［摘 要］當(dāng)前，高壓開關(guān)柜的防跳繼電器通常采用電磁式繼電器，當(dāng)高壓開關(guān)柜震動(dòng)時(shí)，繼電器的觸點(diǎn)易被導(dǎo)通，引起斷路器誤跳閘，導(dǎo)致設(shè)備停電。對(duì)此，文章基于防跳繼電器的結(jié)構(gòu)、原理等角度對(duì)其引發(fā)的全站失電事件進(jìn)行分析。針對(duì)常規(guī)防跳繼電器易誤跳的問(wèn)題，利用微機(jī)綜保自身的觸點(diǎn)，配合必要的邏輯編程解決該問(wèn)題。該方法可替換常規(guī)的繼電器，避免因震動(dòng)造成開關(guān)誤動(dòng)作跳閘，同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)開關(guān)的防跳躍功能。

［關(guān)鍵詞］高壓斷路器；防跳繼電器；跳閘；震動(dòng)

［中圖分類號(hào)］TM58 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）03–0083–03

1 事故概述

某公司2 號(hào)空壓站10kV 供電系統(tǒng)為單母分段，有雙回電源雙段母線，正常運(yùn)行時(shí)1 號(hào)電源帶1 段母線，2 號(hào)電源帶2 段母線運(yùn)行，母聯(lián)5012 斷路器熱備用狀態(tài)。2 號(hào)空壓站電氣一次接線如圖1 所示。某日，該站2 段母線上的2 號(hào)空壓機(jī)508 柜過(guò)電壓保護(hù)器三相短路，508 柜斷路器速斷保護(hù)跳閘，保護(hù)裝置及斷路器動(dòng)作正確。在此次事故中2 號(hào)電源進(jìn)線68 柜，以及1 號(hào)電源進(jìn)線67 柜斷路器也同時(shí)跳閘，造成了二空壓全站失電，對(duì)公司生產(chǎn)造成了較大的影響。

2 現(xiàn)場(chǎng)情況

2 號(hào)空壓站2 號(hào)空壓機(jī)508 柜A、C 相過(guò)電壓保護(hù)器已炸毀，如圖2 所示。檢查2 號(hào)電源進(jìn)線68 柜、1號(hào)電源進(jìn)線67 柜繼電保護(hù)裝置均無(wú)保護(hù)出口跳閘信息。經(jīng)查看視頻監(jiān)控錄像，在2 號(hào)空壓機(jī)508 柜過(guò)電壓保護(hù)器短路發(fā)生時(shí)，2 號(hào)電源進(jìn)線68 柜及1 號(hào)電源進(jìn)線67 柜指示燈合閘變分閘。

3 防跳繼電器工作原理

3.1 防跳繼電器概念

在供配電專業(yè)中，開關(guān)柜的防跳繼電器也叫防跳躍繼電器。其用于高壓開關(guān)柜的斷路器控制回路中，即當(dāng)斷路器合閘回路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分閘，或短路事故未排除又進(jìn)行合閘，導(dǎo)致斷路器反復(fù)合、分閘，不僅擴(kuò)大事故，還會(huì)引起設(shè)備損壞或人身事故，因此高壓開關(guān)控制回路中都設(shè)計(jì)有防跳躍功能。

3.2 防跳繼電器工作原理

防跳繼電器一般選用電流啟動(dòng)、電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線圈；電壓線圈接于合閘回路作為保持線圈。當(dāng)分閘時(shí)，電流線圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障或處于手動(dòng)合閘位置，電壓線圈啟動(dòng)并通過(guò)其常開接點(diǎn)自保持，其常閉接點(diǎn)馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過(guò)程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過(guò)其常開接點(diǎn)將電流線圈自保持。

斷路器跳閘一般有兩種情況：①主回路沒有故障，而是由于斷路器機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)不良，繼電器觸點(diǎn)卡住等原因?qū)е?；②主回路確有故障，斷路器合于故障點(diǎn)，繼電器保護(hù)動(dòng)作使斷路器跳閘，而這時(shí)斷路器的操作把手尚未復(fù)歸或自動(dòng)裝置的觸點(diǎn)卡死等，從而使斷路器發(fā)生多次分合的現(xiàn)象。

3.3 防跳繼電器工作過(guò)程分解

現(xiàn)以主回路有故障為例分析防跳繼電器的回路動(dòng)作情況，有助于分析防跳繼電器的工作原理及動(dòng)作過(guò)程。常規(guī)繼電器防跳躍繼電器回路圖如圖3 所示。

（1）開關(guān)分閘狀態(tài)下進(jìn)行合閘操作，控制回路動(dòng)作如下：+KM—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—自動(dòng)/ 手動(dòng)選擇開關(guān)1QK 打到手動(dòng)狀態(tài)，觸點(diǎn)3-4 接通—手動(dòng)合閘開關(guān)1KK 合上，觸點(diǎn)1-2 接通—母聯(lián)開關(guān)柜3DL常閉觸點(diǎn)合上—本開關(guān)柜處于運(yùn)行位置YW 合上—支路2 中的防跳繼電器常閉觸點(diǎn)TBJV5-6 閉合—本開關(guān)柜常閉輔助觸點(diǎn)1DL 閉合—本開關(guān)柜合閘線圈HQ帶電—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—-KM，整個(gè)控制回路完成合閘動(dòng)作，斷路器合上。

（2）如果主回路有故障，斷路器合于故障點(diǎn)，保護(hù)裝置發(fā)出保護(hù)動(dòng)作指令使斷路器跳閘，分閘動(dòng)作回路情況如下：+KM—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—保護(hù)裝置SEL351A 發(fā)出跳閘指令，回路OUT101（A01-A02 觸點(diǎn)）閉合—1LP 保護(hù)硬壓板投入—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—本開關(guān)柜常開輔助觸點(diǎn)1DL 閉合—本開關(guān)柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—-KM，整個(gè)控制回路完成分閘動(dòng)作，斷路器斷開。

（3）防跳躍回路動(dòng)作過(guò)程。這時(shí)斷路器的手動(dòng)合閘開關(guān)1KK 操作把手尚未復(fù)歸，觸點(diǎn)1-2 仍接通，如果控制回路中沒有防跳躍繼電器，會(huì)使斷路器發(fā)生多次分合的現(xiàn)象。增加了防跳躍繼電器后，可起到防止斷路器發(fā)生多次分合的作用。防跳躍回路動(dòng)作過(guò)程如下：①防跳繼電器電流線圈啟動(dòng)：+KM—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—保護(hù)裝置SEL351A 發(fā)出跳閘指令，回路OUT101（A01-A02 觸點(diǎn)）閉合—1LP 保護(hù)硬壓板接通—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—防跳斷電器TBJ 常開觸點(diǎn)3-4 閉合（自鎖跳閘回路）—本開關(guān)柜常開輔助觸點(diǎn)1DL 閉合—本開關(guān)柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—-KM。②防跳繼電器電壓線圈閉鎖：+KM—直流空氣開關(guān)2ZZK合閘—自動(dòng)/ 手動(dòng)選擇開關(guān)1QK 打到手動(dòng)狀態(tài)，觸點(diǎn)3-4 接通—手動(dòng)合閘開關(guān)1KK 合上，觸點(diǎn)1-2 接通—母聯(lián)開關(guān)柜3DL 常閉觸點(diǎn)合上—母聯(lián)開關(guān)柜3DL 常閉觸點(diǎn)合上—本開關(guān)柜處于運(yùn)行位置YW 合上—防跳繼電器常閉觸點(diǎn)TBJV1-2閉合—防跳繼電器電壓線圈14-16 帶電，防跳繼電器常閉觸點(diǎn)TBJV5-6 斷開—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—-KM，防跳繼電器電壓線圈啟動(dòng)并通過(guò)其常開接點(diǎn)自保持，其常閉接點(diǎn)馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過(guò)程中不能馬上再合閘。

3.4 防跳繼電器的特點(diǎn)

因電磁式繼電器的常開觸點(diǎn)的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)距離只有2～4 mm，即震動(dòng)瞬間發(fā)生，時(shí)間很短。但防跳躍繼電器的常開觸點(diǎn)瞬間導(dǎo)通，斷路器的跳閘回路接通，跳閘線圈得到足夠的動(dòng)作電壓，完成了跳閘動(dòng)作，因此跳閘的結(jié)果不可改變。

4 原因分析

4.1 事故起因

此次事故的起因是2 號(hào)空壓站2 號(hào)空壓機(jī)508 柜過(guò)電壓保護(hù)器絕緣老化引起三相短路。

4.2 事故直接原因

從防跳繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、動(dòng)作過(guò)程，以及雙回電源進(jìn)線柜無(wú)任何保護(hù)信息綜合分析，判斷造成2 號(hào)空壓站全站失電的直接原因?yàn)殡p回電源進(jìn)線柜的開關(guān)站面板上的防跳繼電器受到?jīng)_擊波震動(dòng)而引起常開觸點(diǎn)導(dǎo)通，引起開關(guān)柜分閘。

508 開關(guān)柜過(guò)電壓保護(hù)器短路時(shí)產(chǎn)生的沖擊波造成強(qiáng)烈的震動(dòng)，引起雙回電源進(jìn)線柜防跳繼電器的常開觸點(diǎn)接通，圖3 中的支路3 中的TBJ3-4 接通，動(dòng)作情況如下：+KM—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—防跳斷電器TBJ 常開觸點(diǎn)3-4 接通—防跳斷電器TBJ 電流線圈18-20 帶電—本開關(guān)柜常開輔助觸點(diǎn)1DL 閉合—本開關(guān)柜分閘線圈TQ 帶電—直流空氣開關(guān)2ZZK 合閘—-KM，開關(guān)柜跳閘，微機(jī)保護(hù)裝置無(wú)任何動(dòng)作報(bào)警報(bào)文。

4.3 管理原因

2 號(hào)空壓站的過(guò)電壓保護(hù)器已使用13a，超過(guò)8a的使用年限，存在安全隱患卻一直未進(jìn)行排除，過(guò)電壓保護(hù)器管理不到位是造成此次事故的主要原因。相關(guān)電氣技術(shù)人員點(diǎn)檢不到位，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)器隱患，是造成此次事故的次要原因。

5 預(yù)防措施

全面排查高壓開關(guān)柜到期的過(guò)電壓保護(hù)器并對(duì)其進(jìn)行更換。但最終需要解決防跳繼電器震動(dòng)導(dǎo)致誤動(dòng)作的問(wèn)題，因此，為避免重復(fù)發(fā)生此類事故，需對(duì)防跳躍回路進(jìn)行技術(shù)上的改造。利用檢修機(jī)會(huì)，取消1號(hào)及2 號(hào)電源進(jìn)線柜面板上的常規(guī)防跳繼電器，改為利用微機(jī)綜保自身的觸點(diǎn)，配合必要的邏輯編程，替換掉常規(guī)的繼電器。由于取消了電磁式防跳繼電器，改為采用微機(jī)綜保自身的觸點(diǎn)，配合必要的邏輯編程，可避免因震動(dòng)造成開關(guān)誤動(dòng)作跳閘，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)開關(guān)的防跳躍功能，而且降低了項(xiàng)目的投資額，不需要另外配置防跳躍繼電器。

對(duì)繼電器式的防跳躍回路進(jìn)行改造，利用微機(jī)綜保裝置SEL-351A 自身的觸點(diǎn)，配合必要的邏輯編程，替換掉原有的電磁式繼電器。將圖3中的支路1、支路2、支路3、支路4 拆除，改為圖4 中的支路1''、支路2''、支路3''，完成控制回路上的改造。

對(duì)圖4“支路1”中的OUT107，可利用邏輯進(jìn)行編程。當(dāng)控制回路中分閘、合閘指令同時(shí)存在時(shí)（手動(dòng)操作或遙控操作均可以），OUT107 觸點(diǎn)不閉合處于打開狀態(tài)，可起到閉鎖合閘回路的效果。當(dāng)保護(hù)裝置失電時(shí)以及在保護(hù)故障未復(fù)歸時(shí)，OUT107 觸點(diǎn)不閉合處于打開狀態(tài)，可起到閉鎖合閘回路的效果。

OUT107 觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間小于開關(guān)的合閘、分閘動(dòng)作時(shí)間。10 kV 開關(guān)柜的合閘時(shí)間一般為100 ms，分閘時(shí)間一般為60 ms，OUT107 觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間不大于1 ms。

有3 種情況會(huì)發(fā)生跳躍現(xiàn)象，分別進(jìn)行閉鎖：①合閘信號(hào)一直存在，又有分閘信號(hào)來(lái)（上升沿）；②分閘信號(hào)一直存在，又有合閘信號(hào)來(lái)（上升沿）；③分閘、合閘信號(hào)同時(shí)存在。當(dāng)有上述3 種情況發(fā)生時(shí)，微機(jī)綜保裝置SEL351A 自保持字位LT 置1，OUT107 出口打開，起到閉鎖合閘回路的作用；有分閘或合閘信號(hào)返回時(shí)（下降沿），微機(jī)保護(hù)裝置自保持字位LT 置0，OUT107 出口閉合，接通合閘回路，允許合閘操作。

6 結(jié)束語(yǔ)

防跳繼電器通常是采用電磁式繼電器，如果高壓開關(guān)柜安裝在振動(dòng)源附近，高壓開關(guān)柜的工作將受到震動(dòng)的影響，電磁式繼電器的觸點(diǎn)易被導(dǎo)通，引起斷路器誤動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備停電從而影響供電。通過(guò)分析本次事故，要求對(duì)已發(fā)現(xiàn)的隱患立行立改，按期限完成隱患整治工作，杜絕類似事故的再次發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙通漢. 誤操作引起智能變電站繼電保護(hù)誤動(dòng)分析[J]. 電工技術(shù)，2021（8）：30.

[2] 張波. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置調(diào)試及安全管理策略[J]. 智能城市，2020（20）：98-99.

[3] 馬志濤. 一起主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘的事故分析[J]. 電工技術(shù)，2021（17）：82-84.