摘要：通过对220kV开关的防跳回路原理的分析，发现此开关的防跳回路在设计上存在缺陷，防跳继电器与TWJ继电器分压造成了防跳回路的自保持，使线路不能及时送电，用户停电时间过长，影响了电网的可靠性。本文从原理上对防跳回路进行了分析，并提出了一些应对措施。
关键词：防跳回路；自保持；应对措施；开关
引言：防跳回路的作用就是防止断路器的跳跃，但是由于设计思路的不同以及防跳继电器特性的不同，有可能造成防跳继电器不能及时返回，使断路器不能合闸或者非全相运行，对电力系统局部运行造成不良影响。
一、事件经过
2015年10月15日12时50分，220kV象创甲线2740线路C相距创业侧1.8km故障，两侧开关跳闸，重合不成功。经输电查线后，14时59分，按调度命令合上象山侧220kV象创甲线2740开关，合闸正常。调度于15时02分通知创业侧合上象创甲线2740开关，现场操作开关一合就跳。运行人员现场检查发现220kV象创甲线2740主一保护动作，单相运行三跳。检查一次设备时开关三相在分闸位置，开关三相只C相合闸后跳闸，A、B相未合闸。经继保检查后发现防跳继电器中有A、B两相保持吸合状态，C相继电器正常；断开220kV象创甲线2740开关控制电源空开后，继电器自保持解除；随后合上220kV象创甲线2740开关，开关三相合闸正常。
二、原因分析
当断路器合在有故障的线路时，继电保护将动作，跳开开关，切断故障线路。为了防止在合闸后操作开关的触点粘牢或人为将操作开关的把手搬在合闸位置返回过迟，使开关断开故障线路后再次将断路器重合在有故障的线路上，造成多次重合损坏电气设备，故而加装的防跳跃保护装置。
图1操作箱回路图
图2断路器机构图
图3保护动作图
图1为操作箱回路图，图二为断路器机构图，下面以断路器A相合闸回路进行说明，操作箱4D90接断路器机构图内9位置，操作箱4D89接断路器机构图内21位置。
2.1保护防跳原理
如图一，当控制开关处于合位，如此时遇到线路故障时，保护动作，则由TJQ闭合使TBJ继电器经电流线圈励磁，则TBJ继电器励磁后经电压线圈自保持，如果此时发生了手合节点粘死或HBJ卡死等情况，合闸正电同时长期存在，则会使TBJV继电器励磁并自保持。TBJV继电器在合闸回路中的常闭节点就会断开，从而使合闸回路断开，使断路器不至于再次合闸，只有当合闸脉冲接通后，TBJV继电器才会复归，合闸回路才会恢复正常。
2.2 机构防跳原理
如图二，220kV开关机构内的防跳功能通过1KA继电器来实现，由图可知，断路器机构防跳继电器由开关常开辅助触点QFa启动，因此保护重合闸/手合动作后，方可启动该继电器。它的作用是：当合闸脉冲发出后，如果在操作箱中发生手合节点粘死或HBJ卡死等情况，合闸正电同时长期存在，开关常开辅助接点QFa随着开关的闭合而闭合，则防跳继电器励磁，并通过1KA的辅助接点自保持，此时串在合闸回路中的1KA常闭接点打开，从而断开了合闸回路，只要正电一直维持，是开关不会再合上，直到合闸正电消失后，1KA继电器自保持回路解除，回路合闸回路才会恢复正常。
2.3两种防跳方式的比较
（1）保护装置内防跳回路和断路器机构防跳回路最大的不同在于断路器 本体内部防跳回路是由合闸回路启动，而保护装置内部则是由跳闸回路启动。因而如果出现机构三相不一致保护动作情况时，仅仅依靠装置防跳将出现跳跃的现象。
（2）采用断路器本体机构内的防跳回路，在断路器机构就地操作时，仍能起到防跳作用，而采用保护装置内防跳回路时，在断路器机构就地操作时，防跳功能将失效。
（3）机构防跳回路设置在在机构处，而装置防跳设置在保护装置内的电路板上，因而机构防跳受环境影响较大，在端子紧固不牢靠，受潮等多重影响下容易出现故障。
（4）采用装置防跳时，由于继电器TBJ与TBJV对于TWJ继电器所在回路互不影响，而采用机构防跳回路时，由于52YA所在回路与TWJ是串联在一起的，两个回路之间在部分情况下会串电，从而对于监视回路以及防跳回路的正常工产生影响，在下一个部分将由具体情况分析。
（5）现在很多开关都同时设置有装置防跳和机构防跳，《广东省电力系统继电保护反事故措施2007版》中6.11关于修改部分开关装设了两套防跳回路调度规程，确保有且仅有一套防跳回路有效，另一回路退出运行。因为同时投入两套防跳回路时，整个控制回路变得较复杂，当任何元件出现故障时，可能导致跳合闸回路监视异常，甚至导致跳合闸回路异常。
2.4 分析过程
在此案例中，当重合闸动作后，图1内ZHJ重合继电器节点闭合，合闸回路启动，SHJa电流型继电器励磁，其节点SHJa闭合达到自保持效果，图2机构内开关辅助触点QFa闭合。防跳继电器1KAa励磁，其常开接点1KAa闭合达到自保持效果，同时断开合闸回路内1KAa常闭节点，断开合闸回路。此时因回路电阻为防跳继电器，电阻较大导致SHJa继电器复归，但由录波图可知，重合闸命令复归后19ms断路器分开，此时重合闸动作节点未复归，因此防跳继电器仍处于保持状态，当距离保护加速跳闸后，图2断路器机构21位置后QFa常闭节点闭合，当重合闸命令复归后，9位置已无正电，正常情况下因SHJ为电流型继电器，常规110V直流回路其合闸线圈电阻仅30～40欧姆，合闸电流一般为2～3安。但防跳继电器电阻一般为几百欧姆，其启动回路电流极小，致使SHJ电流型继电器无法动作，避免了断路器发生跳跃。同时SHJ继电器复归后断路器机构防跳继电器此时应复归，合闸回路恢复正常。
但在此案例中，在SHJ继电器复归后断路器机构防跳继电器与合闸监视回路中的TWJ继电器串联分压并使防跳继电器自保持。由于防跳继电器的特性不同，A、B两相的防跳继电器发生了自保持现象，断开了A、B两相的合闸回路。使得调度远方合闸后线路仅C相合闸，主保护单相运行三跳动作跳开C相断路器。使得故障线路的送电时间大大延长，影响了电网的可靠运行，造成了一定的经济损失。
三、应对措施
措施1、当运行人员在现场检查发现有开关的防跳继电器自保持后，由以上分析可知断开合闸监视回路的电源使得TWJ失电，便可使防跳继电器失电复归，所以断合一次开关的控制电源后断路器的控制回路就随之恢复正常。
优点：简单、快捷、有效。
缺点：每次发生事故后必须有运行人员到场后方可使设备恢复送电，扩大了事故时间，影响了电网的可靠运行，同时对人力资源是造成了不必要的浪费。
措施2、如果不便于对机构内部线路进行调整，则应该取消机构防跳，使用装置防跳。但是这种方案的代价是就地合闸失去防跳功能，如果在就地合闸回路出现问题，断路器将出现跳跃，是非常危险的。
优点：不用对机构内部接线调整，方法简单。
缺点：失去就地合闸时的防跳功能，就地合闸回路有问题时可能发生跳跃。
措施3、采用防跳继电器常闭触点串联在TWJ回路内达到避免防跳继电器保持的目的，当断路器机构防跳继电器启动后断开TWJ回路，而在断路器机构防跳继电器复归后，其常闭节点闭合，不影响断路器位置监视，且现场应用效果良好。
优点：可以一劳永逸地解决此类问题。
缺点：做此改进措施必须将设备停电，停电前可能要对系统方式做出调整，同时停电改造增加了现场的安全管控风险，相比措施1要花钱，不经济。
综合考虑以上两种措施，我们始终应该把电网的安全可靠运行放在第一位，所以措施2是最优选择。事实证明按措施2改造后的设备在现场运行中有良好的效果。
四、结束语
防止断路器的跳跃对保障电力系统的安全运行，防止设备的损坏和事故扩大有着重要的意义。但是我们必须保证防跳回路动作的正确性和可靠性，发现这起案例后，我们迅速上报专业部门，变电管理二所继保部针对此类问题迅速制定了整改措施，及时消除了隐患，为电网的可靠运行提供了有力保障。
论文作者:康馨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：继电器论文; 回路论文; 断路器论文; 机构论文; 跳回论文; 节点论文; 正电论文; 《电力设备》2018年第24期论文;