断路器防跳问题分析

发表时间:2021/3/11   来源:《科学与技术》2020年30期   作者:秦炜 武文科 刘宝
[导读] 本文介绍了断路器跳跃的原因、危害以及传统防跳回路和断路器附带防跳回路的基本原理
        秦炜 武文科 刘宝
        北京首钢股份有限公司        河北省迁安市        064400
        摘要:本文介绍了断路器跳跃的原因、危害以及传统防跳回路和断路器附带防跳回路的基本原理,通过分析一例因控制回路与进口断路器防跳回路配合遇到的问题,提出了解决此类问题的方法。
        关键词:断路器;二次回路
        Abstract: This paper introduces the cause and harm of circuit breaker jump, and the basic principle of traditional circuit breaker and attached circuit breaker anti-jump circuit, through analyzing a case of problem that the control circuit meets with the imported circuit breaker anti-jump circuit, and puts forward the method to solve this kind of problem.
        Key words: Circuit breaker;secondary circuit
        1断路器跳跃
        断路器跳跃的现象表现为:因某种原因导致手合控制开关KK触点长期导通,线路重合闸等造成合闸回路长期导通,而此时出现保护跳闸或手动分闸等原因将断路器的一次回路跳闸后又马上合闸,形成跳跃。由于极短时间内使断路器灭弧室不停的断弧,灭弧介质没有足够时间恢复又要进行下一次灭弧,其灭弧功能将严重受损,甚至造成断路器爆炸。
2传统的防跳回路
        图1是常见的断路器控制回路,其防跳功能的核心是防跳继电器TBJ,TBJ是具有双线圈的中间继电器,电流线圈TBJI作为启动线圈,电压线圈TBJV作为保持线圈。TBJV的常开接点和合闸保持继电器HBJ的常开接点配合实现自保持,其常闭接点用于断开合闸回路,实现防跳功能。例如合闸后合闸接点HJ或者KK的1,2粘连,如此时发生保护出口动作TJ接点闭合使断路器跳闸,TBJ电流线圈TBJI由于分闸电流通过而动作,TBJ的接点闭合自保持。此时,开关在跳闸过程中TBJI常开接点闭合,TBJV线圈得电,TBJV常开接点动作时TBJV线圈自保持,将合闸线圈短接,同时TBJV常闭接点断开,合闸线圈被隔离。这个回路叫防跳回路,它使断路器不会再次合闸,从而保护断路器不再次受到短路电流的冲击。只有合闸脉冲解除,TBJ的电压线圈断电后,回路才恢复原来状态。


   
        TWJ-跳闸位置继电器                HWJ-合闸位置继电器
        TBJI-跳闸保持继电器,电流线圈启动        TBJV-跳闸保持继电器,电压线圈保持        
        DL1-断路器辅助常开接点        DL2-断路器辅助常闭接点
        HBJI-合闸保持继电器,电流线圈启动        KK-手动分合闸控制开关
3断路器附带的防跳回路
        近几年引进的国外或合资生产的断路器,如ABB、伊顿、西门子等,其内部都附带的电气防跳功能基本原理是相同的。以伊顿的405W-VACW为例,其原理图如图2虚线框内所示。
        
        

SR-合闸线圈         Y-防跳继电器及辅助点        b-断路器辅助闭点
LC-进车联锁(车到位闭合)  LS2-储能辅助触点   PS1-试验位、工作位为打开状态
其动作原理如下:
        当断路器合闸回路CZ:4处带正电源时,合闸线圈SR得电合闸,在合闸后断路器辅助闭点b将合闸回路断开,同时断路器开始储能,储能辅助触点LS2闭点闭合将防跳继电器Y线圈与合闸回路接通,若合闸脉冲此时还未返回,即CZ:4处此时仍是正电,则防跳继电器的常闭接点将断开将合闸线圈SR隔离,即使此时已储能完毕,即LS2常闭接点打开,防跳继电器Y仍能通过自身的常开接点实现自保持。这样只有当Y的线圈失电返回后,即原合闸脉冲消失后,才能重新开放合闸回路。
4传统控制回路与断路器附带防跳回路配合遇到的问题
        在笔者单位某总降变电站一次35kV开关柜送电操作中,断路器在工作位合闸送电后,保护装置出现了合位灯和分位灯同时亮并报“控制回路断线”的现象。此时分开断路器,再合闸,断路器合不上,断开控制电源再上电,则又能正常合闸。经查看图纸分析得知,导致这种现象的原因正式由于断路器附带的防跳回路产生了寄生回路。控制回路与断路器附带防跳存在的寄生回路,展开图如图2所示。
其动作原理如下:
        在进行合闸操作时,断路器合上后,开始储能,储能辅助触点LS2闭点闭合,跳闸位置继电器TWJ通过断路器防跳继电器Y及储能辅助触点LS2闭点形成回路,因为断路器防跳继电器Y为电压型继电器,动作电压较低,所以Y动作,Y继电器常开触点闭合接通形成自保持同时其常闭触点断开合闸线圈。因为有这条回路,所以断路器在合位时,分位灯也亮;又因为此时断路器防跳已启动且已自保持,所以此时会有出现断路器分闸后再合闸合不上的现象。   
5解决方案
        为消除寄生回路,根据现场条件及可操作性,提出了两个方案。
        方案一:将TWJ的负端与断路器防跳回路之间串入一个断路器辅助接点和防跳继电器的常闭接点,如图3所示。串入b常闭接点可以防止TWJ继电器在防跳回路导通时启动;串入Y常闭接点可以防止Y继电器通过监视回路形成自保持,防止Y继电器误启动。

        方案二:保留保护装置操作回路防跳,取消断路器附带防跳,断开防跳继电器Y线圈,并短接防跳继电器串接在合闸回路中的常闭接点即可,如图4所示。此方法从根本上取消了寄生回路,对二次回路改动小,是35kV及以下断路器实用性可操作性最强的一种方法。在笔者公司ABB及伊顿断路器上应用均收到了良好的效果。


6结束语
        防跳回路作为断路器控制回路中必不可少的部分,对断路器安全运行有着重要意义,在技术发展日新月异的今天,解决成套设备中分立元件的回路对接与运行匹配,有着十分重要的意义。
参考文献
[1]王国光.变电站二次回路及运行维护[M].北京.中国电力出版社.2011.47
[2]黄国平.电网微机保护测试技术及故障排查[M].北京.中国电力出版社.2011.139
作者简介:秦炜,男,2009年毕业于西安电力高等专科学校电力系统继电保护及自动化专业,从事电气设备点检工作。
       
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