防止断路器跳跃的探讨

刘文华

(太原供电分公司,山西太原 030012)

0 引言

在电网运行中,曾出现多起断路器重复跳合闸,引起了断路器机构损伤,甚至引起断路器爆炸,严重影响了电网的安全稳定运行。所谓断路器重复跳合闸 (以下简称断路器 “跳跃”),是指断路器在手动或自动装置动作合闸后,如果操作控制开关未复归或控制开关触点、自动装置触点卡住,此时保护动作使断路器跳闸而发生的多次 “跳-合”现象。

1 防止断路器跳跃 (以下简称 “防跃”)回路的实现

1.1 机械防跃

利用断路器操作机构本身的机械闭锁实现防跃功能。实践证明,机械防跃装置不可靠,需要严格调整跳闸回路常开触点和合闸回路常闭触点来实现。

1.2 跳闸线圈自保持

利用跳闸线圈自保持作用来切断合闸线圈或合闸接触器电源回路实现防跃[1]。

1.3 串联防跃

断路器串联防跃操作回路示意图见图1。利用跳闸回路中串联电流线圈的跳闸保持继电器TBJ和合闸回路中TBJ电压线圈自保持回路进行防跃。跳闸保持继电器TBJ的主要作用是使断路器接收到跳闸信号后可靠跳闸,跳闸后联动触点转换切断跳闸回路,防止在跳闸触点接通后断路器跳闸过程中,跳闸触点返回切断跳闸回路产生电弧而损坏跳闸触点。TBJ进行防跃的过程:当跳闸触点接通跳闸时,启动TBJ电流线圈且通过电流自保持使断路器可靠跳闸,同时,TBJ常闭触点断开合闸回路,若跳闸过程中 (TBJ动作)有合闸信号,合闸信号通过TBJ电压自保持回路自保持,TBJ一直动作不允许合闸,直至跳、合闸信号均消失,TBJ返回接通合闸回路,准备下一次合闸。

1.4 并联防跃

断路器并联防跃操作回路示意图见图2。断路器生产厂家在合闸回路上采用 “并联防跃”的接线方式,即在合闸线圈采用并联电压启动并自保持的继电器ZJ进行防跃?。防跃的过程:在断路器合闸过程中,通过联动触点转换,使并联电压线圈的继电器带电动作并自保持,断开合闸线圈电源回路,不允许再次合闸,直至合闸信号消失使继电器返回,准备下次合闸,因此,保证一次合闸脉冲信号只允许断路器合闸一次,不管是跳闸线圈带电还是其他原因引起的断路器跳闸都不再允许断路器`合闸。

2 防跃回路存在的问题

a)机械防跃不可靠,需要严格调整跳闸回路常开触点和合闸回路常闭触点来实现,不能解决跳、合闸信号长期存在时防跃的问题,而且调整合格后在运行中亦常发生变化,不能可靠地起到防跃

图1 断路器串联防跃操作回路示意图

图2 断路器并联防跃操作回路示意图

b)跳闸线圈自保持在防跃时,若合闸触点粘住,会使跳闸线圈长时间带电而被烧坏;另外,由于TQ触点积尘或因震动而触点接触不良,且不易调整,往往失去了防跃作用。

c)当前,广泛应用的防跃回路采用串联防跃接线方式,但从前面关于跳跃的论述中可以看到此防跃回路也存在片面性。TBJ不是防跃继电器而是跳闸保持继电器,主要作用是跳闸回路带电后,TBJ电流线圈带电自保持,使断路器可靠跳闸,在合闸回路增加TBJ电压自保持回路完成防跃功能,增加了控制回路的复杂性;而且跳闸信号不完全是保护装置或其他设备通过TBJ电流线圈发出的,例如就地操作回路的跳闸信号就不通过TBJ电流线圈,这样会出现不能防跃的问题。

d)断路器生产厂家采用并联防跃接线方式,该防跃回路可完成一次合闸脉冲信号只允许合闸一次的防跃功能,因此,实际回路中要求采用断路器的并联防跃回路,同时要求拆除控制回路的防跃回路部分,保留跳闸保持回路,但此接线方式在实际回路传动中出现过许多问题:

首先,断路器合闸命令消失后,断路器常闭触点打开,断开合闸线圈,断路器常开触点闭合,接通TWJ和ZJ电压线圈回路,TWJ和ZJ电压线圈分压,致使TWJ和ZJ继电器有可能动作,TWJ动作,造成TWJ和HWJ同时动作,将无法判断断路器位置;ZJ动作常开触点打开断开合闸线圈,这样将无法进行断路器再次合闸或重合闸。

其次,合闸保持继电器HBJ的主要作用是使断路器接收到合闸信号后可靠合闸,防止在合闸过程中,合闸触点返回切断合闸回路产生电弧而损坏合闸触点,HBJ的启动和返回电流要适应合闸回路电流,由于断路器生产厂家不同,合闸线圈的阻值和合闸回路电流不同,一般为0.5 A至2.5 A,HBJ继电器生产厂家为适应0.5 A至2.5 A的合闸回路电流[2],采用一些方法以适应不同的要求,使HBJ的启动和返回电流较小,造成合闸后HBJ返回电流较小而自保持不返回,提供ZJ继电器正电源,使得HBJ和ZJ均不返回。

第三,实际传动中,由于TWJ、HBJ、ZJ和合闸线圈或合闸接触器的阻值参数不同,启动和返

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