6-10-kV开关防跳回路问题分析与改进

1、 6（10）kv开关“防跳”回路问题分析与改进 摘要：高压开关是发电厂、变电所及工业用电系统中最重要的控制和保护设备，其主要作用是接通和分断负荷电流，在线路发生短路故障时，快速断开故障电流，保护用电设备安全。开关自身的安全运行对保障安全供电至关重要，而开关的“防跳”功能是保证开关安全运行的必要条件，要求在任何情况下开关都不能发生跳跃，同时其控制回路中不能出现寄生回路。关键词：开关；防跳；寄生回路；分析与改进引言目前6（10）kv电压等级的开关大多使用弹簧操作机构，控制设备均使用微机保护测控装置，测控装置内部配置有“串联防跳”回路，同时开关本体操作机构也设计有“并联防跳”回路。单独使用哪种“防跳

2、”，在特定情况开关将无“防跳”功能，一旦在长合闸信号下，开关保护动作跳闸或机构因故障在自由脱扣状态下，开关将产生跳跃，造成开关灭弧室爆炸，甚至引起配电装置火灾事故，造成大面积停电及产生巨大经济损失。开关“防跳”回路功能应满足在任何情况下开关都不会发生跳跃现象，以保证设备安全，目前普遍采用一种“防跳”装置，要么采用操作机构的，要么采用测控装置的，无论哪种均不能满足在任何情况下都不会发生跳跃的要求，因此必须对“防跳”回路进行分析改进，使测控装置的“防跳”与开关本体的“防跳”能够共用，避免开关跳跃的发生，提高供电可靠性，防止设备损毁。1 开关控制现状分析1.1现状调查目前该电压等级的开关均采用微机保

3、护测控装置，装置内部采用串联防跳回路，开关本体采用并联防跳回路，实际接线中只采用其中一种“防跳”回路。1.2问题分析1.2.1两种“防跳”同时使用开关合闸后会产生寄生回路。寄生回路的影响：a.测控装置分位继电器动作:其常闭点断开，无法发“控制回路断线”预告信号，分闸回路有断线故障无法及时提醒处理，最终因分闸回路断线导致开关无法分闸，影响设备系统的正常操作，在负荷故障时无法及时断开故障回路，致使事故扩大；b.操作机构防跳继电器动作:开关操作机构内“防跳”继电器动作并自保持，分闸后开关无法再次合闸，报“控制回路断线”信号。只有控制电源断电后回路才可恢复正常，开关方可进行合闸操作；c.继电器同时动作

4、:前述则两种情况都会发生。1.2.2只采用测控装置内部的“防跳”回路在长合闸信号下，此时若开关操作机构因故在自由脱扣位置，开关合闸随即跳闸，合闸弹簧释能后又储能，储能完成后合闸回路接通，开关合闸，因操作机构在自由脱扣位置，开关跳闸，如此往复循环，造成开关跳跃。测控装置内部“防跳”回路无法起到“防跳”作用。1.2.3只采用开关本体操作机构的“防跳”回路在合闸指令接点粘连使合闸信号长期存在时，开关合闸后内部防跳继电器启动并自保持，开关保护动作跳闸或通过分闸指令分闸，则测控装置内部跳闸出口继电器启动，其常闭点断开测控装置合闸出口继电器回路使继电器释放，该继电器常开点断开操作机构内部防跳继电器回路，机

5、构内防跳继电器释放，分闸指令消失后，测控装置跳闸出口继电器释放，因有长合闸信号，合闸出口继电器启动，开关合闸，失去“防跳”功能（此种情况与测控装置内部的回路设计有关，具体情况具体分析）。另如果操作机构内部防跳继电器动作时间大于开关分闸时间，“防跳”回路将会有动作死区，如开关合闸于故障线路，瞬时保护动作跳闸则无“防跳”功能。1.2.4内部“防跳”继电器启动接点的选择开关内部防跳继电器有的是靠开关的辅助常开点启动，有些厂家的设计是靠弹簧储能位置常闭点启动，采用该点时，开关合闸后，弹簧释能，常闭点接通，测控装置分位监视继电器与操作机构防跳继电器之间产生寄生回路，因此必须采用开关辅助常开点启动。通过上

6、述分析可以看出，如果只采用一种“防跳”，均存在一定的缺陷，在特殊情况下开关无“防跳”功能，因此最好的解决办法是两种“防跳”同时使用，只需解决了回路中的寄生回路就可以实现共用。2解决方案要实现两种“防跳”共用，首先要能消除特定情况下的寄生回路，从前面寄生回路形成的电流回路分析可以看出，只要断开测控装置分位监视继电器与操作机构防跳继电器之间在开关合闸后的电流通路，便可消除寄生回路，同时回路设计要保证在开关分闸后分位继电器能正确监视合闸回路的完好性。通过分析研究，如果测控装置及开关操作机构“防跳”回路同时使用，只要在测控装置分位监视继电器后串接开关辅助常闭点及操作机构内部防跳继电器常闭点，便可以满足

7、要求。2.1寄生回路消除：开关合闸后，其串接在分位监视继电器后的开关辅助常闭点断开，无法产生寄生回路，分闸后仍能够监视合闸回路的完好性。分位监视继电器后串接内部防跳继电器常闭点的原因：合闸指令长期存在，若开关机构在自由脱扣位置，开关合闸后随即分闸，回路动作过程为开关合闸时内部防跳继电器吸合并自保持，分闸后会产生寄生回路，即使合闸指令消除，将可能通过测控装置分位监视继电器自保持（视分位监视与内部防跳继电器的分压值及动作电压确定），造成开关只能合闸一次，因此串接机构内部防跳继电器常闭点，消除该寄生回路。2.2单独采用测控装置“防跳”存在问题的解决：合闸信号长期存在，且操作机构在自由脱扣位时，“防跳

8、”功能由机构内部防跳继电器实现。开关合闸瞬间，开关常开点使内部防跳继电器启动并自保持，其常闭点断开合闸回路，在自由脱扣状态下开关分闸，虽有合闸指令，但合闸回路此时断开，开关不再合闸，实现“防跳”；2.3单独采用操作机构“防跳”存在问题的解决：长合闸信号下开关合闸，在保护动作跳闸或分闸指令分闸时，开关分闸，同时装置内部跳闸出口继电器吸合，常闭点断开合闸出口回路，常开点启动装置内部防跳继电器并使其自保持，装置防跳继电器常闭点断开合闸出口回路，开关不再合闸，实现“防跳”；2.4机构内部选择合适的防跳继电器，其动作时间要求在10ms左右，开关分闸时间一般为25ms左右，有效解决了开关操作机构内部“并联

9、防跳”动作死区的问题。3效果检查3.1模拟开关机构处于自由脱扣位置按下开关本体机械分闸按钮，此时机构处于自由脱扣位置，按下合闸按钮并保持，开关合闸随即跳闸，弹簧释能，弹簧储能后开关无法再次合闸，此时机构防跳回路工作。3.2模拟保护动作按下分闸按钮并保持，按下合闸按钮并保持，瞬间短接测控装置合闸输出接点，开关合闸后马上跳闸，跳闸后松开分闸按钮，弹簧储能后开关无法再次合闸，此时装置防跳回路工作。3.3寄生回路检查：在开关合闸后，测量分位监视及机构防跳继电器线圈电压均为0v；在进行3.2项模拟试验时，开关跳闸后无控制回路断线信号，证明无寄生回路。3.4分合闸位置监视回路检查在开关分闸状态下，测控装置分位指示灯亮，合闸后合位指示灯亮，且分合位监视继电器线圈电压满足规程要求：母线电压为85%额定值时，加于位置继电器线圈的电压不小于其额定值的70%。模拟分合闸回路断线故障，“控制回路断线”信号正确预告。结束语开关的“防跳”回路，关系到变配电设备的安全运行及供电的可靠性，采用单一的一种“防跳”，不能满足在特殊工况下防止开关跳跃的要求，因此开关控制要采用两种“防跳”