摘要：本文以一起防跳回路引起的异常现象为例，详细分析了防跳回路的基本工作原理，总结出防跳回路解除的基本方法，并建议河源供电局变电管理所在新建变电站中，在确保断路器控制回路不存在寄生回路时，远方采用保护防跳，就地采用断路器机构防跳，通过彼此间的切换实现优势互补，弥补单独使用某种防跳所带来的缺陷，并在继保验收过程中增加此项目。
关键词：断路器；保护防跳；机构防跳
1.引言
防跳回路在电力系统中，尤其是变电站及电厂的断路器控制方面应用非常广泛，它能够避免异常运行或操作开关反复跳合的问题。断路器发生跳跃现象，会造成断路器的开断能力下降，以致断路器损坏，严重的还会造成断路器爆炸，而设置防跳回路则能够避免跳跃现象的发生，延长电力设备的使用寿命。
本文以一起防跳回路引起的异常现象为例，详细分析了防跳回路的基本工作原理，总结出防跳回路解除的基本方法。
2.变电站异常现象
某变电站110kV线路保护采用南瑞RCS-941微机保护装置，断路器采用杭州西门子的3AP1-FG型号开关。在保护更换二次安装完毕后，进行断路器分合实验时，在测控屏上合上开关时，断路器可靠合闸，但测控屏上的断路器合闸位置指示“红灯”和分闸位置指示“绿灯”同时点亮，而断路器实际在合闸位置。
3.两种防跳回路的区别及异常分析
目前防跳回路的设置存在有两种方式，一是在继电保护装置操作箱中设置，一般称为操作箱防跳或保护防跳，由二次设备厂家设计；二是断路器机构防跳，由一次设备厂家在开关机构控制回路中设计。两种防跳回路设计的目的都是防止断路器出现多次跳合现象，但在回路的具体实现方式及作用上有所区别，下面分别以南瑞RCS-941微机保护装置中的保护防跳和杭州西门子的3AP1-FG断路器机构防跳为例说明。
南瑞RCS-941微机保护装置控制回路如图1所示，防跳的实现是通过TBJ和防跳继电器TBJV来共同实现的。保护或人为跳闸时，TBJ动作，启动跳闸保持回路的同时，接于TBJV线圈回路的TBJ常开接点也闭合。若此时合闸接点是闭合的，则TBJV线圈带电，且串于其线圈回路的TBJV常开接点闭合，构成一自保持回路。接于合闸线圈回路的TBJV常闭接点打开，切断合闸回路。整个回路有两点：
1）防跳功能是在跳闸时才启动的，通过TBJ来启动，如果TBJ跳闸保持没有启动，则也不能启动防跳。
2）TBJV一旦启动后，通过自身的保持回路自保持，这样虽然开关跳开后TBJ会返回，但防跳自保持回路仍然会起作用，直到合闸接点分开，TBJV才会返回。
图1南瑞RCS-941微机保护装置控制回路图
西门子3AP1-FG断路器操作机构控制回路如图2所示，其防跳功能是断路器在合闸时，如果此时合闸脉冲一直存在（控制把手未复归或接点粘死），断路器辅助常开接点S1（63，64）闭合，防跳继电器K75（A1，A2）线圈将带电，K75（13，14）常开接点闭合形成自保持回路，同时K75（61，62）、K75（71，72）、K75（81，82）常闭接点断开，切断合闸回路，直至合闸脉冲消失，K75线圈失电恢复。
图2西门子3AP1-FG断路器操作机构控制回路图
从以上分析可知，两种防跳的启动方式不一样，保护防跳是通过跳闸脉冲启动TBJV防跳继电器完成切断合闸回路的任务，而断路器机构防跳是通过断路器合闸脉冲启动防跳继电器K75，从而切断合闸回路。
对于两种防跳回路的作用，保护防跳主要是针对断路器合于系统故障上时，保护动作使断路器跳开，如果合闸脉冲还未解除，断路器反复跳合将使电气元件多次遭受故障大电流冲击而损害，以致扩大故障范围。
断路器机构防跳主要考虑断路器检修时，就地分合，操作机构存在故障（如机构脱扣位置偏移、断路器偷跳），而合闸脉冲未解除，断路器主触头承受连续的多次合闸冲击可能损害。
针对上述变电站的异常现象，经查设计图纸得知更换的线路保护RCS-941中防跳回路保留，取消了断路器机构防跳。即在图2中将继电器K75（61，62）、K75（71，72）、K75（81，82）常闭接点直接短接而解除，而保护屏端子排上B13、B11短接，见图1，且B11端子接至断路器机构X1：610。由此可知，在断路器合闸后，合闸位置继电器HWJ线圈带电，合闸位置指示灯亮是正确的，而分闸指示灯亮则是由于正电—TWJ继电器—B13—B11—X1：610—S8(13,14)—K75（13，14）—K75继电器—X1：626—负电回路导通，TWJ动作，导致分闸指示灯仍然点亮。
4.防跳回路的取舍方法现状及有效解除方法
目前现场工程根据设计要求，保护防跳和机构防跳选用不同，基本可分为三种方式：一是只使用保护防跳；二是只使用断路器机构防跳；三是在确保断路器控制回路不存在寄生回路时，两种防跳同时使用，即远方时使用保护防跳，就地时使用断路器机构防跳。第一种方式只使用保护防跳，即只将断路器机构防跳解除，现场解除断路器机构防跳的方法主要存在两种形式（如图2），一种将合闸回路中K75（61，62）、K75（71，72）、K75（81，82）常闭接点直接短接，另一种将防跳继电器K75线圈A1或A2端解掉。这两种形式都存在一个问题，就地操作断路器时没有防跳回路，不能防止断路器合闸接点卡死等原因造成的断路器跳跃而引起的设备损坏，因此前两种解除形式皆不可取，最优的做法是在断路器机构防跳回路中串入远方就地切换开关的一个常闭接点（目前很多厂家的断路器机构防跳已串入此接点），如图3所示为改进后的西门子3AP1-FG断路器操作机构控制回路图，图中将S1:64与K75:13之间的实线改成端子X1：903与X1:902短接，另外与此短接线并联一个远方就地切换开关的常闭接点S8（51，52），如果用户保护设备具有防跳功能，远方不用开关本体防跳，就地采用本体防跳，则将端子排X1的902与903间的短接片移除，这种改进方法大大增强了防跳回路的选择性。
图3改进后的西门子3AP1-FG断路器操作机构控制回路图
对于上述分合位异常现象，对此工程采用保护防跳，若以上述非正确解除机构防跳的方法，只需将B13、B11短接线拆除，并将B13接入断路器机构的X1:695端子，可消除异常现象；若以建议的正确方法解除机构防跳，则可直接消除异常现象。
第二种方式只使用断路器机构防跳，即防跳回路的功能应由断路器本体机构实现。因此需将操作箱中防跳回路解除，如图1所示将S2短接，即使TBJV继电器线圈得电，TBJV常闭接点断开，对合闸回路也没有影响。在这里特别要注意的有两点，一是保护防跳解除，不能将跳闸保持继电器TBJ电流线圈解除，因为其动合接点还用于跳闸回路的自保持，以避免保护跳闸接点承担断开跳闸回路灭弧的任务而烧坏；二是部分厂家生产的断路器机构防跳回路中已串入远方就地切换开关常闭接点，在使用断路器机构防跳时，务必将常闭接点S8（31，32）短接，否则远方就地切换开关在远方位置时，开关将失去防跳的保护。
第三种方式在确保断路器控制回路不存在寄生回路时，两种防跳同时使用，即远方时使用保护防跳，就地时使用断路器机构防跳，通过彼此间的切换实现优势互补，弥补单独使用某种防跳所带来的缺陷。
5.结论
防跳回路在断路器的控制回路中占据很重要的地位，而目前现场存在很多不正确的防跳回路解除方法，由此可能会引起设备异常或失去防跳的作用，因此正确的解除防跳回路尤为重要，否则将给设备运行带来重大的安全隐患。
2014年以来，河源供电局断路器B修工作全面开展，作者查阅大量图纸，发现河源局现有断路器大部分采用远方保护防跳方式，就地无防跳，这给检修工作带来一定的安全隐患。结合本文的观点，作者向河源供电局变电管理所提出在新建变电站中，在确保断路器控制回路不存在寄生回路时，防跳均采用第三种方式，并在继保验收过程中增加此项目。
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论文作者:李勇新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：断路器论文; 回路论文; 接点论文; 机构论文; 跳回论文; 继电器论文; 线圈论文; 《电力设备》2018年第26期论文;