断路器防跳回路接线原理及其应用

1、断路器防跳回路接线原理及其应用收藏此信息 打印该信息 添加：用户发布 来源：未知 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 a1 防止因控制开关或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。 b

2、1 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

3、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串联式防跳回路所谓串联式防跳, 即防跳继电器TBJ 由电流启动, 该线圈串联在断路器的跳闸回路中。电压保持线圈与断路器的合闸线圈并联。当合闸到故障线路或设备上, 则继电保护动作, 保护出口接点TJ 闭合,此时防跳继电器TBJ 的电流线圈启动, 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圈并保持。若此时SK (58) 或HJ 接点不能返回而继续发出合闸命令, 由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, 其并联于保护出口的常开接点闭合并自保, 直

4、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。2.2并联式防跳回路 所谓并联式防跳, 即防跳继电器KO 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, S1, KO (21) 接通。断路器合闸后, 并联在合闸回路的辅助接点S3闭合, 启动防跳继电器KO , KO 接点即由21 位置切换到41 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。 2.3弹簧储能式防跳回路 如图3, 当一个持久合闸命令到来

5、时, 合闸电流经SK 或HJ 通过S3, K1, K1, S2, S1, 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K1, 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, 由于合闸回路已可靠断开, 有效地防止了开关跳跃。 2.4跳闸线圈辅助接点式防跳回路 如图4 所示, 在合闸过程中出现短路故障时, 保护装置使断路器跳闸, 由跳闸线圈操动的常开辅助接点TQ 2 闭合, 保持跳闸线圈继续通电。跳闸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

6、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 a1 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。 b1 串联式防跳继电器的启动电流线圈应按灵敏度不小于2 选型, 且安装时应注意电流线圈与电压线圈的极性一致。 c1 当保护装置内部和开关操作机构都有电气防跳回路时, 推荐采用保护装置内部的防跳回路, 而将操作机构中的防跳回路甩掉, 这样使用可靠, 维护方便。 d1 对于弹簧储能式操作机构, 有人认为其储能机构本身已具有防跳功能, 似乎不必再加电器防跳回路。但储能机构并不能防止因合闸接点粘连而造成

7、的开关跳跃, 又没有防止保护出口接点断弧烧毁的功能, 所以还是加装电气防跳回路为好。550kV HPL断路器防跳回路缺陷分析来源：时间：2009-09-02 责任编辑：葛红波标签：高山1 卞超2(1 江苏省电力公司 210024 2 江苏省电力试验研究院 210036) 信息来源: 摘要 本文就ABB公司550kV HPL断路器现场检修中发生的一次跳跃现象，分析了故障发生的原因，比较了断路器采用的几种防跳回路接线，并提出了改进的现场检查试验方法。 信息来自:关键词 断路器 防跳回路 跳跃现象 信息来源: 1 故障的发生 信息来源:2007年1月19日，江苏省某500kV变电站对运行编号为504

8、3的一台HPL550TB2断路器(ABB公司2004年7月出厂，2005年2月投运)进行检修，当操作该断路器中控箱内的“远方/就地”切换开关至“就地”位置时，该断路器B相出现了自行合闸，2.5s后非全相保护动作跳闸，合闸弹簧储能完成后又自行合闸，此后发生了连续分合闸的跳跃现象，在2min55s时间内该B相断路器连续分合了15次(现场SOE信号记录)。现场运行值班员发现情况后立即断开该断路器的控制和储能电源。约10min后再恢复该断路器的控制和储能电源进行试验检查，该异常现象却没有重现。 信息请登陆:输配电设备网检修人员当时对该断路器进行了全面的检查，未发现有寄生回路，控制箱内端子排绝缘电阻也正

9、常。且经上百次的动作试验，断路器的防跳功能正常，故障现象没有再现，异常现象自然消失。 信息来源: 2 缺陷的进一步检查处理 信息来源:用户与ABB公司进行了多次商讨，一致同意应对该断路器进行详细检查。2月9日再次检查时发现，当短接中控箱(见图1)内分合闸操作开关S1的5、6接点端子后，再将中控箱内的“远方/就地”切换开关切至“就地”位置时，该B相断路器的跳跃现象再次发生。进一步检查还发现分合闸操作开关S1操作过程中有卡涩感。据此判断1月19日的故障现象可能是S1的5、6接点短时粘连造成的，更换该S1开关后，断路器操作恢复正常。 信息请登陆:输配电设备网 (S1分合闸操作开关、S4远方就地切换开

10、关、K8弹簧未储能闭锁继电器) 信息来自:输配电设备网3 故障原因分析 信息来自: 经过分析，认为故障发生的原因是由于中控箱分合闸操作开关S1的5、6端子粘连，使远方就地转换开关S4的5B端子带上直流正电源，当现场操作人员将S4操作把手打到“就地”时，该开关的5B-6B接点接通，中控箱内B相合闸回路接通，X-B610端子带上操作电压，该B相断路器就自行合闸。经2.5s后，非全相保护动作使之跳闸。而该相断路器合闸操作后，弹簧未储能闭锁继电器K8接点24、21打开，合闸回路随即被切断，X-B610端子失去操作电压，导致分控箱内防跳继电器K3失电复归，K3接点24-21断开，接点12-11闭合，具备

11、了再次合闸的条件，没有起到闭锁分控箱内合闸回路的作用(见图2)。 信息请登陆:输配电设备网 (Y3合闸线圈、K3防跳继电器、K9密度继电器、BW1弹簧储能位置接点、BN计数器) 信息来源:当B相合闸弹簧储能完毕后，中控箱内K8接点24-21闭合，但加在K8的24端子上的操作电压没有消失，于是再次施加到端子X-B610上，此时合闸回路保持接通状态，因此B相断路器再次自行合闸。即K8的24-12接点在这里起到了一个合闸操作把手的作用，致使B相断路器每15s左右(合闸弹簧储能时间)进行一次合闸操作，在合闸操作过后2.5s，因非全相保护动作分闸，循环往复，造成多次分合闸跳跃的异常现象。 信息来自: 4

12、 防跳回路存在缺陷的原因及处理 信息来自: 在分析故障原因时技术人员发现，这次故障发生的重要原因是断路器的防跳回路设置存在缺陷，即只能实现在分控箱操作时的防跳功能，而在远控或中控箱操作时，若发生合闸正电一直存在的异常情况，则无法实现防跳功能。厂家技术人员表示该公司分控箱内的防跳回路接线有三种标准接线，一种为远方操作使用保护防跳、就地操作使用机构防跳，如图2接线，这也就是目前采用的接线;一种为远方和就地操作均使用机构防跳接线，如图3;另一种为只采用保护防跳。目前华东地区的550kV断路器均优先采用机构防跳，在没有机构防跳时才考虑采用保护防跳，两者不能同时使用。但厂方和设计单位在协调上的脱节导致现

13、场出现上述故障。 信息请登陆:输配电设备网在现场运行中，图2的防跳回路设置因失去远方防跳功能必然存在事故隐患。例如当三相处于正常合闸运行状态时，如线路发生单相永久性故障，保护发出单相跳闸命令，故障相断路器跳闸，经延时后保护发单相重合闸命令，该相断路器重合，若线路存在永久故障，则保护发出三相跳闸命令使断路器跳闸。如果此时故障相重合闸回路在发单相重合闸命令时发生接点粘连，即断路器三相跳闸后，仍将持续存在合闸命令，一当合闸弹簧储能完毕，故障相断路器还会再次合闸。由于合闸相有永久性故障，断路器再次跳闸。重复上述过程，造成断路器带故障线路跳跃事故。 信息来自:输配电设备网为排查其他断路器可能存在的类似缺

14、陷，厂家提供了现场的简易判断方法(见图4照片)，即观察断路器分控箱中X3端子排上112、113间是否有短接片，如有，则采取的是图3的接线，如没有，则采取的是图2的接线。根据厂家提供的这种简易方法对全省的HPL断路器进行了初步排查，共发现有3个500kV变电站的 17台该型断路器存在同样问题，现已全部按图3接线进行了整改。 信息来源: 另外，我们根据图纸对该型断路器的控制回路进行检查，结果又发现某变电站有5台HPL断路器的防跳回路接线存在问题，其二次控制回路中没有112-113端子间短接片，但也没有中控箱531端子到分控箱531端子间的连线，即断路器的机构防跳回路没有正电不起作用，在现场进行了更

15、正，消除了隐患。 信息请登陆:输配电设备网 5 现场试验方法的改进 信息来源:如果HPL型断路器采用目前图2的防跳接线方式，或者采用图3接线但没有中控箱531端子到分控箱531端子间的连线，相当于防跳功能存在缺陷或没有设置就地防跳功能。但在现场调试时按现有防跳试验方法进行试验是无法发现该缺陷的，因为现场防跳试验时，保持合闸把手在合闸位置(或短接其接点)的时间太短，只有合闸命令持续时间较长且超过弹簧储能时间(约15s)时，才可能检测到断路器的上述异常跳跃现象。 信息来源: 根据上述情况，我们改进了HPL断路器防跳回路的现场试验方法，针对其弹簧未储能接点会断开防跳回路正电的情况，要求在断路器合闸后

16、，保持合闸把手在合闸位置(或短接其接点)的时间必须超过合闸弹簧储能时间，如断路器确实没有合闸，才能确认防跳试验通过。同时，还要求对其他550kV断路器进行防跳试验时，进行同样的改进。 信息来自:6 结束语 信息来自:输配电设备网(1)今年1月对一台HPL550TB2断路器检修中，发现其B相存在分合闸跳跃异常，故障原因是由于中控箱内分合闸操作开关S1接点粘连引起。 信息来源:(2) 经深入研究分析，认为该型断路器的防跳回路接线方式存在先天不足，当远方发出持续合闸信号时，如有接点粘连的情况，会导致断路器发生跳跃现象。 信息来源: (3) 就地和远方操作应该尽量使用断路器机构箱的防跳回路，不宜使用保护装置的防跳回路。这样可解决“由于微机保护装置退出运行，因无保护造成的一次设备停运及断路器就地操作无防跳回路”的现象，可靠性比较高。 信息来源:(4) 对采用图2防跳接线方式的550kV HPL断路器，应尽快更改为图3接线方式，同时应对照设计图纸进行认真核对，消除可能的事故隐患。 信息来源:(4)原有HPL断路器防跳