断路器防跳回路失效分析

陈伟华，马 伟，陈骏杰，凌 光

(1.国网浙江省电力有限公司台州供电公司，浙江 台州 318000；2.国网浙江省电力有限公司杭州供电公司，浙江 杭州 310009；3.国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000)

0 引言

断路器是电力系统中重要一次设备。当系统故障时，断路器可靠地切断故障电流，有效隔离正常设备和故障点，从而保障电力系统的安全稳定。若断路器防跳回路存在问题，在故障时断路器将无法可靠跳闸，会多次“分合闸”，使一次设备(断路器、变压器等)遭受数次故障电流的冲击，造成断路器遮断能力下降、变压器绕组变形、系统失去稳定等情况，若在直流受端发生多次故障将会造成双极闭锁，恶化系统的安全稳定运行，为此需要确保断路器防跳回路正确无误，保证发生故障时能可靠断开断路器。

1 防跳回路

断路器跳跃是因合闸接点(合闸接点黏连、重合闸脉冲过长)未及时返回，在断路器分闸后又发生误合闸的情况。断路器防跳回路能保证发生故障时断路器能稳定地处于分闸位置，是确保断路器安全运行的重要措施。操作箱防跳启动条件是保护动作跳闸出口，机构防跳启动条件是合闸触点黏连。

2 事故经过

2018年8月某地区220 kV变电站“甲乙站”全站大修，现场继保检修人员模拟线路永久性接地故障时，对220 kV线路进行整组传动，并验证二次回路的正确性。当继保检修人员对2018线模拟A相永久性接地故障进行整组试验时，发现“2018线”保护及断路器动作行为不合正常逻辑，见表1。

3 故障原因

2018线相关设备信息如下：断路器采用西门子(杭州)生产的3AQ1EE型断路器，保护装置厂家南瑞继保RCS931A，操作箱南瑞继保CZX12R。

根据2018线表1的动作行为，现场检修人员初步判定是防跳回路出现问题，现场进行检查发现，操作箱CZX12R中虚线框⑤电阻R5脱落虚接，见图1。

图1 操作箱CZX12R中电阻R5脱落

表1 保护及断路器动作情况

当2018线模拟A相永久性接地故障时，操作箱各继电器动作情况如下。

(1) 保护装置重合闸脉冲展宽300 ms，当断路器重合闸到故障时，则继电保护动作，保护出口接点TJA将会闭合，此时“A相跳闸”回路接通，防跳继电器12TBIJa将启动。

(2) 在“防跳”回路中，12TBIJa常开接点闭合，“防跳”回路接通，使得虚线框④1TBUJa继电器启动，虚线框①1TBUJa常闭接点打开，断开合闸回路，但当保护出口接点TJA返回时，1TBUJa常闭接点闭合，为此该接点只是暂时开断合闸回路。

(3) 由于电阻R5脱落，在重合闸脉冲展宽300 ms时间内，防跳回路无法通过图5中黑色箭头虚线“+kM—ZHJ常开接点—SHJa继电器—R5电阻—1TBUJa常开接点—2TBUJa继电器—-kM”形成通路，虚线框③2TBUJa继电器无法形成自保持回路，虚线框②中2TBUJa常闭接点一直闭合状态。

(4) 当保护复归，TJA跳闸脉冲消失后，跳闸回路中防跳继电器12TBIJa失电，虚线框①1TBUJa常闭接点闭合，导致重合闸脉冲通过机构合闸线圈构成通路，造成2018线加速三跳后再次发生A相合闸的情况。

4 整改措施

由上可知，2018线断路器动作行为不正确是因为保护装置防跳回路中电阻R5脱落虚接引起，同时考虑到《继电保护及二次回路安装及验收规范》第5.5.2规定：断路器宜采用断路器本体防止断路器跳跃功能，《线路保护及辅助装置标准化设计规范》第11.1.2规定：断路器防跳功能应由断路器本体机构实现，为此确定整改措施如下。

(1) 取消操作箱防跳。短接操作箱合闸回路中防跳常闭接点取消操作箱防跳，即短接图1中n6和n181。

(2) 使用开关机构防跳。根据规范要求，使用断路器本体机构的防跳功能。

5 试验方法

整改完成后，防跳回路试验方法如下。

(1) 验证断路器机构在“远方/就地”均具备防跳。将断路器“远方/就地”切换开关分别打至“远方”或“就地”，在断路器就地端子箱处进行如下试验，若①和②均满足，说明机构防跳在“远方/就地”均具备。

① 断路器处于合闸状态：持续加入合闸命令，再持续加入分闸命令，断路器正确跳闸，且不再合闸，保持分闸位置。

② 断路器处于分闸状态：持续加入分闸命令，再持续加入合闸命令，断路器实现一次合闸、跳闸后，不再合闸，保持分闸位置。

(2) 验证操作箱或智能终端防跳已拆除。暂时拆除断路器机构防跳，然后在操作箱跳合闸命令接收端子进行验证，方法同步骤①和②，此时若断路器发生跳跃现象，说明操作箱防跳已拆除。

(3) 验证操作箱与断路器机构两者回路配合情况。恢复断路器机构防跳，然后在操作箱跳合闸命令接收端子进行验证，方法同步骤①和②，结果满足说明操作箱与断路器机构两者回路配合良好，断路器整体具备防跳功能。

6 结束语

防跳回路防止故障时开关跳闸后误合导致设备损坏和事故扩大，保障断路器可靠地处于分闸位置，从而保障整个电力系统的安全稳定性。介绍操作箱防跳和断路器机构本体防跳回路，并以某地区220 kV变电站2018线防跳失效为案例，对操作箱防跳回路失效的原因进行了阐述，并给出了整改技术措施，最后给出了断路器防跳回路的试验方法。