断路器本体防跳与微机保护装置中防跳回路关系分析

1、断路器本体防跳与微机保护装置中防跳回路关系 的分析 引言 目前，企业的供电及电气设备多采用微机保护装置进 行断路器 的分/合闸控制。微机保护装置的防跳设置与断路 器本体的防跳设置 如何正确合理的选择；如何避免故障发 生时，断路器重复合闸于故障 线路、设备，是电气系统运行及设备安全的重要保障。 1、防跳工作原理 1.1微机保护装置的防跳工作原理 在我集团公司供水扩建改造工程中，各水厂分别采用了北京四 方继保有限公司、北京和利时系统有限公司及珠海万利达电气有限公 司的多种微机保护装置，其控制、防 跳回路的设置基本相通。原理图 如图lo当有一个持续的合 闸信号时，此时分断路器，TBJ电流线圈动作，T

2、BJ-1打 开，切断合闸回路，TBJ-2闭合，持续的合闸信号启动TBJ 电压线圈并靠TBJ-2自保持，使合闸回路保持断开状态，防止断路器 的再次合闸，直到持续合闸信号消失，TBJ失压 恢复。 图1微机保护装置防跳原理 1. 2断路器本体防跳工作原理 开关柜中的断路器采用了 ABB公司的VD4-12及SIEMENS公司的 3AH3-40. 5型真空断路器，断路器本身都配 置了防跳环节，其防跳环 节的设置基本一致，原理图如图2o断路器合闸的同时，断路器QF辅 助常开触点闭合，防 跳继电器K0带电工作，K0节点断开合闸回路，同时接通防 跳闭锁回 路，防跳继电器K0在持续合闸信号下自保持，使 合闸回路

3、保持断开状态，直到持续合闸信号消失，K0失压 恢复。 +km KOQF 图2断路器防跳原理 1.3两种防跳原理的区别 保护装置的防跳是通过跳闸信号分断断路器的同时， 启动T町继电器并由持续的合闸信号使TBJ自保持来完成 切断合闸回路，由其他信号启动，故障信号保持。断路器 本体防跳是通过断路器合闸的瞬间启动K0继电器，由持续 的合闸信号使K0继电器自保持来完成切断合闸回路，只要 故障合闸 信号存在，此种状态将一直保持，与断路器的状态无关。 2微机保护装置和断路器本体防跳共存时与控制回路关系 由于微机保护装置控制与断路器的分 /合闸密不可分， 同时微机保护装置不但具有分/合闸控制功能，而且对于控制

4、回路是 否完好，也通过其内部的继电器进行监视。防跳 环节与控制回路存在 着不同的关系，如图3o TWJ 控制母线 跳位监视 防跳闭锁 防跳闭锁 合位监视 图3整体控制原理 合闸 跳闸 2. 1断路器防跳环节正常分/合闸时及合闸信号存在时的状况 由于生产厂家的选用设备不同，Rl、R2分压电阻的设 置、继电器的动作电压、返回系数不同及控制母线电压的高低不同， 决定微机保护装置的控制回路监视继电器TWJ 和防跳继电器K0的动作状态可能存在以下几种不正常的状况： （1）断路器正常合闸时，断路器的防跳环节必然动作，合闸 信号消失后，在正常的控制电压作用下，此时TWJ 和K0继电器可能都保持动作状况。由于

5、珂J和K0动作状 况的保持，控制回路表现为：断路器跳闸后，信号反映正常，断路器 再次合不上闸；TWJ不动作、K0继电器保持动作状况， 表现为跳闸后，控制回路断线信号发出，断路器再次合不上闸。 （2）合闸信号存在时，断路器合闸后，因有持续的合闸信号存 在，断路器防跳闭锁环节已起作用，断开了合闸回路，断路器再次合 不上闸，TWJ两端电压相同，不动作，发出控制回路断线信号。 2.2微机防跳环节正常分/合闸时及合闸信号存在的状况（1）正常 合闸时，由于断路器防跳环节的存在，信号 反应与断路器的分析状况 相同。 （2）合闸信号存在时，在开始合闸的瞬间，断路器防跳环节已 起作用，此种状况一直保持至断路器合

6、闸后的状态，直到有跳闸信号 发出时，TBJ-1断开，转而为微机保护 装置的防跳环节起作用，此 时信号反应与断路器的分析状况相同。 3应用中的问题及其防跳环节的优缺点两种防跳设置虽然都完成了防 跳功能，但由于微机保 护装置的TWJ与K0继电器的不同状况及持续合闸信号输入 点的不同，以及两者间不同的防跳原理及与控制间的关系 造成控制和 信号回路反映不能对应，给故障分析及处理带来很大麻烦。 3. 1应用中的问题 （1）正常情况下，在断路器跳闸后，控制回路断线信号发出 时，不一定是控制环节的断线造成的，可能是防跳闭锁环节已起作用 所致（即有持续的合闸信号），运行及处理人员在工作中要特别注 意。不能简单

7、地断开控制电源，使信号消除后，再恢复电源。 （2）正常情况下，信号反映正常，但断路器再次合不上闸， 也可能是断路器防跳环节未复归；或者是持续的合闸信号存在（微机 防跳已起作用），此时应予以注意。 3.2防跳环节的优缺点 （1）两种防跳环节都是产品的标准配置，且多采用微 机保护装 置的防跳。采用微机保护装置防跳时，只是把断 路器的防跳环节拆 除，断开K0线圈的接线即可，接线简单易于完成，但微机保护装置 防跳，防跳保护的二次线路范围小。 （2）采用断路器防跳环节时，由于微机保护装置防跳 环节集成 在其内部，必须注意在断开TBJ的线圈的同时，还须将TBJ-1的节 点短接。因为在断路器的防跳环节闭锁

8、状况下，由于分断路器时， TBJ-1打开，K0失电恢复，破 坏了断路器防跳闭锁环节，跳闸后， TBJ没有自保持，TBJ- 1节点复归，合闸回路接通，断路器在持续 的合闸信号下，将再次合闸。断路器防跳环节，防跳保护的二次线路 范围大，保护可靠，但由于T町与K0继电器的动作关系及返回系数 不同而造成的合闸回路信号反映不同，保护装置内部需要改动。 4结束语 综上所述，在设计和使用中，通常都选用两者之一。若采 用两者共存的方式，则应合理的设置TWJ、K0继电器 及其分压电阻Rl、R2,并综合考虑控制电压的高低，使断路器正常分 闸时，KO继电器能够可靠复归，不致影响信号 的正常反映。这是选 择断路器防跳

9、的关键，同时还应考虑是否将K0继电器的节点引入微 机保护装置，用于区分断线信号。此种状态下，选择两者共存，既满 足了防跳功能及 其防跳保护范围的最大，又不影响各厂家的产品标准 使用，使应用得以完善。 断路器防跳回路接线原理及其应用断 路器是电力系统中重要的一次设备。目前国内生产厂家很多，其灭弧原 理、操作机构和控制回路也是多种多样，各有特点，尤其是防跳回路的设 计更是千差万别。如何把控制回路和防跳回路很好地结合起来，是工程技术 人员最关心的问题。本文根据多年的现场经验和应用实践，对目前比较流 行的防跳回路接线和原理给予介绍，并就应用中出现的问题进行探讨。 1防跳回路的作用 al防止因控制开关或

10、自动装置的合闸接点未能及时返回（例如操作 人员未松开手柄，自动装置的合闸接点粘连）而正好合闸在故障线路和 设备上，造成断路器连续合切现象。 bl对于电流启动、电压保持式的电气防跳回路还有一项重要功能，就 是防止因跳闸回路的断路器辅助接点调整不当（变位过慢），造成保护 出口接点先断弧而烧毁的现象。这种现象对于微机保护装置来说是不可容忍 的，而这一点却常被人们忽视。 2防跳回路的典型接线 常用防跳回路有串联式防跳回路、并联式防跳回路、弹簧储能式防跳回路、跳闸线圈辅助接点式防跳回路等。国产断路器多采用串联式防跳回路 断路器多采用并联式防跳回路。其中串联式防跳回路最合理，应用也 最广泛，它除具有防跳功

11、能外，还具有防止保护出口接点断弧而烧毁的优 点，这也是应用微机保护装置不可缺少的技术条件。其他防跳回路只具有 防止断路器跳跃的功能，跳闸线圈辅助接点式防跳回路 在执行防跳功能 时，跳闸线圈长期带电有可能烧毁。 2.1串联式防跳回路 串联在断 所谓串联式防跳，即防跳继电器TBJ由电流启动，该线 路器的跳闸回路中。电压保持线圈与断路器的合闸线圈并联。当合闸到故障 器TBJ的电流线 线路或设备上，则继电保护动作，保护岀口接点TJ闭合，此时防跳继电 启动，同时断路器跳闸，TBJ的常闭 接点断开合闸回 路，另一对常开接点接通电压线 并保持。若此时S K (5-8)或町接 点不能返回而继续发岀合闸命令，由

12、于合闸回路已被断开，断路器不能合 闸，从而达到防跳目的。另外，当TBJ启动后，其并联于保护岀口的常开 接点闭合并自保，直到“逼迫”断路器常开辅助接点变位为止，有效地防 止了保护出口接点断弧。串联式防跳回路，如图1所示。 TH J电器SK换开关* DI瞬醴器辑励撰总匸HC合何接倒1歸 TQ MMStiBi LD塚幻* HD肌灯* TJ锲护眺帰岀口* HJ保沪會阐岀口* LP i土M 22并联式防跳回路 所谓并联式防跳，即防跳继电器K0的电压线圈并联在断路器的合闸回 路上(如图2所示)。例如一个持久的合闸命令存在时，合闸整 流桥输出经 Y3, S2, S3, SI, K0 (2 1)接通。断路器合

13、闸后，并联在合闸回路的辅 助接点S3闭合，启动防跳继电器KO , K0接点即由21位置切换到4 1位置，断开合闸回路并保持。若此时线路或设 备故障，继电保护动作跳 闸。但由于合闸回路已可靠断开 ,从而防止 了开关跳跃。 器軸助捲1合剧闭愤电惠铁* Y2分唧脱扣莽x 口合闸虑扣Sh 0 23弹簧储能式防跳回路如图3,当一个持久合闸命令到来时，合闸电流经SK或町通过 S3, KI, KI, S2, SI, YA 1接通开关合闸。合闸后弹簧机构开始储能，并 联在合闸回路的弹簧储能辅助开关S3常闭点接通防跳继电器KI, K1的常开 点自保，常闭点断开合闸回路。若此时线路或设备故障，继电保护动作跳 闸，

14、由于合闸回路已可靠断开，有效地防止了开关跳 跃。 -KN1 斷痔器主辂辅耽搖底二S2手车隈仓开其* S3卿能精助开关】K1睡St雉电器* YAI合啊脱扣器：沟幺分 闸JB扌口磔 2. 4跳闸线圈辅助接点式防跳回路 如图4所示，在合闸过程中岀现短路故障时，保护装置使断路器 跳闸, 继续通电。跳闸 由跳闸线圈操动的常开辅助接点TQ2闭合，保持跳闸线 线圈的常闭辅助接点TQ 1断开，切断合闸回路，如果 此时合闸命令继续存 在，也不会使断路器再次合闸。合闸命令解除后 跳闸线圈失电，接线恢复原 来状态。 3应用过程中需注意的问题 al对于没有防跳装置的断路器应加装电气防跳回路，串联式防 跳回路性能最优，应优先采用，可收到一举两得的效果。 bl串联式防跳继电器的启