斷路器防跳回路的應用及常見的故障分析

李兆浩

華電國際十里泉發(fā)電廠 山東棗莊 277103

斷路器防跳回路的應用及常見的故障分析

李兆浩

華電國際十里泉發(fā)電廠 山東棗莊 277103

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設備。斷路器防跳回路的作用是防止斷路器在手動或自動裝置合閘后，如果控制開關未復歸或控制開關觸點、自動裝置觸點卡住，此時保護動作使斷路器跳閘時，斷路器將發(fā)生多次的“跳-合”現(xiàn)象。介紹了幾種常用的防跳回路，分析了它的工作原理。對防跳回路幾種常見故障進行了分析，提出了解決這些故障的具體方法。

斷路器；跳躍；防跳回路；故障分析

一、斷路器“跳躍”的危害

斷路器最基本、最重要的功能是正確動作并迅速切除電網(wǎng)故障。如果斷路器發(fā)生跳躍，將會對電網(wǎng)、設備及人身安全構成重大威脅，主要是：

（一）反復合閘于永久性故障電路，很容易一起故障擴大并導致事故發(fā)生，特別是保護跳閘信號源于短路時，會引發(fā)斷路器爆炸的后果，甚至釀成人身安全事故。

（二）由于斷路器的主觸頭行程一般都比較小，如6kV真空斷路器的主觸頭行程只有10mm，真空包不能承受連續(xù)的多次合閘沖擊，否則，真空包會受到嚴重的損壞。此外，分合閘線圈設計為短時工作制，在多次“跳躍”分合閘狀態(tài)下，急容易燒毀分合閘線圈。因此在電力系統(tǒng)中是絕對不允許發(fā)生這種現(xiàn)象，所以操作回路必須要有防跳措施。

二、防跳回路的作用

（一）防止因控制開關或自動裝置的合閘接點未能及時返回(例如操作人員未松開手柄，自動裝置的合閘接點粘連)而正好合閘在故障線路和設備上，造成斷路器連續(xù)合跳現(xiàn)象。

（二）對于電流啟動、電壓保持式的電氣防跳回路還有一項重要功能，就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點調整不當(變位過慢)，造成保護出口接點先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對于微機保護裝置來說是不可容忍的，而這一點卻常被人們忽視。

三、防跳回路的應用

最常用防跳回路有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、彈簧儲能式防跳回路。國產斷路器多采用串聯(lián)式防跳回路，進口斷路器多采用并聯(lián)式防跳回路。其中串聯(lián)式防跳回路最合理，應用也最廣泛，它除具有防跳功能外，還具有防止保護出口接點斷弧而燒毀的優(yōu)點，這也是應用微機保護裝置不可缺少的技術條件。

（一）串聯(lián)式防跳回路

所謂串聯(lián)式防跳，即防跳繼電器TBJ由電流啟動，該線圈串聯(lián)在斷路器的跳閘回路中。電壓保持線圈與斷路器的合閘線圈并聯(lián)。當合閘到故障線路或設備上，則繼電保護動作，保護出口接點TJ閉合，此時防跳繼電器TBJ的電流線圈啟動，同時斷路器跳閘，TBJ的常閉接點斷開合閘回路，另一對常開接點接通電壓線圈并保持。若此時KK(5—8)或HJ接點不能返回而繼續(xù)發(fā)出合閘命令，由于合閘回路已被斷開，斷路器不能合閘，從而達到防跳目的。另外，當TBJ啟動后，其并聯(lián)于保護出口的常開接點閉合并自保，直到“逼迫”斷路器常開輔助接點變位為止，有效地防止了保護出口接點斷弧。串聯(lián)式防跳回路，如圖1所示。

（二）并聯(lián)式防跳回路

所謂并聯(lián)式防跳，即防跳繼電器KO的電壓線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上(如圖2所示)。例如一個持久的合閘命令存在時，合閘整流橋輸出經Y3，S2，S3，S1，KO(2—1)接通。斷路器合閘后，并聯(lián)在合閘回路的輔助接點S3′閉合，啟動防跳繼電器KO，KO接點即由2—1位置切換到4—1位置，斷開合閘回路并保持。若此時線路或設備故障，繼電保護動作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開，從而防止了開關跳躍。

圖1 串聯(lián)式防跳回路

圖2 并聯(lián)式防跳回路

圖3 彈簧儲能式防跳回路

（三）彈簧儲能式防跳回路

如圖3，當一個持久合閘命令到來時，合閘電流經KK(5—8)或 HJ通過S3，K1，K1，S2，S1，Y1接通開關合閘。合閘后彈簧機構開始儲能，并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲能輔助開關S3常閉點接通防跳繼電器K1，K1的常開點自保，常閉點斷開合閘回路。若此時線路或設備故障，繼電保護動作跳閘，由于合閘回路已可靠斷開，有效地防止了開關跳躍。

四、常見故障

（一）接線錯誤

見圖4，A點接到B點。這樣線路發(fā)生故障跳閘，TBJ(I)電流啟動線圈得電動作后，不可能使電壓線圈完成自保持，造成防跳裝置失靈。如果KK5--8觸頭“粘死”或合閘脈沖無法解除，且線路出現(xiàn)永久性故障，則斷路發(fā)生多次分、合閘，即“跳躍”。

圖4 接線錯誤

（二）TBJ的電流線圈和電壓線圈之間絕緣性能降低、甚至擊穿

圖5中紅曲線表示電流線圈與電壓線圈之間絕緣已擊穿，因此經+KM、HD燈、TBJ電壓線圈、一KM，TBJ電壓線圈得電動作，使TBJV常閉接點保持斷開，這樣合閘同路被斷開，因此事故跳閘后，無法再重合閘。

（三）防跳繼電器的極性接反

見圖1，當控制開關KK5--8接通，斷路器合閘后，如果保護動作，斷路器跳閘，TBJ(I)線圈帶電，使TBJ1觸點閉合，在合閘脈沖未解除情況下，TBJ(V)電壓線圈完成自保持，因此不能再次合閘；但是，一旦合閘脈沖解除，TBJ(V)電壓線圈失電后，恢復到初始狀態(tài)。如果TBJ(V)電壓線圈接反，則在跳閘回路完成跳閘后，雖然合閘脈沖未解除，TBJ(V)電壓線圈也無法完成保自持，而使TBJ常開接點斷開、TBJ常閉接點閉合，不能斷開合閘回路，如永久性故障，則會發(fā)生多次合-分閘。

圖5 絕緣性能降低故障圖

五、結語

高壓斷路器的防跳回路作用是確保斷路器每次合閘操作時，斷路器只能進行一次合閘。“反復跳躍”現(xiàn)象會造成斷路器爆炸嚴重后果，因此斷路器的操作回路必須要有功能正確的防跳回路。

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[3]孟凡鐘．真空斷路器實用技術[M]．北京:水利水電出版社,2009-8-1．

[4]華電國際十里泉發(fā)電廠330MW機組廠用電設計圖紙．

[5]華電國際十里泉發(fā)電廠330MW機組脫硫改造設計圖紙．