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防跳那些事儿(上)

 永恒超越了时间 2019-06-14

   今天,小狼带大家来学习一下断路器操作回路中不可或缺的重要元件。众所周知,断路器是电力系统中重要的一次设备,在断路器合闸操作时,因某些原因,如合闸接点粘连或把手未及时松开等,导致合闸接点未返回而一直处于闭合状态。这时如遇到断路器合于永久性故障,保护动作,断路器跳闸,由于此时合闸脉冲仍未解除,断路器会再次合闸,如此反复跳合,我们称之为断路器的“跳跃”。在故障状态下,断路器的跳跃将会导致故障电流多次冲击,对电力系统造成严重损害,也可能使断路器遮断能力下降,产生严重损坏甚至爆炸,危及人身及设备安全。所以必须针对断路器的上述情况采取相应的防跳措施。

   小狼所在的上海电网主要采用电气防跳,电气防跳一般是通过防跳继电器闭锁合闸回路来达到防跳目的。根据防跳继电器所处的位置不同,电气防跳回路一般分两种,一种是操作箱防跳,另一种是机构防跳。

1.操作箱防跳


图1 操作箱防跳原理图

操作箱防跳的典型原理图如图1所示,防跳继电器TBJ有两个线圈,即电压线圈和电流线圈。其中电流线圈为启动线圈,电压线圈为自保持线圈。SHJ为手合接点,STJ为手跳接点,ZHJ为重合闸接点,HBJ为合闸保持继电器, HWJ为合位继电器,TWJ为跳位继电器,LTW和LHW分别为跳位监视灯和合位监视灯,TJ为保护动作跳闸接点,HQ和TQ分别为断路器的合闸和分闸线圈,DL为断路器辅助触点。

当手动合闸或重合闸动作时,SHJ或ZHJ动作,其常开接点闭合。若合闸接点粘连(手动合闸后未放开合闸把手,导致SHJ不能返回或ZHJ接点粘连),这时系统出现故障,保护动作,TJ闭合,启动防跳继电器的电流线圈,使得TBJ2和TBJ3打开,切断合闸回路,同时TBJ1闭合,启动电压线圈实现自保持,从而使合闸回路可靠断开。直到SHJ与ZHJ接点返回不再粘连,TBJ的电压线圈失磁为止,TBJ继电器复归。

使用TBJ2和TBJ3两个常闭接点,是为了增加合闸回路可靠性,防止其中一个接点损坏导致断路器不能合闸。

防跳继电器除了防跳功能外,其另一个常开接点TBJ4还具有防止保护接点TJ在断开直流电源时拉弧的作用,并能实现跳闸脉冲自保持。当保护动作故障切除后,若保护接点TJ比断路器辅助触点DL1先返回,就会导致跳闸回路直接由TJ断弧而损坏TJ接点(微机保护装置出口继电器触点容量较小,不具备断开跳闸电流的能力,强行断弧有可能烧毁)。而在TJ接点上并联TBJ4后,可以使TJ通过TBJ4来断弧,而不致烧毁。同时,TBJ4还可以在分闸脉冲不够长时使分闸信号自保持,从而保证断路器可靠分闸。

2.机构防跳

以某开关机构防跳为例,原理图如图2所示,k75L是开关机构防跳继电器,S8是近/远控把手,S9是合闸按钮,k76是就地合闸中间继电器,k15是马达电源监视继电器。


图2 某开关机构防跳原理图

当S8打到就地位置时,其常闭接点闭合,此时按下合闸按钮S9,k76继电器动作,其常开接点闭合,断路器合闸,其常开辅助触点DL2启动防跳继电器,并由k75L1实现自保持,同时k75L2、k75L3、k754打开,切断合闸回路。如果合闸接点粘连,则防跳继电器不会返回,合闸回路就可靠切断,即使此时保护动作跳闸,也不会再合闸。直到合闸接点解除,k75L返回,才可以再次合闸。

3.两种防跳回路比较

表1所示为两种防跳回路的比较。若要取消操作箱防跳,可将防跳继电器串联在合闸回路中的常闭接点TBJ2和TBJ3短接,也就是将图1中的a和b短接,这样即使TBJ启动,其常闭接点打开后也不会切断合闸回路。若要取消机构防跳,可将防跳继电器的启动回路断开,也就是将图2的c和d断开。

表1两种防跳回路比较


操作箱防跳

机构防跳

启动

断路器分闸时启动

断路器合闸时启动

自保持

在合闸回路自保持

在合闸回路自保持

防跳继电器

启动线圈类型

电流型继电器

电压型继电器

4。防跳功能的试验方法

a、断路器初始为合闸位置,此时模拟合闸接点粘连,合闸脉冲持续存在。接着模拟故障,保护动作,跳闸出口,此时断路器的动作行为应为分闸后不再合上。断路器处于合位时,其常开接点DL2闭合,由于合闸脉冲持续存在,因而防跳继电器有足够的时间使其接点动作,从而可靠切断合闸回路。现场人员可观察防跳继电器是否正确吸合,验证防跳回路的正确性。

b、断路器初始为分闸位置,此时模拟持续的分闸脉冲,然后模拟合闸接点粘连,合闸脉冲常有,这时断路器动作行为应为“合闸-分闸”后不再合上。相较于传统试验方法,这种方法除了能验证防跳回路的正确性外,还可验证防跳启动回路和自保持回路的时间配合。表2为这两种试验方法的比较。

表2 防跳试验方法比较


a方式

b方式

开关初始状态

合闸位置

分闸位置

方法

先模拟合闸接点粘连,

再模拟故障

先模拟持续的分闸脉冲,

再模拟合闸接点粘连

开关动作行为

分闸后不再合上

“合闸-分闸”后不再合上

功能

验证防跳回路

的正确性

除了验证防跳回路的正确性外,还可验证

防跳启动回路和自保持回路之间的时间配合

    对于防跳继电器,小狼相信大家一定都有了一定的了解,在下一期的十万个冷知识中,小狼会带来《防跳那些事儿(下)》,通过案例分析,阐述防跳失败的原因和相关的整改措施,敬请期待哦!

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