路出現(xiàn)的故障卻不在少數(shù)。究其原因在于設(shè)備產(chǎn)品工藝不成熟，回路設(shè)計(jì)未充分考慮各防跳回路與其他回路部分的配合，斷路器操作箱廠家與機(jī)構(gòu)箱廠家不一致等。隨著設(shè)備工藝和回路設(shè)計(jì)的逐步成熟和完善，相關(guān)問題逐步減少，使用組合防跳可以很好地保證防跳回路的完整性和正確性。當(dāng)然，在變電站技改工程中，仍需根據(jù)實(shí)際情況并考慮以上問題，選取合適的防跳方案。

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