吳海濤，任 佳

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

通常造成斷路器跳躍有以下2種情況：

(1) 高壓電氣設(shè)備發(fā)生接地或短路故障，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)斷路器，若此時(shí)操作箱內(nèi)合閘脈沖未解除，會(huì)導(dǎo)致斷路器反復(fù)跳合閘；

(2) 斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)有問(wèn)題，如合閘按鈕粘死，此時(shí)手動(dòng)分閘，也會(huì)導(dǎo)致斷路器跳躍。

針對(duì)這2種跳躍情況，現(xiàn)主要采取保護(hù)操作箱防跳及斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳方式加以應(yīng)對(duì)，防止斷路器跳躍。

1 保護(hù)裝置操作箱防跳回路分析

保護(hù)裝置操作箱防跳回路的接線情況，如圖1所示。

當(dāng)線路開(kāi)關(guān)處于合位時(shí)，若此時(shí)線路發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作，跳閘脈沖從保護(hù)跳閘TJ接點(diǎn)引入后，跳閘保持繼電器TBJ勵(lì)磁，防跳繼電器TBJV回路中的TBJ常開(kāi)接點(diǎn)閉合；若此時(shí)發(fā)生手合接點(diǎn)粘死或HBJ卡死等情況，同時(shí)長(zhǎng)期存在合閘脈沖，防跳回路導(dǎo)通，防跳繼電器TBJV勵(lì)磁并自保持。此時(shí)，合閘回路雖然有合閘正電，但由于串聯(lián)防跳繼電器TBJV的常閉接點(diǎn)斷開(kāi)，回路不導(dǎo)通，防止斷路器一直合閘分閘而發(fā)生跳躍。只有當(dāng)合閘脈沖解除，TBJV電壓線圈斷電后，其常閉接點(diǎn)閉合，合閘回路才恢復(fù)正常狀態(tài)。

由此可見(jiàn)，保護(hù)防跳中TBJV只有在保護(hù)動(dòng)作后才啟動(dòng)。

2 斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳回路分析

斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳回路如圖2所示。開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)防跳功能是由機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳繼電器52Y實(shí)現(xiàn)的。其作用是：當(dāng)合閘脈沖發(fā)出后，如果在操作箱中發(fā)生手合按鈕粘死或HBJ卡死等情況，合閘正電長(zhǎng)期存在，開(kāi)關(guān)閉合后開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)的常開(kāi)接點(diǎn)CB也閉合，使得防跳繼電器52Y勵(lì)磁并自保持。此時(shí)，合閘回路中52Y常閉接點(diǎn)斷開(kāi)。只要合閘正電一直維持，合閘回路就會(huì)一直斷開(kāi)，直到合閘正電消失后，52Y繼電器自保持回路解除，合閘回路才會(huì)恢復(fù)正常?？梢?jiàn)，在機(jī)構(gòu)防跳中，只要開(kāi)關(guān)在合位且存在合閘脈沖，防跳回路就會(huì)導(dǎo)通，防跳繼電器就會(huì)勵(lì)磁。

此方法因在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)防跳功能，所以無(wú)論是保護(hù)操作箱內(nèi)的故障或斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)本身的故障均可以得到保護(hù)，保護(hù)范圍大、可靠性強(qiáng)。目前，南方電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)均已解除操作箱防跳回路，而只使用機(jī)構(gòu)防跳。

3 2種防跳方法的比較

由2種防跳方法可以看出，操作箱內(nèi)防跳回路主要是防止當(dāng)系統(tǒng)或斷路器等一次設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，避免斷路器多次經(jīng)受故障電流沖擊而造成故障擴(kuò)大，保護(hù)對(duì)象主要是斷路器本身，而無(wú)法保護(hù)因機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部故障導(dǎo)致的斷路器跳躍。

機(jī)構(gòu)箱防跳回路主要是當(dāng)合閘指令保持時(shí)，避免斷路器一次觸頭承受連續(xù)多次的合閘沖擊。

圖1 保護(hù)裝置操作箱控制回路

圖2 斷路器機(jī)構(gòu)防跳原理

保護(hù)裝置防跳繼電器是在主控室的操作箱中，而斷路器機(jī)構(gòu)防跳繼電器是在斷路器機(jī)構(gòu)中，2者主要有以下不同。

(1) 當(dāng)變電站運(yùn)行人員需要在斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行就地操作時(shí)，斷路器機(jī)構(gòu)防跳依然能有效防止開(kāi)關(guān)跳躍，保護(hù)防跳則失去防跳效果。

(2) 如果出現(xiàn)機(jī)構(gòu)三相不一致保護(hù)動(dòng)作情況，由于機(jī)構(gòu)三相不一致保護(hù)跳閘在機(jī)構(gòu)中完成，回路不經(jīng)操作箱，所以此時(shí)保護(hù)防跳功能失效。

根據(jù)《廣東省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施》(2007版)中的規(guī)定，機(jī)構(gòu)防跳與保護(hù)防跳中應(yīng)有且只應(yīng)有一套防跳回路有效，另一套應(yīng)退出運(yùn)行。由于考慮到盡量簡(jiǎn)化操作箱控制回路，對(duì)于同時(shí)擁有2套防跳回路的斷路器，目前廣泛采用機(jī)構(gòu)防跳，退出保護(hù)防跳。

4 常見(jiàn)的防跳事件及優(yōu)化方法

4.1 2種防跳回路共用的沖突及優(yōu)化方法

4.1.1 事件經(jīng)過(guò)

2013年，某220 kV變電站因未及時(shí)解除遠(yuǎn)方保護(hù)防跳，發(fā)生了2種防跳回路共用時(shí)因參數(shù)配合不當(dāng)，造成因防跳回路構(gòu)成寄生回路導(dǎo)致跳合閘監(jiān)視回路紅、綠燈同亮的現(xiàn)象。事件原因是：當(dāng)時(shí)操作箱內(nèi)防跳回路未及時(shí)解除，在操作110 kV GIS開(kāi)關(guān)時(shí)，2套防跳回路共用。在遠(yuǎn)方操作斷路器合、分閘1次后，監(jiān)控紅、綠燈全亮，并且斷路器無(wú)法操作。在拉開(kāi)操作電源并重新送上后或斷路器改為就地操作后，上述情況消失。但再次操作斷路器后，上述情況再次出現(xiàn)。

4.1.2 優(yōu)化方法

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析，發(fā)現(xiàn)因斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)防跳回路的自保持，造成了操作箱內(nèi)TWJ和HWJ同時(shí)帶電的寄生回路。優(yōu)化方法如下。

(1) 在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入斷路器的常閉輔助接點(diǎn)。因操作箱TWJ繼電器直接串于機(jī)構(gòu)合閘回路中，經(jīng)機(jī)構(gòu)箱防跳回路的斷路器常閉接點(diǎn)及防跳繼電器構(gòu)成了寄生回路。因此，在TWJ后串入斷路器機(jī)構(gòu)的常閉輔助接點(diǎn)，這樣在斷路器合閘后常閉輔助接點(diǎn)打開(kāi)，可以完全斷開(kāi)此寄生回路。

(2) 在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入機(jī)構(gòu)箱防跳繼電器的常閉接點(diǎn)。在操作箱跳位監(jiān)視回路中串入防跳繼電器的常閉接點(diǎn)后，也可通過(guò)防跳繼電器常閉接點(diǎn)打開(kāi)來(lái)斷開(kāi)此寄生回路。

在保護(hù)裝置防跳和機(jī)構(gòu)箱防跳回路共用的情況下，可能產(chǎn)生寄生回路，造成各種缺陷。如何改善處理2者間的配合，使其共同作用，可靠發(fā)揮各自的保護(hù)功效，對(duì)于變電站正常穩(wěn)定的運(yùn)行很重要。

4.2 繼電器長(zhǎng)期勵(lì)磁及優(yōu)化方法

4.2.1 事件經(jīng)過(guò)

2014年，在某220 kV變電站，當(dāng)斷路器合閘后，發(fā)生因合閘按鈕彈簧銹死老化，使合閘保持繼電器HBJ卡死，合閘信號(hào)無(wú)法返回，合閘正電長(zhǎng)期存在。此時(shí)線路發(fā)生故障，保護(hù)動(dòng)作，斷路器反復(fù)合閘分閘，發(fā)生跳躍。

由于機(jī)構(gòu)防跳在合閘回路，而合位監(jiān)視在跳閘回路，并不對(duì)機(jī)構(gòu)防跳起監(jiān)視作用，所以當(dāng)斷路器合閘后，跳位燈滅，合位燈亮起，變電站運(yùn)行操作人員無(wú)法馬上發(fā)現(xiàn)手合發(fā)生粘死或者HBJ卡死情況，導(dǎo)致防跳繼電器52Y與合閘保持繼電器HBJ會(huì)長(zhǎng)期勵(lì)磁。直到這條線路發(fā)生故障或者進(jìn)行倒閘操作要斷開(kāi)此斷路器時(shí)，合位燈與跳位燈同時(shí)不亮，報(bào)控制回路斷線時(shí)，操作人員才發(fā)現(xiàn)手合正電長(zhǎng)期存在。

這種情況下可能存在以下2種弊端。

(1) 防跳繼電器52Y與合閘保持繼電器HBJ在無(wú)人發(fā)現(xiàn)的情況下長(zhǎng)期勵(lì)磁。加粗加黑標(biāo)記的回路長(zhǎng)期導(dǎo)通(見(jiàn)圖2)。時(shí)間一長(zhǎng)，運(yùn)行狀況會(huì)變壞，造成繼電器壽命減少，甚至?xí)篃龎?，造成開(kāi)關(guān)防跳失效或開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘。

(2) 如果不能及早發(fā)現(xiàn)手合按鈕粘死，會(huì)造成當(dāng)線路發(fā)生非永久性故障時(shí)線路無(wú)法進(jìn)行重合閘，產(chǎn)生不必要的用電負(fù)荷損失。當(dāng)斷路器保護(hù)動(dòng)作時(shí)，開(kāi)關(guān)跳開(kāi)。由于此時(shí)手合按鈕粘死故障沒(méi)有得到處理，合閘正電始終存在，防跳繼電器自保持，合閘回路一直斷開(kāi)，無(wú)法按照整定值進(jìn)行重合閘，將使原本能夠恢復(fù)用電的用戶蒙受不必要的停電損失。

4.2.2 優(yōu)化方法

在主控室保護(hù)屏處增設(shè)1盞機(jī)構(gòu)防跳告警燈，機(jī)構(gòu)防跳告警燈原理如圖3所示。保護(hù)屏從機(jī)構(gòu)箱采集防跳繼電器52Y的常開(kāi)接點(diǎn)作為開(kāi)入量，串聯(lián)防跳燈形成回路。當(dāng)防跳繼電器52Y不勵(lì)磁時(shí)，防跳燈不亮；當(dāng)52Y勵(lì)磁時(shí)，防跳燈亮。

圖3 機(jī)構(gòu)防跳告警燈原理

有了這個(gè)設(shè)計(jì)后，一旦合閘后發(fā)生手合按鈕粘死或者HBJ卡死情況時(shí)，運(yùn)行人員就可以通過(guò)機(jī)構(gòu)防跳燈告警判斷并處理故障，不會(huì)造成52Y與HBJ長(zhǎng)期勵(lì)磁；且及時(shí)處理后使線路發(fā)生非永久性故障時(shí)能夠重合閘，避免了用電負(fù)荷損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

因斷路器手動(dòng)合閘粘滯或者其他原因會(huì)造成開(kāi)關(guān)反復(fù)分合閘，產(chǎn)生斷路器跳躍事件。如果不采取措施防止開(kāi)關(guān)跳躍，就可能導(dǎo)致開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起開(kāi)關(guān)爆炸，威脅人身安全。因此，斷路器控制回路中需要存在防止開(kāi)關(guān)跳躍的機(jī)制。在電力系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)控制回路的防跳回路是工程驗(yàn)收、定檢中極其重要的回路，如何處理好該回路，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)：

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