斷路器本體防跳與微機保護裝置中防跳回路關(guān)系的分析

1、斷路器本體防跳與微機保護裝置中防跳回 路關(guān)系的分析引言目前，企業(yè)的供電及電氣設備多采用微機保護裝置進行 斷路器的分/合閘控制。微機保護裝置的防跳設置與斷路器 本體的防跳設置如何正確合理的選擇；如何避免故障發(fā)生 時，斷路器重復合閘于故障線路、設備，是電氣系統(tǒng)運行及 設備安全的重要保障。1、防跳工作原理1.1微機保護裝置的防跳工作原理在我集團公司供水擴建改造工程中，各水廠分別采用了 北京四方繼保有限公司、北京和利時系統(tǒng)有限公司及珠海萬 利達電氣有限公司的多種微機保護裝置，其控制、防跳回路 的設置基本相通。原理圖如圖1。當有一個持續(xù)的合閘信號時，此時分斷路器，TBJ電流線圈動作，TBJ-1打開，切斷

2、 合閘回路，TBJ-2閉合，持續(xù)的合閘信號啟動 TBJ電壓線圈 并靠TBJ-2自保持，使合閘回路保持斷開狀態(tài)，防止斷路器 的再次合閘，直到持續(xù)合閘信號消失，TBJ失壓恢復。1.2斷路器本體防跳工作原理開關(guān)柜中的斷路器采用了 ABB公司的VD4-12及SIEMENS 公司的3AH3-40.5型真空斷路器，斷路器本身都配置了防跳 環(huán)節(jié)，其防跳環(huán)節(jié)的設置基本一致，原理圖如圖2。斷路器合閘的同時，斷路器 QF輔助常開觸點閉合，防跳繼電器KO帶電工作，K0節(jié)點斷開合閘回路，同時接通防跳閉鎖回路， 防跳繼電器 KO在持續(xù)合閘信號下自保持，使合閘回路保持 斷開狀態(tài)，直到持續(xù)合閘信號消失，K0失壓恢復。+km

3、HQ圖2斷路器防跳原理1.3兩種防跳原理的區(qū)別保護裝置的防跳是通過跳閘信號分斷斷路器的同時，啟 動TBJ繼電器并由持續(xù)的合閘信號使TBJ自保持來完成切斷合閘回路，由其他信號啟動，故障信號保持。斷路器本體防 跳是通過斷路器合閘的瞬間啟動KO繼電器，由持續(xù)的合閘信號使KO繼電器自保持來完成切斷合閘回路，只要故障合 閘信號存在，此種狀態(tài)將一直保持，與斷路器的狀態(tài)無關(guān)。2微機保護裝置和斷路器本體防跳共存時與控制回路關(guān)系由于微機保護裝置控制與斷路器的分/合閘密不可分，同時微機保護裝置不但具有分/合閘控制功能，而且對于控制回路是否完好，也通過其內(nèi)部的繼電器進行監(jiān)視。防跳環(huán) 節(jié)與控制回路存在著不同的關(guān)系，如

4、圖3。圖3整體控制原理2.1斷路器防跳環(huán)節(jié)正常分/合閘時及合閘信號存在時的狀 況由于生產(chǎn)廠家的選用設備不同，R1、R2分壓電阻的設置、繼電器的動作電壓、返回系數(shù)不同及控制母線電壓的高低不 同，決定微機保護裝置的控制回路監(jiān)視繼電器TWJ和防跳繼電器K0的動作狀態(tài)可能存在以下幾種不正常的狀況：（1）斷路器正常合閘時，斷路器的防跳環(huán)節(jié)必然動作， 合閘信號消失后，在正常的控制電壓作用下， 此時TWJ和 KO 繼電器可能都保持動作狀況。由于TWJ和KO動作狀況的保持，控制回路表現(xiàn)為：斷路器跳閘后，信號反映正常，斷路 器再次合不上閘；TWJ不動作、K0繼電器保持動作狀況，表 現(xiàn)為跳閘后，控制回路斷線信號發(fā)

5、出， 斷路器再次合不上閘。（2 ）合閘信號存在時，斷路器合閘后，因有持續(xù)的合 閘信號存在，斷路器防跳閉鎖環(huán)節(jié)已起作用，斷開了合閘回 路，斷路器再次合不上閘，TWJ兩端電壓相同，不動作，發(fā)出控制回路斷線信號。2.2 微機防跳環(huán)節(jié)正常分 / 合閘時及合閘信號存在的狀況 （1）正常合閘時，由于斷路器防跳環(huán)節(jié)的存在，信號 反應與斷路器的分析狀況相同。（ 2）合閘信號存在時，在開始合閘的瞬間，斷路器防 跳環(huán)節(jié)已起作用，此種狀況一直保持至斷路器合閘后的狀 態(tài)，直到有跳閘信號發(fā)出時， TBJ-1 斷開，轉(zhuǎn)而為微機保護 裝置的防跳環(huán)節(jié)起作用，此時信號反應與斷路器的分析狀況 相同。3 應用中的問題及其防跳環(huán)節(jié)的

6、優(yōu)缺點 兩種防跳設置雖然都完成了防跳功能，但由于微機保護 裝置的TWJ與KO繼電器的不同狀況及持續(xù)合閘信號輸入點 的不同，以及兩者間不同的防跳原理及與控制間的關(guān)系造成 控制和信號回路反映不能對應，給故障分析及處理帶來很大 麻煩。3.1 應用中的問題（1）正常情況下，在斷路器跳閘后，控制回路斷線信 號發(fā)出時，不一定是控制環(huán)節(jié)的斷線造成的，可能是防跳閉 鎖環(huán)節(jié)已起作用所致（即有持續(xù)的合閘信號） ，運行及處理 人員在工作中要特別注意。不能簡單地斷開控制電源，使信 號消除后，再恢復電源。（2）正常情況下，信號反映正常，但斷路器再次合不 上閘，也可能是斷路器防跳環(huán)節(jié)未復歸；或者是持續(xù)的合閘 信號存在（微

7、機防跳已起作用） ，此時應予以注意。3.2 防跳環(huán)節(jié)的優(yōu)缺點（1）兩種防跳環(huán)節(jié)都是產(chǎn)品的標準配置，且多采用微機保護裝置的防跳。采用微機保護裝置防跳時，只是把斷路 器的防跳環(huán)節(jié)拆除，斷開KO線圈的接線即可，接線簡單易于完成， 但微機保護裝置防跳， 防跳保護的二次線路范圍小。（2）采用斷路器防跳環(huán)節(jié)時，由于微機保護裝置防跳 環(huán)節(jié)集成在其內(nèi)部，必須注意在斷開 TBJ 的線圈的同時，還 須將 TBJ-1 的節(jié)點短接。因為在斷路器的防跳環(huán)節(jié)閉鎖狀況下，由于分斷路器時，TBJ-1打開，KO失電恢復，破壞了斷 路器防跳閉鎖環(huán)節(jié)，跳閘后， TBJ 沒有自保持， TBJ-1 節(jié)點 復歸，合閘回路接通，斷路器在持

8、續(xù)的合閘信號下，將再次 合閘。斷路器防跳環(huán)節(jié)，防跳保護的二次線路范圍大，保護 可靠，但由于 TWJ與KO繼電器的動作關(guān)系及返回系數(shù)不同 而造成的合閘回路信號反映不同，保護裝置內(nèi)部需要改動。4 結(jié)束語 綜上所述，在設計和使用中，通常都選用兩者之一。若采用兩者共存的方式，則應合理的設置 TWJ K0繼電器及其 分壓電阻R1、R2,并綜合考慮控制電壓的高低，使斷路器正 常分閘時，K0繼電器能夠可靠復歸， 不致影響信號的正常反 映。這是選擇斷路器防跳的關(guān)鍵，同時還應考慮是否將KO繼電器的節(jié)點引入微機保護裝置，用于區(qū)分斷線信號。此種 狀態(tài)下，選擇兩者共存，既滿足了防跳功能及其防跳保護范 圍的最大，又不影

9、響各廠家的產(chǎn)品標準使用，使應用得以完 善。斷路器防跳回路接線原理及其應用斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設備。目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多 , 其滅 弧原理、操作機構(gòu)和控制回路也是多種多樣 , 各有特點 , 尤其是防跳 回路的設計更是千差萬別。 如何把控制回路和防跳回路很好地結(jié)合起 來, 是工程技術(shù)人員最關(guān)心的問題。本文根據(jù)多年的現(xiàn)場經(jīng)驗和應用 實踐 , 對目前比較流行的防跳回路接線和原理給予介紹 , 并就應用中 出現(xiàn)的問題進行探討。1 防跳回路的作用a1 防止因控制開關(guān)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

10、路器連續(xù)合切現(xiàn)象。b1 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(diào)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。2 防跳回路的典型接線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、 跳閘線圈輔助接點式防跳回路等。 國產(chǎn)斷路器多采用串聯(lián) 式防跳回路斷路器多采用并聯(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(shù)條件

11、。其他防 跳回路只具有防止斷路器跳躍的功能，跳閘線圈輔助接點式防跳回 路在執(zhí)行防跳功能時，跳閘線圈長期帶電有可能燒毀。2.1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-T<MSlRD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 SK (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

12、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。1JLIBJ-oO-TBJ前St離電為：K轉(zhuǎn)檢幵關(guān)* DL甌略冊hfc接點* HC合何禹獨嵩 TQ StMnfflt LDHD 烈燈I 丁J 僚護Sftffiriin： HJ 煤護件屬M5 n ； LPttt2.2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(jīng)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 S

13、3閉合，啟動防跳繼電器KO , K0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(guān)跳躍。S!奔歸借備限拉開艾匸S2倉M團撤町出«1的外Mb按糜.熾腐 黑輛附接點辛¥1令閘閉嵋巧4閘嚴必赭；2.3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(jīng)SK或HJ通 過S3, K1, K1, S2, S1, YA 1接通開關(guān)合閘。合閘后彈簧機構(gòu)開始 儲能，并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲能輔助開關(guān) 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，

14、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(guān)跳躍。si斷踣髀主拳輔聃攜點甲S2乎車限悅開矢 S3畀JW8擁稱朋無黃1 KI開廉燧世霍、VAI AHJK扣磊；YA2分閘脫扣器2.4跳閘線圈輔助接點式防跳回路如圖4所示，在合閘過程中出現(xiàn)短路故障時，保護裝置使斷路 器跳閘，由跳閘線圈操動的常開輔助接點 TQ 2閉合，保持跳閘線圈 繼續(xù)通電。跳閘線圈的常閉輔助接點 TQ 1斷開，切斷合閘回路，如果此時合閘命令繼續(xù)存在，也不會使斷路器再次合閘。合閘命令解除3應用過程中需注意的問題al對于沒有防跳裝置的斷路器應加裝電氣防跳回路，串聯(lián)式防跳回路性能最優(yōu)，應優(yōu)先采用，可收到一舉兩得的效果。b1 串聯(lián)式防跳繼電器的啟動電流線圈應按靈敏度不小于 2 選 型