劉一璠（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東　江門　529300）

斷路器防跳回路的比較與選用

劉一璠
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529300）

斷路器發(fā)生跳躍，將使斷路器承受多次故障，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，因此防止斷路器跳躍具有十分重要的意義。一般斷路器防跳功能的實現(xiàn)方式有串聯(lián)防跳、并聯(lián)防跳、同時使用以上兩種防跳、機械防跳等。在長期實踐中，機械防跳已證明并不可靠，其他電氣防跳方式存在繼電器參數(shù)匹配、輔助接點競爭、保護范圍不全面等問題。本文通過分析各防跳實現(xiàn)方式的特點，結(jié)合具體案例，提出斷路器防跳方式的選擇策略。

防跳；斷路器；控制回路；操作箱；配合

1　引言

當(dāng)斷路器手動或自動合閘于永久性故障線路時，繼電保護裝置將動作于跳閘。此時，如果因為某種原因（重合閘裝置的接點未復(fù)歸，或重合閘的脈沖時間大于保護動作時間），導(dǎo)致斷路器仍能收到合閘命令，斷路器將再次合閘。由于此時線路的故障為永久性故障，繼電保護裝置將再次動作于跳閘，如此循環(huán)往復(fù)，繼而出現(xiàn)多次“跳—合”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為“跳躍”。此時，一方面斷路器主觸頭將受到連續(xù)多次的合閘沖擊，容易損壞；另一方面故障電流將多次沖擊電力系統(tǒng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

因此，必須采取措施防止斷路器的跳躍?！胺捞本褪侵福貌僮鳈C構(gòu)本身的機械閉鎖或在操作回路上采取措施以防止斷路器跳躍的發(fā)生。一般地，斷路器防跳的實現(xiàn)方式有串聯(lián)防跳、并聯(lián)防跳、同時使用以上兩種防跳、組合防跳、機械防跳等。

多年來的實踐證明，機械防跳并不可靠。斷路器防跳由斷路器控制回路中的電氣防跳回路來實現(xiàn)，需要注意操作箱、機構(gòu)箱中相關(guān)繼電器的配合。

2　防跳回路

2.1串聯(lián)防跳

串聯(lián)防跳是指，當(dāng)保護啟動時，串聯(lián)在跳閘回路中的防跳繼電器動作，以其觸點將合閘回路斷開的方式，一般由設(shè)置在保護屏柜中的斷路器操作箱實現(xiàn)，該種防跳回路作為斷路器操作箱中操作回路的一部分。

如圖1所示，為南瑞繼保線路保護裝置RCS-943A的斷路器操作回路簡圖。

當(dāng)斷路器操作箱接到保護跳閘命令后，TBJ常開觸點合上。若此時斷路器合閘觸點粘連，合閘脈沖一直存在，即1D40端子帶正電，防跳電壓繼電器TBJV得電啟動。一方面合閘回路的TBJV常閉觸點動作，斷開合閘回路，使斷路器跳閘后不再合閘；另一方面防跳回路中的TBJV常開觸點動作，使TBJV繼電器自保持。

可以看出，這種防跳回路的作用條件有二個，一是合閘觸點發(fā)生粘連，二是保護動作。所以，在正常情況下，保護跳閘接點不動作，防跳繼電器不會長期啟動，有助于延長其使用壽命。另外，由于串聯(lián)防跳回路一般在室內(nèi)操作箱中，工況環(huán)境較好。

但是串聯(lián)防跳有明顯的缺點，在以下兩種情況將失效：

（1）就地操作。此時即使串聯(lián)防跳繼電器動作，不能斷開就地合閘脈沖，防跳失效。

（2）機構(gòu)本身故障造成跳躍。斷路器合閘后發(fā)生觸點粘連，此時斷路器由于機構(gòu)故障（三相不一致或偷跳等）或其二次回路故障返回至分閘狀態(tài)，由于保護不動作，則防跳繼電器不啟動，斷路器將繼續(xù)合閘分閘，發(fā)生跳躍。

2.2并聯(lián)防跳

并聯(lián)防跳是指，當(dāng)合閘觸點粘連時，用斷路器常開觸點啟動與合閘線圈并聯(lián)的防跳繼電器，以其觸點將合閘回路斷開的方式，稱之為“并聯(lián)防跳”，一般由斷路器機構(gòu)的二次回路實現(xiàn)。

如圖2所示，為西門子公司3AP1-FG（245kV）型斷路器操作回路簡圖。

當(dāng)斷路器合閘后，若合閘脈沖一直存在（無論遠(yuǎn)方或就地合閘觸點粘連），正電由X1-620，經(jīng)由斷路器常開輔助觸點S1等到達(dá)機構(gòu)防跳繼電器K75。K75帶電，一方面合閘回路的K75常閉觸點動作，斷開合閘回路；另一方面防跳回路中的K75常開觸點動作，使其自保持。

可以看出，這種防跳回路的作用，只需合閘觸點發(fā)生粘連。由于該種防跳回路存在于斷路器機構(gòu)中，因此能夠在斷路器就地合閘和機構(gòu)本身故障發(fā)生跳躍時發(fā)揮作用。

但是并聯(lián)防跳方式存在以下問題：

（1）正常手合時間稍長，防跳繼電器就會動作。繼電器動作頻繁將縮短其使用壽命。

（2）由于防跳回路中輔助觸點先于合閘回路輔助觸點動作，而導(dǎo)致防跳回路與合閘自保持回路聯(lián)通，又由于斷路器操作箱合閘保持繼電器與機構(gòu)防跳繼電器參數(shù)匹配不好，防跳繼電器分壓誤動，導(dǎo)致控回斷線。

（3）因重合閘脈沖展寬時間較長，一般大于開關(guān)變位時間，故需考慮操作箱合閘保持繼電器HBJ與機構(gòu)防跳繼電器的參數(shù)匹配問題。

（4）當(dāng)斷路器分位監(jiān)視繼電器TWJ與操作箱合閘出口并接時，斷路器若在合位，需考慮TWJ與機構(gòu)防跳繼電器所在的寄生回路問題。常見案例中，由于TWJ繼電器與防跳繼電器參數(shù)匹配不合適，導(dǎo)致合位時均分壓啟動，造成斷路器分合閘指示燈均不亮，同時控制回路斷線，甚至繼電器因長期動作燒毀。

（5）機構(gòu)防跳并接范圍應(yīng)跨過彈簧未儲能接點，以防止該接點抖動（開關(guān)機構(gòu)跳閘震動等）或合閘后彈簧未儲能觸點短時斷開時，防跳回路失效。

（6）線路遇永久性故障，先合側(cè)合閘后發(fā)永跳，后合側(cè)非故障相可能因重合閘和跳閘時間間隔小，機構(gòu)防跳來不及啟動。

2.3同時使用兩組防跳

即在同一斷路器的控制回路中，同時使用串聯(lián)防跳和并聯(lián)防跳。這種防跳方式在很多省份的規(guī)范中明確禁止。但實際上，只要解決好TWJ與機構(gòu)防跳繼電器的寄生回路問題，兩種防跳同時使用可以進行優(yōu)勢互補。

2.4組合防跳

組合防跳，即通過斷路器機構(gòu)箱的遠(yuǎn)方/就地方式把手，實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制時使用操作箱中的串聯(lián)防跳，就地控制時使用斷路器機構(gòu)中的并聯(lián)防跳。在任何時候，斷路器均只有一套防跳回路，能夠滿足相關(guān)規(guī)定的要求，且發(fā)揮兩種防跳回路的優(yōu)勢。

在圖2中，解開斷路器防跳回路中的X1-990與X1-991的短線，即可由遠(yuǎn)方/就地方式把手S8的常閉觸點實現(xiàn)組合防跳方式。

3　防跳回路的選用

目前，高壓斷路器及其操作回路的工藝和設(shè)計越來越成熟，TWJ繼電器和合閘保持繼電器與機構(gòu)防跳繼電器的匹配問題已基本得到解決。如部分設(shè)計的解決方法是，將操作箱中的TWJ繼電器與斷路器機構(gòu)常閉觸點、機構(gòu)防跳繼電器常閉觸點串聯(lián)，再接入機構(gòu)箱合閘回路；還有如北京四方的操作箱使用自適應(yīng)方式的自保持回路，可以很好地實現(xiàn)與各大廠家斷路器機構(gòu)防跳回路的配合。但如果僅使用一種防跳，仍然會出現(xiàn)上文提到的問題。

在“一個斷路器只使用一套防跳”的要求下，需要斷路器在任何時候均可實現(xiàn)防跳功能，且性能穩(wěn)定，所以采用組合防跳方式為宜。一方面，斷路器正常運行時，使用操作箱防跳回路（串聯(lián)防跳），集成回路和室內(nèi)環(huán)境能保證其工況穩(wěn)定；另一方面，就地作業(yè)或操作時，使用機構(gòu)箱防跳回路（并聯(lián)防跳），防止就地合閘于故障又發(fā)生合閘接點粘連導(dǎo)致跳躍；另外目前高壓斷路器工藝已較成熟，因機構(gòu)本身故障連續(xù)多次跳開的概率較低，可不予考慮。

在2014年廣東電網(wǎng)某220kV變電站的斷路器更換工程中，4組220kV斷路器均采用了組合防跳的方式。

結(jié)語

防跳回路是保證斷路器可靠工作，電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要手段，在工程運行實踐中防跳回路出現(xiàn)的故障卻不在少數(shù)。究其原因在于設(shè)備產(chǎn)品工藝不成熟，回路設(shè)計未充分考慮各防跳回路與其他回路部分的配合，斷路器操作箱廠家與機構(gòu)箱廠家不一致等。隨著設(shè)備工藝和回路設(shè)計的逐步成熟和完善，相關(guān)問題逐步減少，使用組合防跳可以很好地保證防跳回路的完整性和正確性。當(dāng)然，在變電站技改工程中，仍需根據(jù)實際情況并考慮以上問題，選取合適的防跳方案。

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