摘要:在电力系统中,开关控制回路的防跳回路是工程验收定检当中极其重要的回路。防跳是防止“开关跳跃”的简称。所谓跳跃是由于合闸回路手合或者遥合节点粘连等原因,造成合闸输出端一直有合闸电压。当开关因故障跳开后,会马上又合上,保护动作开关会再次跳开,因为一直有合闸电压,开关又会再一次合上。众所周知,一旦发生开关跳跃,会导致开关损坏,严重还会造成开关爆炸,所以防跳功能是开关控制回路中必不可少的一部分。理解防跳回路的功能作用,分析控制回路中有关防跳继电器与合闸回路、监视回路相互配合问题,以及防跳试验注意事项等方面是十分重要的。
关键词:防跳回路,防跳继电器,开关辅助节点
一、引言
为什么要设置防跳回路
开关跳跃是由于开关原因导致开关反复重合闸,如果我们不采取防跳措施就会使开关的速断能力下降,严重会引起开关爆炸,威胁人身安全。我们可以考虑,开关发生跳跃有两种情况:第一种是开关合闸于线路故障,保护动作使开关断开,但是由于合闸脉冲没有解除,就会使开关再次合上。第二种情况是开关的机构发生故障(例如偷跳,机构脱扣),不能使开关正常合闸,如果此时开关合闸脉冲没有解除,就会反复合闸,会造成开关损坏。
为此,我们设置了两套防跳回路,第一种为保护装置防跳,第二种为开关机构防跳。
二、防跳的具体过程
下面我们已220kV线路的防跳为例来说明:
2.1保护装置防跳过程:
由于220kV线路分合闸操作为分相操作,以C相为例,做防跳试验时,开关在合闸位置,用短接线短接保护屏A后端子排手合位置端子,使得手合保持继电器1SHJ励磁,从而1SHJ继电器常开节点闭合。当在昂立仪器加入故障电流和故障电压时,使跳闸回路导通,跳开开关,使得52开关辅助节点闭合,此时手合短接处没有松开,使得合闸回路导通。合闸回路为正电→11YJJ→n238→4D4→手合继电器1SHJ节点→SHJC继电器→1TBUJC常闭节点→2TBUJC常闭节点→操作机构箱→负电。发生跳闸时,跳闸回路中的11TBIJC和12TBIJC继电器励磁,在C相操作箱合闸防跳回路中,12TBIJC常开节点闭合,1TBUJC电压型继电器励磁,使得1TBUJC常开节点闭合,1TBUJC常闭节点打开,同时2TBUJC继电器励磁,2TBUJC常开节点闭合,常闭节点打开,从而断开保护装置合闸回路,起到防跳作用。只有当合闸脉冲消失,1TBUJC继电器去磁时才能恢复正常合闸。
这里要说明一点,在控制回路合闸过程中有SHJC继电器,此继电器为电流型继电器,需要到达一定的电流时才能使得继电器励磁,当防跳回路起作用时,由于机构箱内的防跳继电器52Y电阻值很大,流过的电流会很小,达不到SHJC继电器电流励磁得条件,所以SHJC继电器得常开节点没有动作闭合。就是说防跳时此继电器SHJC没有励磁,从而也没有自保持。而当线路没有故障或者手合粘死情况时,由于开关已经在跳位,开关辅助节点CB常开节点打开,常闭节点闭合,防跳继电器52Y去磁,再给合闸信号或者脉冲时合闸回路导通,流过SHJC继电器的电流到达励磁条件,就会使常开节点SHJC继电器节点闭合,形成自保持,当合闸过程结束时,SHJC继电器常开节点打开。
图1 220kV线路保护操作箱
2.2开关机构防跳过程:
当开关在合闸位置时,使CB开关常闭辅助节点断开,CB开关常开辅助节点闭合,由于手合粘死一直发合闸信号,使52Y继电器励磁,52Y常开节点闭合自保持,同时52Y常闭节点打开,切开合闸回路,使得开关不能再次合闸,只有合闸脉冲解除,52Y继电器断电后,才能恢复原来的状态。
根据广东省电力系统继电保护反事故措施及释义(2007版)6.11要求,每个断路器应且只应使用一套防跳回路。为了防止可能导致跳合闸回路监视异常,甚至导致跳合闸回路异常。根据反错要求,结合图一我们可以看出,取消保护装置操作箱防跳得接法为正电→11YJJ→n238→4D4→1SHJ常开节点→SHJC继电器→n183→4D95→机构箱得合闸回路中→负电。而取消机构箱中得防跳回路,只需短接合闸回路中防跳继电器52Y常闭节点即可。但在现场中,大部分情况都会用机构箱的防跳装置。
图2 开关机构防跳回路图
三、跳位监视回路、机构防跳回路中串连的开关辅助节点,防跳节点的作用
当采用机构防跳时,为了能更好的说明这些节点的作用,以下图为例画一个通用的机构防跳回路和跳位监视回路图。
图3机构防跳回路与跳位监视回路
当开关在合位时,开关常开辅助节点CB闭合,此时如果发生合闸节点粘死或者一直有合闸脉冲时,52Y防跳继电器励磁,同时52Y继电器常开节点闭合产生自保持,常闭节点断开,从而断开合闸回路,防止开关再次合上。这是机构防跳的过程。那么对监视回路中52Y常闭节点以及开关辅助节点CB在回路中的作用是什么呢?下面我们将逐个分析:
3.1如果监视回路中既没有串开关常闭辅助节点CB,也没有串入52Y常闭节点时会有什么现象呢?
我们分析,当开关在合位时,TWJ跳位监视继电器和52Y防跳继电器根据阻值不同,可能会使TWJ继电器励磁,此时跳位灯亮与开关在合位不符。如果52Y防跳继电器励磁时,开关会永远合不上的风险,显然是不能缺少这两个常闭节点。
3.2如果监视回路中仅串入开关常闭辅助节点CB时,没有串入52Y常闭节点时会有什么现象呢?
当开关在合位时,如果某种情况发生粘死,防跳继电器52Y动作励磁。此时发生故障跳开开关时,开关常闭辅助节点返回。如果合闸信号返回,会使得防跳继电器52Y励磁无法返回,不能使开关再次合上。此时装置面板上的跳位灯不亮,会发控制回路断线信号。
在很多老变电站还是有这种情况,很多继保人员做完定检防跳试验时发现多数情况就是因为没有在监视回路中串入52Y防跳继电器的常闭节点。如果串入52Y防跳继电器常闭节点,52Y防跳继电器励磁会使监视回路断开,当合闸信号消失时,防跳继电器返回,此时常闭节点也返回。就不会造成防跳继电器不能返回现象。
3.3如果监视回路中仅串入52Y防跳继电器常闭节点时,没有串入开关常闭辅助节点CB时会有什么现象呢?
当开关在合闸位置时,由于TWJ继电器与防跳52Y继电器阻值参数配合问题,与第一种情况既没有串入开关常闭辅助节点CB,也没有串入52Y常闭节点时的情况一致。
通过以上三种情况分析,当采用机构防跳时必须在监视回路中串入52Y防跳继电器的常闭节点和开关辅助常闭节点CB。同时应该应该满足以下两个条件:
1、当直流母线电压为额定电压的85%时,TWJ能正确监视合闸回路,即加在跳位继电器的电压不小于其额定电压的70%。
2、跳位继电器TWJ和防跳继电器52Y形成的回路在跳位继电器TWJ上形成的电压应小于其启动电压。
3.4在52Y防跳继电器前会串入开关辅助常开节点CB,是52Y防跳继电器的启动枢纽。但是在现场工程验收中也会碰到由于此开关常开辅助节点问题导致防跳不成功情况。在220kV控制回路当中,由于开关ABC三相为分相操作。做防跳试验时,在测控屏上按住合闸按钮,加入故障量使其开关跳开,就是因为某一相的防跳回路开关辅助常开节点CB接触不良,导致防跳不成功。
四、与防跳回路有关的现场缺陷:
综上所述,总结出防跳回路缺陷的相关情况
1、防跳继电器本身原因造成防跳不成功
2、防跳继电器串接的开关辅助常开节点接触不良造成防跳不成功
3、监视回路中没有串入防跳继电器常闭节点,导致防跳继电器不能返回
4、当模拟开关偷跳时发现没有实现重合闸功能,其中有一种可能就是监视回路中防跳继电器常闭节点接触不良造成。
防范措施:
1、在做保护定检,尤其是新站验收时,开关的防跳测试功能是非常重要的。仔细核查回路看是否有接线错误情况,一定要严格把关。
2、在其他专业做开关特性试验时,若涉及到解开开关机构内部线时,必须要认真核对最后接线情况,防止接入后影响开关分合以及防跳功能。要重新做一次开关分合以及防跳试验。
五、总结语
本文介绍了防跳回路的基本原理,并针对防跳回路组成部分的各个环节仔细的分析并加以总结。结合现场经历解决过的缺陷总结出造成防跳不成功的现象和原因,并对今后现场工程验收、技改项目中关于防跳回路的部分起到一定的指导建议作用。
参考文献
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[4]龙启峰.一起断路器防跳回路异常的分析与改进[J].陕西电力.2015(05)
论文作者:王迪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签:节点论文; 继电器论文; 回路论文; 常开论文; 跳回论文; 机构论文; 励磁论文; 《电力设备》2018年第15期论文;