(国网上海长兴供电公司 上海 201913)
摘要:断路器是电力系统中重要的一次设备,由于国内生产产商居多,其原理、操作和控制回路也有所不同,尤其防跳回路更是千差万别。如何把控制回路和防跳回路很好的连接起来,是工程技术人员最关心的问题。
关键词:前卫一号站;开关跳跃;原因分析;改进措施
1、概况简介
2014年6月4日,在对10千伏前卫一号站进行二次验收时,发现所有的10kV断路器防跳功能均失效,该站10kV开关柜为南京业基的KYN28A-12,断路器为上海西门子的3AE8174-2。防跳回路采用断路器内部机构防跳。现场验收做防跳试验时,发现断路器出现“跳跃”现象。
2、防跳回路的作用
防跳是防止“开关跳跃”的简称。所谓跳跃是指因控制开关或自动装置的合闸接点未能及时返回(例如操作人员未松开控制开关手柄,自动装置的合闸接点粘连),造成合闸输出端一直带有合闸电压。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,因为一直加有合闸电压,开关又会再次合上。所以对此现象,通俗的称为“开关跳跃”。一旦发生开关跳跃,会导致开关损坏,严重的还会造成开关爆炸,所以防跳功能是操作回路里一个必不可少的部分。
此外,对于电流启动、电压保持式的电气防跳回路还有一项重要功能,就是防止因跳闸回路的断路器辅助接点调整不当(变位过慢),造成保护出口接点先断弧而烧毁的现象。这对于现在的微机保护来讲非常重要。因为微机保护的小密封出口继电器的触点断直流电弧能力是很弱的,稍不注意很容易烧损,一旦烧损而不能立即被发现,那么对于下次的保护动作将是致命的。
3、防跳回路的分类及其动作原理分析
3.1 串联式防跳回路(电流型防跳)
串联式防跳回路是一种传统的防跳回路,也叫电流型防跳,一般由电流启动,防跳继电器 该启动线圈串联在断路器的跳闸回路中。通过合闸回路的电压使防跳继电器电压线圈自保持,起到防止断路器跳跃的作用,一般用于保护防跳。其原理如图1所示。
图1 串联式防跳回路原理图
图1中,TBJ-I为防跳继电器的电流线圈;TBJ-U为防跳继电器的电压线圈。
当断路器跳闸时,跳闸电流流过防跳继电器的电流线圈TBJ-I,防跳继电器动作,TBJ1常开接点闭合;TBJ2常闭接点打开;TBJ3常开接点闭合。
动作原理:
当断路器在分位时断路器辅助接点DL1闭合,DL2打开。手动合闸正电位从5、8接点到TBJ2、DL1到HC,HC得电,断路器合上。断路器合上后辅助接点DL1打开,DL2闭合。此时由于断路器合在故障上,保护动作,TJ闭合到压板LP,到TBJ-I,TBJ-I通过TBJ3自保持,保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,TQ得电断路器分闸。TBJ-I励磁同时,TBJ1闭合,TBJ2打开。由于接点5、8粘连,合闸正电位持续存在,通过TBJ1使TBJ-U励磁,TBJ保持在动作状态。TBJ2一直断开合闸回路,虽然此时合闸正电位仍然存在,但是断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃。
3.2 并联式防跳回路(电压型防跳)
并联式防跳一般由机构内二次线完成,用断路器辅助接点启动,用合闸正电位实现自保持,从而将合闸回路断开。其原理如图2所示。
图2 并联式防跳回路原理图
图2中,K0为防跳继电器;QF1、QF5为断路器常开辅助接点,QF2、QF3、QF4为断路器的常闭辅助接点;S8是手车试验位置辅助接点,S9是手车工作位置辅助接点,Y1是合闸闭锁线圈,S2是该线圈常开接点;YK为远方就地切换开关;KK为断路器控制开关,V1、V2、V3为整流桥。
动作原理:
当断路器在分位时QF1、QF5打开,QF2、QF3闭合。手车在工作位置或实验位置Y1是合闸闭锁线圈励磁,S2接点闭合。手动合闸正电位从
YK的1、2接点、KK的5、6接点经微机保护装置的操作插件到V2、K0(1、2)到QF2、S1、S2到HQ,HQ得电断路器合上。断路器合上后辅助接点QF2、QF3打开,QF1、QF5闭合,由于接点5、6粘连,合闸正电位持续存在,QF1使K0励磁,K0接点即由1、2位置切换到1、4 位置,断开合闸回路并保持。此时由于断路器合于故障,继电保护动作跳闸。但由于合闸回路已可靠断开,从而防止了开关跳跃。
需要注意的是,防跳继电器K0要求为快速中间继电器,动作时间小于20ms。
除了这种靠合闸后QF1闭合来启动防跳继电器外。还有种并联式防跳回路采用靠合闸后弹簧储能辅助开关闭合来启动防跳继电器。其原理如图3所示。
图3 另一种并联式防跳回路原理图
当一个持久合闸命令到来时,合闸电流经SK或HJ通过S3,K1,K1,S2,S1,YA1接通开关合闸。合闸后弹簧机构开始储能,并联在合闸回路的弹簧储能辅助开关S3常闭点接通防跳继电器K1,K1的常开点自保,常闭点断开合闸回路。若此时线路或设备故障,继电保护动作跳闸,由于合闸回路已可靠断开,有效地防止了开关跳跃。西门子开关3AE就是采用这种防跳回路。
4、故障原因分析
将原理图纸与图3对照后,发现是设计有误,与正常防跳回路图相比合闸回路多了个接线短接了防跳继电器K1的常闭接点,使合闸线圈仍通电,无法起到防跳作用。
5、解决措施
在与设计沟通后,从合闸回路中移除多余接线,在修改接线后,对所有开关柜做了防跳试验,防跳回路均能断开合闸回路,防跳功能正常。
结语:
正因为防止开关跳跃对保障电力系统的安全有着重要意义,因此要处理好保护装置与开关设备的配合问题。工作时要注意随着电路器回路越低越完善,但对保护电路配合问题仍然要加以重视。开关检修、保护检验结束后,要进行防跳回路测试,保证防跳回路可靠使用。
参考文献:
[1]薛峰.电网继电保护[事故处理及案例分析M].北京:中国电力出版社,2012
论文作者:徐光
论文发表刊物:《河南电力》2018年22期
论文发表时间:2019/6/21
标签:接点论文; 断路器论文; 回路论文; 继电器论文; 跳回论文; 合上论文; 常开论文; 《河南电力》2018年22期论文;