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摘要：断路器是电网系统中不可缺少的电力设备，其可靠性直接影响电力系统的稳定运行。在变电站倒闸操作过程中，断路器可能会发生“跳跃”现象，严重时可能会造成开关爆炸，这将会给电网系统造成较大的损失。因此，断路器必须设置防跳回路来防止跳跃的发生。本文针对目前运用较为广泛的防跳回路原理及参数整定方式进行分析比较，结合工程实际应用中出现的问题对防跳回路进行了介绍和分析，希望给继电保护工作提供些参考。
关键词：断路器；跳跃现象；防跳回路；回路改进；跳合闸电流
0 引言
当进行送电倒闸操作时，如果手动合闸在故障线路时，继电保护装置将会加速三跳，切除故障，但由于手扳的KK把手还没有及时返回，所以开关会再次合上，再次合闸于故障，开关会再次跳开，这样就会形成多次跳跃[1]。在分断电流的过程中，由于电流和电压的共同作用，在很短时间里将产生大量的热量，若在短时间内发生多次“分合操作”将会给断路器带来巨大的损坏，严重时可导致爆炸。因此，断路器防跳回路对防止断路器非正常多次合跳有着非常重要的作用。目前防跳回路设计方式日趋多样，但其实现的原理及方式还是存在比较大的差别，在实际使用时应慎重选择[2]。
1 防跳回路分析
1.1 串联式防跳回路
在实际工作中，串联式防跳回路大多应用于实现操作箱防跳。串联式防跳采用将电流启动的防跳继电器TBJI串联在断路器的跳闸回路的方式，并将电压保持线圈TBJV与断路器的合闸线圈并联。当合闸到故障线路或设备上, 则继电保护动作, 当跳闸命令发出后，启动防跳继电器电流线圈TBJa，通过防跳继电器电流线圈辅助接点启动跳闸保持继电器，使TBJa电压继电器保持励磁，从而使常闭接点TBJa3、TBJa4断开,若此时1SHJ1或ZHJ1接点不能返回而继续发出合闸命令, 由于合闸回路已被断开, 断路器不能合闸, 从而达到防跳目的[3]。
1.2 并联式防跳回路
在实际工作中，防跳继电器KO 的电压线圈并联在断路器的合闸回路上，即构成了典型的并联式防跳回路。
1.3 两种防跳回路的区别与选用
由以上分析可知，串联式防跳回路与并联式防跳回路的区别：
1）应用的位置不同。操作箱防跳基本上采用串联式防跳回路，而机构箱防跳则采用并联式防跳回路。
2）作用不同。电流启动、电压保持式的串联式防跳回路不仅仅起到防跳作用，并且可以防止出现因跳闸回路的断路器辅助接点的调整不当，造成保护出口接点先于断路器辅助接点返回，而保护出口接点容量不足，导致熄弧时会烧毁接点或插件。但串联式防跳回路保护对象主要是保护装置本身，而无法防止因机构箱内部故障导致的断路器跳跃现象。而机构箱并联式防跳回路主要可以避免断路器一次触头承受多次跳合闸冲击。
2 跳合闸电流整定方式
工作中需要根据断路器的合闸与跳闸电流参数来整定防跳电流继电器的启动电流，以此来保证防跳电流继电器的可靠启动。由于跳合闸回路基本为感性回路，当回路接通后回路电流需要经过一个逐渐上升的过程，为了保证防跳继电器快速可靠动作，因此将其启动电流设定为跳合闸额定电流的一半。并且根据《电力系统继电保护及安全自动化反事故措施要点》的2、4项要求：对防跳继电器的电阻值应占跳闸回路电阻值的比值＜10%。
3 防跳回路试验重点及方式
3.1 试验重点
防跳继电器的灵敏度验证。对于操作箱串联式防跳回路，主要验证防跳继电器电流启动线圈启动电流与断路器跳合闸电流是否匹配，且极性是否一致。对于机构箱并联式防跳回路，主要验证防跳继电器的启动/返回电压是否合适。
4 案例分析及其改进方案
4.1 跳合闸电流过小导致防跳失败
湖南某500kV变电站在进行线路保护换型后进行整组试验时发现，该线路的2台断路器出现明显的“跳跃”现象无法实现防跳功能，检查操作箱以及断路器机构控制回路，均未发现二次回路错误，开关其他整组试验动作正确。该间隔一年前曾进行过C类检修，记录显示其防跳功能正常，分析防跳失败效应是本次工作造成，本次工作更换了线路保护，断路器保护未更换，一次班组进行了RC加速回路改造（开关类型为西门子3ATE），将快速跳闸线圈跟换为普通动作线圈，由于普通线圈阻值为140Ω远远大于快速线圈45Ω，因此导致跳合闸线圈动作电流减小。
根据《DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程》中第6.6.3条规定：在使用操作箱的防止断路器跳跃回路时，应检验串联接入跳合闸回路的自保持线圈，其动作电流不应大于额定跳合闸电流的50%，线圈压降小于额定值的5%。由于该断路器保护仍旧采用四方FCX-22J型操作箱，在改造前跳合闸电流为2A，则其跳闸保持继电器启动电流应为1A，但RC加速改造后跳合闸电流根据理论计算I=0.5*U/R= 0.5*220/145 =0.76A＜1A，小于该防跳继电器电流线圈启动值，说明防跳继电器未启动，为验证这一情况，保护人员运用DL750型钳形表与录波器对保护跳闸电流进行监视，结果如下图所示。
图5 5012、5013 A相断路器跳闸动作电流波形
由以上分析可知，由于现场跳合闸电流为0.7A左右而未达到防跳继电器的启动电流值1A，从而导致防跳回路不能可靠闭锁合闸回路，因此防跳继电器没有启动，防跳功能形同虚设。针对这种情况，可以提出2种改进方法：1.将普通线圈恢复为快速线圈，使其跳合闸电流能达到跳2A左右；2.将该操作箱更换为自适应或跳合闸电流可以整定式的类型，并将在操作箱中其跳合闸电流整定为1A。最终，该变电站采取第一种改进方法，换回原线圈后，该防跳试验正确动作，可以实现防跳功能。
5 结束语
断路器防跳回路是二次控制回路中非常重要的一部分，实际工作中若发生防跳失败的情况，可能会造成重大的后果，甚至危及电网安全稳定运行。因此，在每一次新安装和定检项目中，需要认真做好防跳传动试验，确保防跳回路正确的完整性。
参考文献：
[1]王文昕，阳书雯，李巧荣．断路器防跳回路缺陷分析及改造方法[J] .通信电源技术，2015， 32（3）：108-109.
[2]郭占伟，原爱芳，张长彦，等．断路器操作回路详述[J] .继电器，2004（10）：67-70.
[3]王金友．国家电网公司110～500kv变电站高压断路器二次回路典型设计及应用[J] .中国电力，2009，42（3）：69-73.
论文作者:刘宇翔,王莎,周守强,付发云,周金刚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/16
标签：断路器论文; 电流论文; 回路论文; 继电器论文; 跳回论文; 线圈论文; 串联式论文; 《电力设备》2017年第21期论文;