关于GIS断路器防跳回路与辅助开关动作配合情况的分析
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断路器防跳回路的应用及故障分析发布时间:2021-04-29T08:46:34.528Z 来源:《福光技术》2021年1期作者:秦宝方 1 李斌全 2 何崇军 3 [导读] 反复合闸过程中易导致故障向外围扩散,由此引发大范围的安全事故。
贵州开阳化工有限公司贵州贵阳 550399摘要:断路器应用中,应当配备防跳跃闭锁回路,仅允许断路器发生一次合闸的行为,从而避免在合闸期间因机构等方面的问题而导致断路器反复跳合的情况,给电力系统的安全运行提供保障。
因此,对断路器防跳回路的应用及故障进行分析,具有重要的意义。
关键词:断路器;防跳回路;应用;常见故障1断路器“跳跃”造成的不良影响(1)反复合闸过程中易导致故障向外围扩散,由此引发大范围的安全事故。
而在电路短路的情况下,甚至存在断路器爆炸的可能。
(2)断路器的主触头行程一般都比较小,如 6kV 真空断路器的主触头行程只有 10mm,真空包不能承受连续的多次合闸冲击,否则,真空包会受到严重的损坏。
此外,分合闸线圈设计为短时工作制,在多次“跳跃”分合闸状态下,极容易烧毁分合闸线圈。
2防跳回路的运行机制断路器跳跃现象出现后,表明合闸回路中存在故障,例如某节点粘连或是机构卡死等。
在部分场景中,断路器处于关合的状态,发生预伏短路的故障时,可见分合断路较为频繁,在此影响下将进一步使系统处于异常工作的状态,若保护动作可正常执行,断路器跳闸时将及时触发防跳回路并使其运行,在短时间内断开合闸回路,此时即可避免断路器出现跳跃的故障。
经过合闸后,断路器的辅助节点闭合,此举的目的在于避免再次受到继电器的刺激,辅助节点被连接后,可同步发生合闸回路断开的动作。
在上述一系列的连锁动作之下,即可有效避免断路器的跳跃故障。
3断路器防跳回路的主要类型及应用3.1电气串联型防跳回路防跳继电器 TBJ 由电流启动,线圈通过串联的方式实现与跳闸回路的有效连接。
合闸到故障线路时,将及时触发继电保护动作,可见保护出口接点TJ 闭合,电流线圈启动,断路器跳闸。
断路器防跳回路常见问题分析及对策一、防跳定义什么是断路器防跳。
当断路器合闸于永久性故障时,断路器保护动作迅速跳开开关,此时若合闸指令持续存在(合闸接点黏粘),开关又会再次合闸于故障,保护动作再次跳开开关,即开关储能满足要求后会出现连续“合-分-合-分…”的跳跃现象,为避免此类现象发生,在开关机构或保护装置内加装防跳继电器,经过控制回路断开或短接合闸回路,实现开关防跳功能。
二、防跳功能的实现方式1 防跳回路原理1)保护装置防跳回路原理图1保护装置防跳回路原理保护装置防跳闭锁继电器的断路器控制回路如图1所示,图1中防跃继电器TBJ有两个线圈,即电流线圈和电压线圈,电流线圈为启动线圈,电压线圈为自保持线圈。
SHJ为手合节点,ZHJ为重合闸节点,HBJ为合闸保持继电器,HQ为合闸线圈,DL为断路器辅助节点,STJ为手跳节点,TJ为保护动作跳闸节点,TQ为跳闸线圈。
当手动合闸或保护装置重合闸动作时,SHJ或ZHJ动作,其常开节点闭合,若此时一次系统有故障,保护动作,TJ闭合,启动TBJ 的电流线圈,TBJ1、TBJ3常闭节点打开,切断合闸回路,防止操作人员在手动合闸后未放开合闸把手,导致SHJ不能返回,或重合闸继电器节点粘住。
如果没有防跳跃闭锁回路,上述情况将导致断路器再次合闸。
另一方面常开节点TBJ2闭合,启动TBJ的电压线圈自保持。
直到SHJ与STJ返回,TBJ的电压线圈失电为止,TBJ继电器复归。
使用TBJ1与TBJ3这两个常闭节点是为了增加合闸回路的可靠性,防止其中一个节点损坏而导致断路器不能合闸;使用TBJ4是为了防止故障切除后,TJ比断路器辅助节点DL 先返回,跳闸回路由TJ直接断弧而损坏。
2)操作机构防跳回路原理图2 操作机构防跳回路原理以110kV弹簧操作机构断路器为例,操作机构防跳跃闭锁继电器的控制回路如图2所示。
图2中DL* 为提前接通常开节点,即在开关断路器合闸过程中,且未合上之前DL* 接通;TBJ2 为延时打开的常闭节点;当储能回路故障时DG 常闭节点打开,闭锁合闸回路;S1 为弹簧储能限位节点,当弹簧未储能时S1 节点打开,闭锁合闸回路;当SF6 气体低于规定值时,SF6 节点打开,闭锁跳合闸回路。
关于断路器防跳回路的分析与探讨阿克苏电力公司于新梅霍佑军刘娅[摘要]在继电保护工作中,二次回路的完好是系统安全稳定运行的保证,而二次回路改造则是继保工作人员经常遇到的问题。
本文结合继保人员在日常工作中碰到的实际问题,分析探讨如何处理断路器二次回路中防跳回路改造的一些基本思路及解决方法。
[关键词] 稳定运行防跳回路解决方法1、前言在变电站的运行中,往往会存在断路器的多次“跳跃”现象,即在断路器手动或自动重合闸是控制开关触点或自动装置触点粘连或卡住,此时如果巧遇继电保护装置动作使断路器跳闸,跳闸后由于上述原因再次合闸,而故障又是永久性的,断路器会再次跳闸,然后再次合闸再次跳闸,反复出现的这种“跳-合”现象称为“跳跃”。
当断路器发生“跳跃”现象时,电力系统将会受到短路电流的多次冲击,很可能引起电力系统的震荡,断路器在短时间内要经受多次连续断开短路电流的考验,其工作条件非常恶劣,对其损坏很大。
为防止发生这种情况,一般在微机保护装置的操作回路和多数断路器机构中均设计有防跳回路的方法来避免。
虽然二者都具备防跳功能,但其实现原理及方式有较大差别,在实际使用时应慎重选择。
2、微机保护装置的防跳回路采用操作箱的防跳回路,如图1(以RCS-943AM)线路保护操作回路部分原理图。
图1 保护装置控制回路的防跳原理其防跳功能通过跳闸保持继电器TBJ和防跳继电器TBJV共同实现。
其工作原理为:保护装置或手动跳闸时,TBJ动作,在起动跳闸保持回路的同时,接与TBJV回路的常开接点TBJ闭合。
如果此时合闸回路的触点(包括手合、遥合或自动重合闸)是粘连或不返回,则将使TBJV带电,断开使其在线圈回路的TBJV常开接点闭合,构成自保持回路;同时接与合闸线圈回路的常闭接点TBJV打开,断开合闸回路,直至合闸触点断开,TBJV才会失电返回。
这样就有效地防止了“跳跃”现象的发生。
这种防跳回路设计的很实用,但存在一些不可避免的缺点。
1、如果从操作箱出来到断路器机构箱的二次合闸回路出现正电源接地故障,防跳继电器的线圈不被起动,不能反应这种故障,就起不到防跳的作用。
断路器的防跳(跳跃闭锁)控制回路当合闸回路出现故障时进行分闸,或短路事故未排除,又进行合闸(误操作),这时就会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故,所以高压开关控制回路应设计防跳。
防跳一般选用电流启动,电压保持的双线圈继电器。
电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。
电压线圈接于合闸回路,作为保持线圈,当分闸时,电流线圈经分闸回路起动。
如果合闸回路有故障,或处于手动合闸位置,电压线圈起启动并通过其常开接点自保持,其常闭接点马上断开合闸回路,保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。
防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。
有些微机保护装置自己已具有防跳功能,这样就可以不再设计防跳回路。
断路器操作机构选用弹簧储能时,如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构),因为储能一般都要求10秒左右,当储能开关经常处于断开位置时,储一次能,合完之后,将储能开关再处于断开位置,可以跳一次闸;跳闸之后,要手动储能之后才能进行合闸,此时,也可以不再设计防跳回路。
1.断路器的“跳跃”现象及危害如果手动合闸后控制开关(SA的手柄尚未松开 5—8触点仍在接通状态)或者自动重合闸装置的出口触点K1烧结,若此时发生故障,则保护装置动作,其出口K2触点闭合,跳闸线圈YT通电起动使断路器跳闸,则QF2接通,使接触器KM又带电,使断路器再次合闸,保护装置又动作使断路器又跳闸……,断路器的这种多次“跳一合”现象称为“跳跃”。
如果断路器发生跳跃,势必造成绝缘下降、油温上升,严重时会引起断路器发生爆炸事故,危及设备和人身的安全。
2.断路器的“防跳”控制回路在35kV及以上电压的断路器控制回路中,通常加装防跳中间继电器KCF,如图5-3所示。
KCF 常采用DZB型中间继电器,它有两个线圈:电流起动线圈KCF1,串接于跳闸回路中;电压(自保持)线圈KCF2,与自身的动合触点串联,再并接于合闸接触器KM的回路中。
断路器防跳回路分析及规范防跳回路是断路器合闸回路中的重要部分,用于防止断路器跳跃现象。
跳跃现象指的是合闸回路出现故障或机构问题,导致断路器多次分合或反复合闸分闸。
防跳回路分为操作箱内和断路器就地操作机构内两类。
在操作箱内的防跳回路中,继电器12TBIJa动作后,防跳继电器1TBUJa启动。
若出现保护重合闸脉冲过长、开关机构辅助接点故障或操作把手接点粘连等情况,继电器2TBUJa将启动并自保持,使开关合闸回路不能导通,达到防跳的目的。
操作箱防跳回路的优点是实现简单,缺点是容易受到操作箱内部故障的影响。
断路器就地操作机构内的防跳回路则相对复杂,但不受操作箱内部故障的影响。
其实现原理类似于操作箱内的防跳回路,但需要考虑机构的特殊性质,如机构脱扣等。
总之,防跳回路对于保证断路器正常运行非常重要。
在设计和使用时,应根据实际情况选择合适的防跳回路种类,确保其可靠性和稳定性。
操作箱防跳回路的优点在于它能够保护操作箱内的回路,运行环境良好,不容易出现故障。
然而,它的缺点是保护范围受限,只能防止合闸命令接点误导通造成的断路器跳跃问题,无法避免因操作箱以外的寄生回路或二次回路接地引起的断路器跳跃。
此外,当断路器本体三相不一致继电器动作启动跳闸时,操作箱防跳回路无法启动。
还有一个问题是12TBIJa继电器需要与开关的跳闸电流箱配合。
机构防跳的原理是以___3AP/3-F1断路器A相回路为例,如图2所示:当开关合闸至合位后,S1LA开关常开辅助接点闭合。
若就地合闸接点K76粘连或保护合闸脉冲持续保持,则防跳继电器K75LA启动并自保持;合闸回路中的防跳继电器常闭接点断开,防跳功能实现。
机构防跳的优点是断路器机构防跳回路仅并联在合闸回路中,对分闸回路没有影响,回路相对比较简单,可以实现就地保护,有效地消除了从保护装置到断路器机构箱间的保护死区现象。
然而,它的缺点是机构防跳继电器安装在断路器机构箱或汇控柜中,运行环境比较恶劣,存在受断路器振动影响等隐患,随着年限增长,运行状况逐渐变坏。
浅谈断路器防跳回路原理及与保护操作箱防跳回路的配合发表时间:2016-12-07T16:17:39.137Z 来源:《电力设备》2016年第19期作者:郭健谢致进肖毅涛[导读] 防跳回路分为操作箱中防跳回路和断路器中防跳回路,操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时使用。
(华北电力科学研究院(西安)有限公司陕西西安 710065)摘要:防跳回路分为操作箱中防跳回路和断路器中防跳回路,操作箱中的防跳回路与断路器中的防跳回路一般不能同时使用,如果同时使用,断路器中的防跳继电器可能会造成因“寄生”回路而自保持,无法返回。
一般我们通过跳、合闸回路二次接线的改动来实现操作箱中防跳回路和断路器中的防跳回路之间的选择。
保护操作箱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,如何把控制回路和防跳回路很好地结合起来, 是技术人员关心的。
本文对目前比较流行的防跳回路接线和原理给予介绍,并浅谈断路器内防跳回路和微机保护防跳回路两者共存的方式。
关键词:断路器操作箱防跳1 防跳回路的作用1断路器防跳回路的作用是防止接点粘连的情况下,跳、合闸命令同时施加到断路器得跳、合闸线圈上,造成断路器反复跳闸、合闸,损坏断路器。
防跳回路的设计使断路器出现跳跃时,将断路器闭锁在跳闸位置。
2 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。
这种现象对于保护操作箱来说是不可容忍的, 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等。
国产断路器多采用串联式防跳回路。
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, 这也是应用保护操作箱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。
断路器防跳回路的分析及改进作者:李毅刚康瑞文来源:《中国科技博览》2013年第04期[摘要]本文通过实现断路器防跳功能各种方式的比较,结合现场调试、检修,针对断路器与保护装置防跳回路配置不合理、并联防跳回路与监视指示灯的参数不配合、储能位置接点故障等造成断路器防跳回路故障的原因进行分析,并提出了改进措施。
[关键词]防跳继电器、断路器、故障、回路中图分类号:TM756 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)04-0072-01引言:断路器防跳是利用操作机构本身的机械闭锁或在操作回路加装防跳继电器等措施,防止断路器跳跃现象发生。
由于断路器跳跃,会导致的断路器爆炸、负荷设备损坏、系统振荡等事故,所以断路器防跳回路是断路器控制回路里一个必不可少的部分。
1.断路器防跳方式断路器常用防跳方式有串联式防跳、并联式防跳、储能式防跳、跳闸线圈辅助接点式防跳等。
1.1 串联式防跳防跳继电器由电流启动,该线圈串联在断路器的跳闸回路,防跳继电器电压线圈与断路器的合闸线圈并联,起保持作用。
当断路器合闸到故障线路或设备上,继电保护动作,保护出口接点闭合,此时防跳继电器的电流线圈启动,断路器跳闸,防跳继电器的常闭接点断开合闸回路,另一对常开接点接通防跳继电器电压线圈并保持。
若此时继续发出合闸命令,由于合闸回路已被断开,断路器不能再次合闸,直到断路器常开辅助接点变位为止,从而达到防跳目的。
1.2 并联式防跳防跳继电器的线圈并联在断路器的合闸回路上。
当合闸命令存在时,同时启动防跳继电器,防跳继电器常闭接点断开合闸回路,常开接点自保持。
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,防止断路器跳跃。
1.3 储能式防跳储能式防跳是利用储能辅助接点启动防跳继电器,当对断路器发出合闸命令,合闸电流经弹簧储能常开辅助接点、防跳继电器常闭接点接通断路器合闸线圈。
断路器合闸,弹簧机构开始储能,并联在合闸回路的弹簧储能辅助常闭接点接通防跳继电器并自保,防跳继电器常闭点断开合闸回路。
断路器防跳回路原理与分析摘要:在电力系统中,开关控制回路的防跳回路是工程验收定检当中极其重要的回路。
防跳是防止“开关跳跃”的简称。
所谓跳跃是由于合闸回路手合或者遥合节点粘连等原因,造成合闸输出端一直有合闸电压。
当开关因故障跳开后,会马上又合上,保护动作开关会再次跳开,因为一直有合闸电压,开关又会再一次合上。
众所周知,一旦发生开关跳跃,会导致开关损坏,严重还会造成开关爆炸,所以防跳功能是开关控制回路中必不可少的一部分。
理解防跳回路的功能作用,分析控制回路中有关防跳继电器与合闸回路、监视回路相互配合问题,以及防跳试验注意事项等方面是十分重要的。
关键词:防跳回路,防跳继电器,开关辅助节点一、引言为什么要设置防跳回路开关跳跃是由于开关原因导致开关反复重合闸,如果我们不采取防跳措施就会使开关的速断能力下降,严重会引起开关爆炸,威胁人身安全。
我们可以考虑,开关发生跳跃有两种情况:第一种是开关合闸于线路故障,保护动作使开关断开,但是由于合闸脉冲没有解除,就会使开关再次合上。
第二种情况是开关的机构发生故障(例如偷跳,机构脱扣),不能使开关正常合闸,如果此时开关合闸脉冲没有解除,就会反复合闸,会造成开关损坏。
为此,我们设置了两套防跳回路,第一种为保护装置防跳,第二种为开关机构防跳。
二、防跳的具体过程下面我们已220kV线路的防跳为例来说明:2.1保护装置防跳过程:由于220kV线路分合闸操作为分相操作,以C相为例,做防跳试验时,开关在合闸位置,用短接线短接保护屏A后端子排手合位置端子,使得手合保持继电器1SHJ励磁,从而1SHJ继电器常开节点闭合。
当在昂立仪器加入故障电流和故障电压时,使跳闸回路导通,跳开开关,使得52开关辅助节点闭合,此时手合短接处没有松开,使得合闸回路导通。
合闸回路为正电→11YJJ→n238→4D4→手合继电器1SHJ节点→SHJC继电器→1TBUJC常闭节点→2TBUJC常闭节点→操作机构箱→负电。
关于“防跳闭锁回路”与合闸回路的配合分析1 、背景2019年08月220kV某站110kV旁路开关更换机构箱后,相关专业班组在验收工作中发现当开关机构箱远方/就地切换把手在“就地”位置时监控后台可以合上开关,该开关为北京ABB高压开关设备有限公司生产,设备型号LTB145D1/B,对应保护测控装置为北京四方CSC-161AN型号。
2 、缺陷查找通过对应现场接線和设计图纸进行缺陷查找,发现当机构箱远方/就地切换把手在“就地”位置而又没有遥控合闸脉冲时,机构箱的“X1 530”点有正电,即当开关在分闸位置时且不管机构箱的远方/就地切换把手在哪种状态的位置下,开关的合闸回路都有正电通过,而在远方/就地切换把手在“就地”状态下,该点“X1 530”应当为负电。
机构箱合闸控制回路图如图1,对应图纸查找该点通过“105”电缆接至旁路保护屏的4CD6,此回路作为操作箱的跳闸位置监视和防跳闭锁回路。
根据设计图纸和现场接线,确定了现场该开关采用操作箱防跳,短接了4CD5和4CD6,如图2所示。
3 、缺陷分析通过现场接线和图纸对比得出了在开关合闸控制回路中的“X1 610”和“X1 530”通过107 (合闸控制)、105(跳位监视)两根电缆接至保护屏操作箱上的4CD5和4CD6端子,而恰巧该开关使用的是操作箱防跳,短接了4CD5和4CD6端子,结果导致远方就地切换把手1、2接点在保护屏被“短接”,如图3,因此该种设计接线下的远方就地切换操作把手失去了“防跳闭锁”的作用。
这就直接导致了当开关机构箱远方/就地切换操作把手切换至“就地”位置,远方遥合开关时,通过为了防跳闭锁而短接的4CD5和4CD6端子,控制电源从4CD6经过电缆105到达机构箱控制回路中的“X1 530”,直接驱动合闸继电器动作。
此外,该设计直接导致了开关在分位时,合闸回路通过跳位监视回路一直得电,此时的开关没有合闸动作是因为跳闸位置监视回路中串联了电阻,限制了回路中的电流,以至于无法驱动合闸继电器动作。
防跳回路及同开关防跳的配合防跳回路的作用和实现方式操作回路的一个重要作用是提供防跳功能。
防跳是防止“开关跳跃”的简称。
所谓跳跃是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因,造成合闸输出端一直带有合闸电压。
当开关因故障跳开后,会马上又合上,保护动作开关会再次跳开,因为一直加有合闸电压,开关又会再次合上。
所以对此现象,通俗的称为“开关跳跃”。
一旦发生开关跳跃,会导致开关损坏,严重的还会造成开关爆炸,所以防跳功能是操作回路里一个必不可少的部分。
防跳功能的实现是通过跳闸保持继电器TBJ和防跳继电器TBJV来共同实现的。
(以RCS96XX线路保护操作回路图为例)。
保护或人为跳闸时,TBJ动作,在启动跳闸保持回路的同时,接于TBJV线圈回路的TBJ常开接点也闭合。
如果此时合闸接点(包括手合或遥合或重合闸)是闭合的,则TBJV线圈带电,并且串于其线圈回路的TBJV常开接点闭合,构成一自保持回路。
接于合闸线圈回路的TBJV常闭接点打开,切断合闸回路。
整个回路主要有两点:1)防跳功能是在跳闸时才启动的,通过TBJ来启动,如果TBJ跳闸保持没有启动,则也不能启动防跳2)TBJV一旦启动后,通过自身的保持回路自保持,这样虽然开关跳开后TBJ会返回,但防跳回路仍然会起作用,直到合闸接点分开,TBJV才会返回。
现场验证防跳功能试验也很简单,开关在合位,一直合着手合把手的同时加故障电流。
如果保护动作把开关跳开后,开关没有合闸,说明防跳回路起作用。
如果发生跳跃,则说明防跳没起作用,重点应检查TBJ回路,看是否跳闸保持没有启动。
(注意:一旦发生跳跃,应马上松开合闸把手,防止开关发生故障)同VD4等某些自身带有防跳功能开关的配合因为开关跳跃是非常严重的故障,所以有些开关本身带有防跳回路。
为了防止产生寄生回路,按规定只能保留一套防跳,常规一般是保留保护本身的。
也有用户非要保留开关的防跳,就会要求我们取消保护的防跳功能。
如果在现场要取掉保护的防跳,虽然最好的办法是把防跳继电器TBJV直接从板子上焊掉,不过在现场这样做未免太麻烦了。
断路器防跳回路缺陷的分析与处理发布时间:2022-07-18T01:06:16.989Z 来源:《科学与技术》2022年第5期第3月作者:陈栋[导读] 高压开关柜保护装置操作箱及断路器机构箱都设有防跳回路陈栋中能建安徽电建一公司摘要:高压开关柜保护装置操作箱及断路器机构箱都设有防跳回路。
断路器在手动或自动装置合闸后,如果操作控制开关未复归或控制开关触点、自动装置触点卡住,此时保护动作使断路器跳闸而发生的多次“合分-合分”的“跳跃”现象。
目前保护装置防跳和开关机构防跳都可以解决“跳跃”问题,但同时并存或因保护逻辑的设置不合理,会导致防跳回路失灵。
本文通过一起防跳回路的故障实例,分析了防跳回路的工作原理,以及防跳回路失灵的解决办法。
关键词:防跳回路;开关柜;故障1.故障分析我司在轨道1号线110kV主变电所停电检修与预防性试验时发现,35kV开关柜断路器防跳功能不起作用。
现象为在模拟断路器合闸回路常通且馈线发生永久性故障时,断路器发生反复“合分-合分”的“跳跃”现象。
如果日常运行中手动合断路器时,线路有故障使保护动作沟通跳闸回路或者跳闸出口接点卡死;或是合闸于永久性故障的线路时断路器合闸回路发生粘连,均会造成开关的跳跃,从而损坏开关或对系统造成冲击。
为消除此种重大隐患,保障供电安全,需对现有的防跳回路进行改造,以满足实际使用需求。
分析其二次回路,发现采用开关防跳,原理图如下:图1 断路器二次回路①K1防跳继电器②S3弹簧储能辅助开关③ S1断路器辅助接点④Y9合闸线圈⑤Y1分闸线圈图2 断路器二次回路(防跳回路部分)图3 保护装置B012(K15,K16)合闸闭锁逻辑图当一个持久合闸命令到来时,合闸电流经保护装置B012合闸闭锁接点,隔离刀闸辅助接点、MCU辅助接点、接地刀闸辅助接点、操作钥匙接点、S1(11、12)、K1(21、22)、K1(31、32)、Y9接通开关合闸。
合闸后弹簧机构开始储能,并联在合闸回路的防跳回路弹簧储能辅助开关S3常闭点接通防跳继电器K1,K1(13、14)的常开点自保持,常闭点K1(21、22)、K1(31、32)断开合闸回路。
断路器防跳回路分析及改造发布时间:2023-02-20T06:31:34.453Z 来源:《中国科技信息》2022年19期作者:相亚楠[导读] 断路器防跳回路能有效避免在永久性故障情况下多次合闸于故障线路?阐明了断路器发生“跳跃”的原因,分析了保护操作箱防跳及断路器机构防跳回路工作原理,相亚楠国网山西超高压变电公司山西太原 030000摘要:断路器防跳回路能有效避免在永久性故障情况下多次合闸于故障线路?阐明了断路器发生“跳跃”的原因,分析了保护操作箱防跳及断路器机构防跳回路工作原理,针对某110kV扩建线路间隔保护验收中发现的断路器远方合闸不能实现防跳的故障,对其防跳回路进行重点分析,并提出该断路器机构防跳回路改造方法,改造后进行了多次防跳试验,断路器远方合闸和就地合闸均能实现防跳功能,保证了断路器的运行安全可靠?关键词:断路器;防跳;永久性故障;工作原理;回路改造断路器是电力系统中重要的一次设备?断路器防跳回路是保证断路器安全稳定运行的一种重要的二次回路,所谓防跳,不是“防止跳闸”,而是“防止跳跃”?断路器“跳跃”是指断路器在手动或保护装置动作合闸后,控制开关尚未返回(手动合闸时控制开关返回需1~2s,而断路器合闸动作时间约为50ms,断路器合闸后控制开关未返回,触点仍接通)或保护自动装置合闸触点卡死情况下,同时发生永久性故障导致保护动作后断路器跳闸,此时合闸脉冲还未消失,断路器将会再次合闸,造成断路器连续分合的现象?这种永久性故障情况下多次跳合闸,对断路器本身及电网安全均会产生严重影响,轻则对系统造成多次冲击,严重时可能引起断路器爆炸?因此高压断路器必须设计正确的防跳回路,检修人员在检修过程中应能及时发现断路器防跳回路存在的故障缺陷并及时处理?1断路器的“跳跃”和“防跳”防跳是防止“开关跳跃”的简称?断路器若发生“跳跃”容易引起操作机构的损伤,严重时会导致断路器爆炸?“跳跃”是指由于合闸回路手合或遥合接点粘连等原因,造成合闸线圈一直带有合闸电压?当断路器因故障跳开后,会再次合上,保护动作断路器会再次跳开,因为一直加有合闸电压,断路器会反复合上,此现象称为“断路器跳跃”?为防止断路器的“跳跃”现象发生,在操作机构或操作回路中,采取一定措施防止断路器发生跳跃,称为“防跳”?2断路器防跳回路工作原理断路器发生跳跃的原因如下:(1)控制开关KK把手合闸位置停留时间过长;(2)控制开关KK把手合闸触点粘连;(3)重合闸触点粘连?断路器防跳回路一般有保护操作箱防跳和断路器机构防跳两种,保护防跳回路也叫电流型防跳,一般用跳闸回路电流启动,通过合闸回路的电压使防跳继电器电压线圈自保持,从而持续断开合闸回路,起到防止断路器跳跃的作用?其工作原理如图1所示?图1中,TBJ-I为防跳继电器电流线圈;TBJ-U为防跳继电器电压线圈?当断路器手合KK把手由分到合,合于故障,同时发生⑤⑧手动合闸接点粘连时,保护操作箱防跳回路工作过程为:断路器在分位时,断路器辅助接点DL1闭合,DL2打开?手动合闸正电位从⑤⑧接点到TBJ2?DL1到HQ,HQ得电,断路器合上?断路器合上后辅助接点DL1打开,DL2闭合?此时由于断路器合在故障上,保护动作,出口继电器BCJ接点闭合通过信号继电器2XJ到压板2LP,到TBJ-I,TBJ-I通过TBJ3自保持,保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,TQ得电断路器分闸?TBJ-I励磁同时,TBJ1闭合,TBJ2打开?由于接点⑤⑧粘连,合闸正电位持续存在,通过TBJ1使TBJ-U励磁,TBJ保持在动作状态?TBJ2一直断开合闸回路,虽然此时合闸正电位仍在,但是断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃,直至合闸脉冲消失,防跳继电器返回,断路器才能重新合闸?断路器机构防跳又称电压型防跳,一般由机构内二次线完成,用断路器辅助接点启动,用合闸脉冲实现自保持,从而将合闸回路断开,其启动和自保持均设在合闸回路中?断路器机构防跳回路工作过程为:断路器在分位时,DL2?DL3打开,DL1?DL4闭合?手动合闸正电位从⑤⑧接点到ZJ2?DL1到HQ,HQ得电断路器合上?断路器合上后辅助接点DL1?DL4打开,DL2?DL3闭合,由于接点⑤⑧粘连,合闸正电位持续存在,通过DL3使ZJ励磁,正电位通过ZJ1使ZJ自保持,ZJ2断开合闸回路,此时由于断路器合在故障上,保护动作,BCJ闭合通过TBJ-I自保持保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,断路器分闸?虽然此时合闸正电位仍在,但是ZJ1使ZJ自保持,ZJ2使合闸回路一直保持断开,断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃?现场实际运行中,操作箱防中的防跳回路与断路器中的防跳回路不能同时使用,以免产生寄生回路,如果断路器本身带有防跳回路的应使用断路器机构防跳,如自身不具备防跳功能,则使用操作箱防跳回路?3防跳回路故障分析与处理方法3.1发现的问题某供电公司二次检修人员在对一个220kV变电站扩建110kV线路间隔保护进行验收时,保护装置校验合格后,进行防跳试验时发现故障:控制开关KK把手置于合闸位置并保持(保持至断路器储能结束,模拟控制开关触点粘连),此时保护装置加故障量使保护动作跳开断路器,随后断路器又重新合闸,出现断路器分?合闸跳跃现象?3.2故障原因分析为排除人为配合原因造成本次防跳失败,继保人员在控制室又进行了1次防跳试验,试验结果仍然防跳失败?继保人员通过仔细查阅断路器本体机构防跳二次回路图,如图2所示,图中SBT1为断路器就地分?合闸按钮,SBT2为断路器远方/就地KK把手,KJL为防跳继电器,S为断路器辅助接点,KLA为SF6气压异常闭锁接点,SP1?SP2为弹簧储能接点,LCL为合闸线圈?再次进行防跳试验时,SBT2设置在远方位置,并且回路可以合上,说明合闸回路没有问题,重点检查防跳回路,继保人员发现在进行防跳试验时,断路器合闸后,防跳继电器一直没有吸合,测量X1-19及KJL-A1处均为-105V,经过仔细检查现场接线后发现,防跳回路端子XT1-19与XT1-18短接在一起并且与SBT2-3端子接在一起,断路器进行远方合闸时,SBT1(3-4)和SBT2(3-4)接点均断开,不能形成正电源(+110V)-S-KJL继电器-负电源(-110V)的防跳回路,防跳继电器KJL吸合不了,因此不能进行防跳,该种接线方式只能实现断路器就地防跳,就地合闸时SBT(3-4)和SBT2(3-4)接点均闭合,断路器合闸后辅助接点S(91-93)闭合,从而启动KJL防跳继电器,其常闭接点KJL(21-22)断开,从而断开合闸回路,防止断路器发生跳跃?4结束语防止断路器跳跃对于电力安全十分重要,检修时要加强断路器防跳回路的试验,并根据实际设备制定相应的预防措施?参考文献:[1]龙启峰.一起防跳回路异常的分析与改进[J].陕西电力,2015,43(5):85-87.[2]颜华敏,顾国平,陆敏安,等.一起断路器防跳回路异常分析及改造[J].电力系统保护与控制,2010,38(12):138-140.[3]陈晓彬.高压开关防跳回路异常分析及测试方法的改进[J].电力系统保护与控制,2010,38(7):112-115.。
由于跳合闸回路中的跳合闸线圈为感性负载,回路断开时,将承受线圈产生的反向浪涌电压,往往会出现接点拉弧,因此,切断跳合闸线圈回路应由具有一定灭弧能力的断路器辅助触点在开关主触头动作后完成;同时,由于保护接点应瞬时返回,为避免保护接点返回时断开跳合闸回路,保护出口接点导通跳合闸回路的同时应启动保持回路,由保持回路来保证即使保护接点断开后跳合闸回路仍旧导通。
在断路器合闸后,断路器位置常闭接点(S1LA)断开合闸回路,位置常开接点闭合。
正电源经合闸保持接点、合闸保持继电器(SHJa)、机构防跳继电器自保持接点、机构箱防跳继电器(K75LA)到负电源形成通路。
正常情况下,需要该回路电流小于合闸保持继电器的自保持电流,通过合闸保持继电器的复归,断开该回路。
如果操作箱合闸保持回路与机构箱防跳回路的参数配合不当,可能导致在开关合闸后,操作箱合闸保持继电器无法返回,造成机构箱防跳回路始终处于励磁状态,合闸回路一直被断开。
这种情况下,断路器只能被合、分一次。
3.两个防跳功能同时使用可能存在的问题通过以上的分析可知,操作箱防跳和断路器机构防跳都能独立实现断路器的防跳功能。
如果两种防跳回路同时使用会出现以下三种情况:1)当操作箱防跳继电器(1TBUJ)先动作,切断断路器的合闸回路,合闸正电不会导至机构防跳继电器K15LA出,则断路器机构防跳不会动作。
由操作箱防跳继电器(1TBUJa)实现防跳功能,防跳功能正常。
2)当机构防跳继电器(K75LA)先动作,切断断路器的合闸回路,但合闸正电会导至操作箱防跳继电器(1TBUJa)处;当跳闸保持继电器(12TBIJa)动作,操作箱防跳继电器(1TBUJa)仍然会动作,切断合闸回路,合闸正电不会导至断路器机构防跳继电器(K75LA)处,则K75LA返回;由操作箱防跳继电器TBJV实现防跳功能,防跳功能正常。
3)极端情况下,操作箱防跳继电器(1TBUJa)和机构防跳继电器(K75LA)同时动作。
关于GIS断路器防跳回路与辅助开关动作配合情况的分析
发表时间:2017-11-01T11:36:17.900Z 来源:《电力设备》2017年第18期作者:谭宪东[导读] 摘要:本文通过一起GIS断路器出现二分延时现象的实例分析,详细阐述断路器防跳回路与辅助开关动作时间配合关系,通过分析、试验及优化处理,来实现断路器一、二次设备的正确配合。
(国网临汾供电公司运维检修部)摘要:本文通过一起GIS断路器出现二分延时现象的实例分析,详细阐述断路器防跳回路与辅助开关动作时间配合关系,通过分析、试验及优化处理,来实现断路器一、二次设备的正确配合。
关键词:GIS断路器;二分延时;防跳继电器;辅助开关;配合 2012年12月7日,220kV某变电站在运行期间,因线路B相出现故障保护跳闸后重合复跳,在开断故障时出现异常现象,断路器第二次分闸后,故障电流消失,70ms后故障电流再次出现且持续500ms(约16000A),然后II母母差保护动作,母线停运,故障电流切除。
据电站运行人员反应,后台监测到B相第二次分闸滞后A、C相21s。
为保证产品的正常运行,厂家及时更换了事故相断路器,并对事故B相断路器进行了相关试验和解体,发现断路器本体和ABB机构都没有异常,怀疑机构内二次回路中元件动作配合方面存在问题。
据现场安装调试人员反映,该站在调试阶段曾经出现过类似二分延时现象。
1月8日~11日厂家人员抵达该站协助进行现场试验,通过现场就地操作和远方操作的对比,发现远方重合闸操作时ABB机构碟簧形变量大于就地操作改变量,形变量差值约为一次合闸量,因合分动作时间为毫秒级,现场人的听力无法辨别动作次数,技术人员从断路器辅助开关处测量断路器分合动作次数,发现断路器分-合分后又合了1次,此时分闸油压闭锁启动,导致需重新补压非全相动作进行分闸,实际上已经是第3次分闸。
1 原因分析
通过对重合闸动作时间、辅助开关切换时间及防跳继电器动作特性的对比分析,发现造成断路器出现以上异常动作的原因为: 1)保护系统重合闸时合闸脉宽为120ms,大于断路器合闸时间和断路器合分操作时辅助开关转换时间之和,在断路器第2次分闸后依然存在合闸脉冲信号。
2)通过对防跳继电器(施耐德公司生产的CAD-32MDC型中间继电器)的单独试验,发现其动作时间大于辅助开关合分转换时间,造成断路器在做CO操作时,防跳继电器带电时间过短不能有效吸合,导致防跳回路不起作用不能切除合闸信号,断路器再次合闸。
2 采取措施
根据ABB机构的相应资料和继电器的动作时间参数对防跳回路提出整改措施如下: 1)将防跳闸回路的断路器辅助开关接点13/14点更换为转换时间较长的特殊接点7/8点; 2)将防跳闸回路中的施耐德CAD-32MDC型中间继电器更换为动作时间更短的ABB制造KC6系列继电器。
3 取得效果
通过对防跳回路原理和整改后各接点及继电器动作时间试验情况,实现正确的配合效果。
3.1 以断路器A相在分闸位置、二次信号采用遥控为例,说明防跳动作原理: 1)从A相遥控合闸-X2:19发出合闸信号,经过常闭通路远近控开关-SK1(3/4)、防跳继电器-K12(21/22)、合闸闭锁继电器-K9(21/22)、合闸线圈-Y1A(1/2)、辅助开关-QFA1(10/12并6/8)接点后,断路器由分闸向合闸动作,同时带动辅助开关动作; 2)-QFA1(7/8)闭合后,防跳继电器K12受电,线圈动作,触点开始转换。
如果远方的故障没有切除,合闸信号发出后10-20ms就会发出分闸信号,断路器本体带动辅助开关-QFA1(7/8)从常开-闭合-打开运动,此时辅助开关-QFA1(7/8)触点的短接时间就是防跳继电器的有效受电时间。
具体接线见图1: 3)由此可见,防跳的关键在于辅助开关-QFA1(7/8)常开接点转换时的时间要大于防跳继电器的动作时间,以保证防跳继电器有足够的时间吸合。