断路器是电力系统中重要的一次设备,而防跳回路是断路器控制回路的一个重要组成部分。断路器跳跃是指因断路器合闸触点粘连或其他原因导致断路器短时间内重复分、合闸,如果不采取可靠措施,可能导致故障电流多次冲击电力系统,使断路器的开断能力下降,更甚者还可能引发爆炸,威胁人身与设备安全。因此要采取有效措施防止断路器发生跳跃,提高设备的可靠性,延长其使用寿命,保障电力系统的安全可靠健康运行。
断路器发生跳跃主要有两种情况。一种是当断路器合闸时,刚好线路有故障,保护装置动作跳开断路器。若此时由于合闸触点粘连等原因导致合闸脉冲还在保持状态,断路器将再次合闸,如此反复分、合闸,将导致断路器发生跳跃。针对此种情况可使用保护装置防跳回路切断合闸回路加以防止,即保护装置防跳。另一种情况是断路器机构有问题(如机构脱扣等),不能使断路器正常合闸而发生偷跳等。如此时断路器合闸脉冲还在保持中,也将导致断路器反复分、合闸而发生跳跃。针对此种情况应该使用断路器内部防跳继电器加以防止,即机构防跳。
1 运行中出现的异常现象及原因分析
1.1异常现象
珠海供电局220 kV大港变电站在2016年进行110 kV线路综合自动化改造时出现了一个异常现象:改造完进行断路器分、合传动试验时,发现断路器合闸后出现分、合闸指示灯同时亮的故障情况。而且当手动断开断路器后,断路器无法再次合闸。只有在断开断路器控制电源后,断路器合闸回路才重新接通。经继电保护人员现场检查分析后发现,该异常现象由断路器二次控制回路的寄生回路导致。
1.2原因分析
为了弄清该异常现象的寄生回路是怎么形成的,继电保护人员对相关继电器进行实测并进行相应分析。存在寄生回路的断路器二次回路如图1所示。
断路器合闸后,其动合触点闭合,此时跳位监视继电器KCT一电阻R一断路器动合触点一防跳继电器K11之间形成了一个寄生回路。若KCT线圈和K11线圈之间的参数匹配不合适,则有可能使得KCT线圈励磁,分闸指示灯亮,同时断路器又在合闸位置,因而合闸指示灯也亮,结果就出现分、合闸指示灯同时亮的异常情况。
事实上,该控制回路的直流电压为220 V,断路器机构防跳继电器K11的返回电压为45 V,断路器在合闸位置时,测得防跳继电器K11两端的电压为143 V、因而K11会通过自己的动合触点一直保持励磁并断开断路器合闸回路,直到失去控制电源失磁才重新开放断路器合闸回路。而跳位监视继电器KCT两端的电压为79 V,也刚好能励磁,所以出现断路器在合位但分、合闸指示灯同时亮的情况。
2 解决方案及其优劣分析
2.1方案一
如图2所示,通过断开a、 b两点之间的跳线,取消机构防跳,此时防跳继电器K11将不会再励磁。这种方法虽然彻底消除了寄生回路,不会再出现因参数配合不好导致的分、合指示灯同时亮的异常现象。但当断路器机构自身出现脱扣等异常问题时,由于保护没有动作则保护装置防跳不起作用,断路器可能发生跳跃,致使断路器损坏甚至爆炸,危害人身及设备安全,所以该处理方案不够理想。
2.2方案二
此方案是最终实际采用的方案。通过对断路器控制回路存在的问题进行深入分析,发现问题的关键在于如何消除跳位监视继电器KCT与防跳继电器K11之间存在的寄生回路。在查阅相关资料并综合考虑该线路相关继电器参数的配合,给出了如图3所示的优化改造方案:在跳位监视继电器KCT后同时串人防跳继电器K11的动断触点和断路器的动断辅助触点。此方案可以彻底消除该寄生回路的存在。
方案二在二次回路上改动量小,不需额外增加其他电气元件,在之后反复的调试传动试验中也证明,跳位监视继电器KCT与防跳继电器K11之间存在的寄生回路已彻底消除,不再出现断路器合位时分、合闸指示灯同时亮,以及断路器分闸后无法再次合闸的异常现象。同时,断路器的机构防跳功能也被完好地保留。
3 结束语
防止断路器发生跳跃对保障电力系统的安全可靠运行有着很重要的意义。处理好保护装置防跳与机构防跳的配合问题,消除寄生回路的存在,使断路器控制回路更趋合理与完善,应该在设计初期就妥善考虑。继电保护工作人员也应在验收过程中细心排查试验,确保防跳回路能有效动作,可靠运行,为设备的安全运行保驾护航。(精通维修电工网)