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

2、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。 b1 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

3、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

4、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

5、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

6、 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 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

7、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

8、息来源:2007年1月19日，江苏省某500kV变电站对运行编号为5043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

9、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

10、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

11、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

12、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 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

13、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

14、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5

15、31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

16、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，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