電力系統高壓斷路器二次回路繼電器保護動作過程的分析

吳亞民+吳晗嘉

【摘要】本文介紹了電力系統高壓斷路器二次回路中繼電器的名稱、作用，跳、合閘時動作順序，重點對HBJ、TBJ及其輔助接點如何完成防跳功能進行深入的分析，目的是增進保護、運行人員對于高壓斷路器二次回路的認識，更好的展開各項工作。

【關鍵詞】二次回路 繼電器 接點 防跳

翻開斷路器操作裝置原理框圖，出現頻率最高的莫過于TBJ（跳躍閉鎖繼電器）了，其次是HBJ（合閘閉鎖繼電器），HWJ（合閘位置繼電器），TWJ（跳閘位置繼電器）。

合閘過程中，因把手未返回或其5、8接點粘連或遙合、自重合裝置故障等多種因素引起合閘脈沖持續不消除；在合閘動作完成后，由于合閘到線路永久故障或保護裝置誤動，斷路器操作裝置又接到跳閘指令時，斷路器在反復跳閘、合閘的巨大沖擊力作用下，損壞主導流觸頭，造成一、二次設備回路接線薄弱處過熱，系統電壓波動、設備損壞。更有甚者，如果斷路器三相不同期，將使變壓器中性點產生數倍于相電壓的操作過電壓，損壞絕緣。防跳回路是為防止這種現象而設計的回路。

雖然斷路器跳躍現象并不常見，但一旦發生，后果嚴重，難于及時、有效控制，除非設備爆炸或回路斷線。防跳回路是斷路器操作裝置原理框圖的精髓，搞懂了防跳回路，再看操作回路便一目了然。

如下圖展示的合閘回路（注：TBJV代表TBJ電壓線圈，TBJI代表TBJ電流線圈，TBJ2-TBJn為TBJ輔助接點；BCHJ為SF6壓力下降閉鎖合閘繼電器接點；TBJI電流線圈串接于跳閘線圈前，并可與其輔助接點形成自保持至跳閘后；DL1代表斷路器常閉輔助接點，DL2代表斷路器常開輔助接點，常是指斷路器的未合閘狀態。為精確分析動作過程，我們特別定義：斷路器的狀態以其輔助接點的動作和跳/合閘指令的發出為準，如跳閘時系跳閘指令已發出，斷路器的常開/閉輔助接點在合/分位；跳閘后系跳閘指令已發出，斷路器的常開/閉輔助接點在分/合位）。

（1）手合、遙合、ZCH等發出的合閘脈沖都將通過SF6壓力下降閉鎖合閘繼電器輔助接點、HBJI、TBJ2常閉、DL1常閉、合閘線圈來完成合閘。

合閘時，合閘脈沖通過HBJI、TBJ2常閉、DL1常閉、HQ回路使HBJI帶電動作，HBJ2常開接點閉合，HBJ2常開接點、HBJI、TBJ2常閉接點、DL1常閉接點、HQ形成自保持，合閘后DL1常閉接點斷開，中斷此自保持。

如遇到長的合閘脈沖（以其時間持續到跳閘后為準），只要斷路器斷開、DL1斷路器常閉接點合上，HBJI就能夠重新接通合閘回路并自保持。

（2）合閘后，DL常開輔助接點閉合，DL1常閉接點斷開。

（3）跳閘時，跳閘正電源通過手跳繼電器接點、壓力閉鎖接點、TBJI電流線圈、TQ跳閘線圈、跳閘負電源接通跳閘回路，TBJI電流線圈動作后，合上TBJ常開接點、打開TBJ2常閉接點，跳閘正電源通過TBJ常開接點、TBJI電流線圈、TQ跳閘線圈、跳閘負電源自保持至跳閘后；TBJ2常閉接點斷開后切斷合閘回路；TBJ3常開接點閉合。

若合閘脈沖未解除，合閘正電源將通過HBJI電流線圈，TBJ3常開接點，TBJV電壓線圈，合閘負電源形成第一個自保持至合閘脈沖解除；同時將形成合閘正電源，HBJ2常開，HBJI電流線圈，TBJ3常開，TBJV電壓線圈，合閘負電源的第二個自保持回路；這兩個自保持保證TBJ2常閉被打開、合閘回路被切斷的狀態，第二個自保持持續至合閘電源被切斷或手動復歸后方能解除，也即在合閘脈沖的持續時間較長時，從首次跳閘至切斷合閘電源、保護裝置重置期間，合閘回路是斷開的。跳令發出后，斷路器尚在合位、即將跳閘的狀態下已通過自保持切斷合閘回路，合閘指令根本沒有再次執行的機會，由此完成防跳功能。與普通回路相比，多了個HBJ，它的作用是在出現長合閘脈沖后，在第二個自保持中使合閘回路失效的時間延長至合閘裝置重置，而不是像老回路那樣只有第一個自保持，本次長合閘脈沖結束后即開放合閘回路。通過HBJ、TBJ及各自的常開輔助接點，串聯成自保護回路，提高了防跳回路的可靠性，并促使值班人員及時檢查合閘回路的異常。

其實采用長合閘脈沖的說法并不確切，只要跳閘時有合閘脈沖，不管先前各繼電器狀態如何、合閘脈沖是否持續，就能形成第一個自保持，并啟動第二個自保持，斷開合閘回路并自保持，可靠完成防跳功能。但斷路器在跳閘指令發出后、TQ跳閘線圈已通電、輔助接點尚未分離的毫秒級狹窄時間段內發出合閘指令，需要多方因素的巧合及操作裝置較高的故障機率，因此采用這種說法。

通過上文分析，我們深入了解了高壓斷路器通用二次回路中繼電器的名稱、作用，跳、合閘時動作順序，HBJ、TBJ及其輔助接點如何完成防跳功能，對于高壓斷路器二次回路的運行、維護和檢修都具有一定參考意義。