斷路器操作箱防跳回路優(yōu)化措施研究

黃瀟愷

摘 要： 斷路器跳躍現(xiàn)象是斷路器最惡劣的故障之一，會嚴(yán)重影響斷路器設(shè)備、破壞電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而防跳回路就是為了防止斷路器發(fā)生跳躍現(xiàn)象而設(shè)計出的回路。本文分析了斷路器操作箱防跳回路的工作原理，提出了目前使用的操作箱防跳回路的兩個隱患問題，在不影響斷路器正常運(yùn)行功能的情況下，結(jié)合實(shí)際對操作箱防跳回路的隱患問題提出了解決方案。

關(guān)鍵詞： 斷路器操作箱;控制回路;防跳回路

1 引言

隨著社會各界對供電的需求日益增大，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來越高。在電網(wǎng)運(yùn)行中，斷路器扮演著非常重要的角色。斷路器是一種控制電力線路通斷的電氣設(shè)備，在正常的情況下，斷路器可以按照控制指令接通或斷開輸電線路，而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，斷路器在繼電保護(hù)裝置的配合下可以迅速切斷故障電流，從而防止事故擴(kuò)大。斷路器的性能直接關(guān)系到配電線路的穩(wěn)定及電氣設(shè)備的安全。在電力系統(tǒng)運(yùn)行時，斷路器能夠可靠及時地執(zhí)行分合閘命令是十分重要的。

在斷路器的運(yùn)行過程中，如果遇到合閘回路出現(xiàn)觸點(diǎn)粘連、機(jī)構(gòu)卡死等故障，或是當(dāng)斷路器機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)構(gòu)脫扣，發(fā)生偷跳等問題時，會導(dǎo)致斷路器無法正常合閘。如果此時斷路器的合閘脈沖仍未解除，就有可能會使斷路器發(fā)生反復(fù)分閘合閘的情況，這種情況就稱為跳躍現(xiàn)象。跳躍現(xiàn)象會使斷路器的機(jī)械結(jié)構(gòu)受到頻繁的沖擊，導(dǎo)致斷路器壽命急劇縮短，甚至直接報廢。而防跳回路就是為了避免跳躍現(xiàn)象而設(shè)計的，讓斷路器在持續(xù)收到合閘脈沖的同時如果發(fā)生故障可以可靠分閘。

2 操作箱防跳回路原理

以南瑞繼保CZX-12R2型操作箱的控制回路為例。如圖1，圖中：TWJ繼電器為合閘回路監(jiān)視繼電器;HBJ繼電器為合閘保持繼電器;FTJ繼電器為防跳繼電器;HWJ繼電器為跳閘回路監(jiān)視繼電器;TBJ繼電器為跳閘保持繼電器;HJ節(jié)點(diǎn)為合閘命令節(jié)點(diǎn);TJ節(jié)點(diǎn)為跳閘命令節(jié)點(diǎn)。

斷路器操作箱啟動跳閘時，如果合閘回路發(fā)生如節(jié)點(diǎn)粘連等故障，會導(dǎo)致合閘命令HJ節(jié)點(diǎn)誤導(dǎo)通，此時如果發(fā)生故障，保護(hù)將會跳閘，TJ節(jié)點(diǎn)閉合勵磁跳閘保持繼電器TBJ，接著經(jīng)跳閘保持接點(diǎn)TBJ啟動防跳繼電器FTJ，防跳繼電器FTJ勵磁后斷開串接在合閘回路中的常閉接點(diǎn)FTJ，從而將合閘回路斷開。這時，即使合閘命令始終存在，也可以保證合閘回路可靠斷開，實(shí)現(xiàn)防跳功能。[[[]于勝洋，譚志聰，許曉陽，劉秀甫，陳文娟.斷路器跳位監(jiān)視回路與防跳回路間寄生回路的危害分析及改進(jìn)意見.機(jī)電信息，2019（26）]]

3 防跳回路存在的隱患問題

雖然操作箱防跳回路從原理圖紙上看已經(jīng)可以避免斷路器發(fā)生反復(fù)跳躍的情況。但在現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行時的情況是與我們理論設(shè)計是有很大差別的，在與其他功能回路相配合時，就會暴露出許多隱患問題，影響斷路器的正常分合閘功能。

根據(jù)圖1、圖2分析，采用操作箱防跳回路時可能有以下問題：

1、合閘回路中：僅能防止合閘命令接點(diǎn)誤導(dǎo)通造成的斷路器跳躍問題，如果發(fā)生端子排擊穿，出現(xiàn)跨過合閘回路的異常正電，直接與合閘線圈短接到一起，防跳回路就會失去作用。[[[]董超，胡楠楠.斷路器防跳回路失靈案例分析及改進(jìn)措施.南方電網(wǎng)技術(shù)，2012（01）]]

2、跳閘回路中：例如，當(dāng)斷路器本體三相不一致繼電器動作啟動跳閘時，會直接越過操作箱跳閘回路，跳閘保持繼電器TBJ不會勵磁[[[]曾祥智.220kV斷路器三相不一致保護(hù)與防跳回路沖突問題分析與處理.電工技術(shù)，2019（15）

進(jìn)而無法合上TBJ常開節(jié)點(diǎn)勵磁防跳繼電器FTJ，防跳回路失去作用。如果此時合閘脈沖一直發(fā)出，就無法防御斷路器的跳躍現(xiàn)象。

4 操作箱防跳回路隱患問題解決方法

4.1 解決操作箱跳閘回路中的隱患問題

由于三相不一致跳閘回路越過了操作箱跳閘回路，導(dǎo)致TBJ繼電器不會勵磁，也就無法啟動防跳繼電器FTJ，防跳功能就會失去。

為了解決這個問題，我們可以在操作箱跳閘回路中，跳閘命令TJ的兩端并聯(lián)一個三相不一致跳閘常開接點(diǎn)，讓三相不一致跳閘時TBJ即會勵磁，進(jìn)而勵磁防跳繼電器FTJ，防跳功能正常啟動。如圖3所示，

4.2解決操作箱合閘回路中的隱患問題

要解決直接越過合閘回路的異常正電問題，要點(diǎn)在于：當(dāng)我們需要正常合閘時，HJ節(jié)點(diǎn)閉合，防跳繼電器FTJ可以正常工作;而當(dāng)我們不希望斷路器合閘時，比如發(fā)生端子排擊穿，出現(xiàn)越過合閘回路的異常正電時，整個操作箱回路依然具有防跳功能。

為了能夠解決異常合閘問題，同時不影響正常情況下合閘回路正常運(yùn)行。我們可以在合閘命令HJ節(jié)點(diǎn)后接一個ZJ繼電器到負(fù)電端，再將ZJ常開接點(diǎn)串至合閘回路后。

此時，即便有異常正電直接跨過合閘回路，由于沒有合閘命令，ZJ繼電器不會勵磁，常開節(jié)點(diǎn)不會閉合，合閘回路被斷開無法合閘，防跳功能正常。同時當(dāng)我們想正常合閘時，合閘命令HJ節(jié)點(diǎn)閉合，ZJ繼電器勵磁，ZI常開接點(diǎn)勵磁，合閘回路導(dǎo)通，可以正常合閘。

此時，在加入了ZJ繼電器的合閘回路中，會有以下兩個不足之處：

1、ZJ繼電器回路沒有防跳功能。

2、合閘回路監(jiān)視繼電器TWJ無法正常工作。

對此提出以下改善方法：

（1）為ZJ繼電器回路增加防跳功能：

如果出現(xiàn)合閘節(jié)點(diǎn)粘連等情況導(dǎo)致合閘脈沖一直發(fā)出的同時，出現(xiàn)了跨過合閘回路的異常正電，此時發(fā)生故障保護(hù)跳閘時，ZJ繼電器會一直勵磁，導(dǎo)致ZJ常開接點(diǎn)閉合，異常正電接至合閘線圈導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)跳躍，防跳功能異常。為了解決這個問題，我們可以在ZJ繼電器回路中也串入防跳繼電器FTJ的常閉接點(diǎn)，如圖5所示：

這時，我們在解決了異常正電的問題時，也完善了ZJ繼電器回路的防跳問題。

（2）合閘回路監(jiān)視繼電器TWJ功能完善：

此時的合閘回路中，由于沒有合閘命令時，HJ節(jié)點(diǎn)不會閉合，ZJ常開接點(diǎn)不會導(dǎo)通，這樣就會斷開合閘監(jiān)視回路，TWJ無法發(fā)揮作用。為了使合閘回路監(jiān)視繼電器TWJ可以正常工作，我們可以將TWJ接至ZJ常開接點(diǎn)的后方，如圖6：

此時，無論是三相不一致跳閘還是異常情況引起的跨過合閘回路的正電，都無法對防跳功能造成影響。同時操作箱內(nèi)的其他回路也不會受到影響，可以正常工作。

5 結(jié)論

對目前使用的斷路器操作箱防跳回路存在的一些隱患問題提出了解決方法。

當(dāng)采用操作箱防跳時，我們需要在跳閘命令TJ兩端并聯(lián)三相不一致跳閘常開接點(diǎn);同時在合閘命令HJ常開節(jié)點(diǎn)后串聯(lián)一個ZJ繼電器和防跳繼電器FTJ常閉節(jié)點(diǎn)，再將ZJ常開節(jié)點(diǎn)串至操作箱合閘回路后方，將合閘回路監(jiān)視繼電器TWJ接至ZJ常開節(jié)點(diǎn)后方，如圖7所示：

此方案解決了斷路器操作箱回路存在的隱患問題，在不影響斷路器操作箱回路正常工作的情況下，穩(wěn)定可靠地避免了對斷路器分合閘影響巨大的跳躍問題，提高了供電可靠性。