110 千伏断路器防跳回路异常原因分析及改进

杨志钧 YANG Zhi-jun

（国网石嘴山供电公司，石嘴山 753000）

摘要： 本文通过分析110千伏断路器防跳回路出现的异常而影响保护装置运行这一问题进行分析，提出对相关二次回路进行优化设计，解决了该问题，对于下一步断路器防跳回路的改造工作中，相关二次回路的优化具有实用意义。

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关键词 ： 断路器；防跳回路；优化设计

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0077-03

作者简介：杨志钧（1980-），男，宁夏青铜峡人，本科，中级工程师，高级技师。

0 引言

在电力系统中，一次设备是指直接用于生产、输送、分配电能的电器设备，包括了发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等，也是构成电力系统的主体。而对于二次设备来说，它是指用于对电力系统及一次设备的工况进行监测、控制、调节和保护的低压电气设备，其包括测量仪表、通信设备等等。对于二次设备之间的相互连接的回路，统称之为二次回路，它也是确保电力系统安全生产、可靠供电和经济运行中不可缺少的重要组成部分。所以，了解断路器控制回路的基本原理，便于进行电路控制系统的维护，也是非常必要的。在此，本文从最基本的回路入手，逐步加入防跳回路和闭锁回路，并对电路做了必要的改进与完善，使之深入了解电路控制系统的基本原理与使用、维护方法，以及必要的改进升级。但是，在实际应用中的过程中，控制电路的回路要复杂得多，掌握其原理与维护难度很大。本文根据实际工程经验，分析了一种由于断路器远方控制程序故障导致防跳回路“失灵”，断路器反复分合的故障，并提出了相应的解决方法。

1 断路器防跳回路的原理

断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。传统意义上的防跳回路，是指设计在断路器合闸回路上用于防止其合闸于故障，保护装置跳开断路器后，此时因某种原因合闸信号一直保持，导致断路器重合于故障，然后再次断开的反复分合现象。

断路器跳跃一般有两种情况：

①主回路没有故障，由于断路器机构辅助触点不良，继电器触点卡住等原因。

②主回路确有故障，断路器合于故障点，继电器保护动作是断路器跳闸，而这时断路器的操作把手尚未复归或自动装置的触点卡死等，从而使断路器发生多次跳合的现象。

断路器跳跃时，对供电系统会造成严重的影响，断路器本身也容易损坏甚至爆炸。因此，在断路器的控制回路中，应装有防止跳跃的闭锁装置。

2 110 kV断路器防跳回路中的异常分析

110 kV断路器防跳回路中的异常，主要是指在断路器调试的阶段，没有按照规定的指令实现合闸、跳闸。当断路器接收合闸命令时，之后会在回路内发送跳闸命令，正常情况下断路器应根据命令执行动作，实际断路器在回路内虽然表现出跳闸，但是在指令结束后，没有发生合闸动作，干扰了防跳闸的状态。

以石嘴山电力公司的110kV供电系统为例，重点分析断路器防跳回路中的异常，如：110kV供电网内的断路器处于跳位点时，发送了合闸指令，此时断路器会始终保持合闸状态，记录断路器所属系统处开关K1、K2和K3的动作，K2在指令发出后迅速闭合，用于辅助开关触点，促使开关触点具备灵活的特性，断路器在K2执行合闸指令的过程中，发送了结束合闸的指令，带动开关触点运动，K1、K3开关及触点会迅速失电，触点迅速返回，此时开关在回路中受到电磁干扰，导致断路器开关K1、K3触点快于开关本身，因此当断路器重新发送合闸指令时，其开关无法跟上触点的动作而发生回路异常，引发开关跳闸，进而造成频繁的冲击干扰。

3 110 kV断路器防跳回路的异常处理

110 kV在电网系统内占据重要的影响比重，需严格处理断路器工作中的防跳回路异常，根据西南电力公司在断路器防跳回路中异常处理进行分析，提出对应的解决措施如下。

①防干扰处理。

110kV断路器防跳回路的防干扰处理，属于一项主体建设的项目，利用集成化的处理思路，完善断路器防跳回路的运行。该公司结合断路器防跳回路的异常表现，致力于消除回路内的电磁感应，防止其影响断路器的保护动作。该公司安装了断路器操作箱，解决断路器回路中的干扰问题。操作箱主要由防跳装置组成，如：电压防跳、电流防跳等，110kV配网回路内存在电流时，操作箱会随着电流的变化而启动，确保断路器能够实现稳定的跳闸动作。操作箱内的电压继电器，连接了合接点，采取并联的方式接入到断路器的回路内，同时利用串联的方式接入合闸回路内。操作箱具有模拟的优势，可以将防跳回路中的异常反馈到操作箱主体系统内，在保障断路器正常运行的基础上，实现防跳回路保护。

②加设继电器。

该公司根据110 kV内断路器防跳回路异常的实际情况，在对应的回路内加设特殊继电器，严谨处理防跳工作。例如：该公司加设了防跳继电器，用于维护防跳装置的可靠运行，该公司选择与回路相关的继电器参数，控制通过电流的灵敏性，保障其高于2即可，其中需要重点控制的是继电器的防跳时间，动作时间必须控制在触点动作的时间之内，该公司安排专业的设计人员，主动处理触点动作的时间控制，确保加设的继电器能够达到预想的状态。

4 110kV断路器防跳回路的改进分析

电力公司为保障110kV断路器防跳回路异常处理的适应性，采取相关的改进方法，排除防跳回路异常的干扰，以此来提升断路器在110kV供电网内的保护水平。

根据断路器防跳回路的异常处理，提出有效的改进方法：首先增加断路器内继电器的电流，促使断路器发生回路跳闸时的电流远小于防跳回路中的电流，由此断路器防跳回路内的开关可以保持原本稳定的运行状态，电力人员适当增加电流值后，能够保持断路器合闸的准确性，即使断路器处于高频运行的状态，也会正确完成防跳动作，规避防跳风险；最后改进操作箱，利用短接的方式，科学处理辅助接点，电力公司将辅助接点与合闸回路改进到同一个层次内，由此监督合闸回路的动态，一旦断路器接收合闸指令，操作箱会在监控状态下实现跳闸动作，与此同时防跳回路内的继电器会根据断路器的命令稳定执行动作，保障配网回路的完整性；最后是改进断路器的闭接部分，此种改进方法在断路器防跳回路中不常见，但是也能维持分合闸的正常状态，以免产生不利的影响。

5 案例分析

西安西开电气设备有限公司生产的LW25-126断路器一起配合失败的防跳回路分析与改进。与操作箱防跳回路不同的是，断路器机构防跳回路一般采用合闸起动防跳继电器。防跳回路如图2。

图2中107为合闸正电，与图1中的107相同。断路器在合位状态下，QF常开接点闭合，当控制开关触点或自动装置触点卡住，即107常带正电时，防跳继电器1KA励磁，1KA常开接点闭合使防跳继电器保持励磁状态，1KA常闭接点打开，断开合闸回路，从而在合闸正电保持的情况下，断路器跳开时起到防跳作用。

由图1和图2可知，单一的操作箱防跳回路或者断路器机构防跳回路都可以完成断路器的防跳功能，然而，当操作箱控制回路与断路器机构回路配合在一起时，却带来了意外的问题。首先是控制回路监视问题。图1中，105是合闸监视回路，也称跳位监视回路，由于1D49（107）和 1D50（105）是并在一起的，107常带正电，开关在合位时，QF 常开接点闭合，从而防跳继电器1KA长期励磁，跳位监视继电器 TWJ 也长期励磁，即在合位状态下，TWJ 和 HWJ 均励磁，从而发控制回路断线信号。其次，在这种配合下，由于 1KA 励磁后，1KA 的常开接点闭合，如果 1KA 的返回电压较小，即使断路器跳开后，通过 TWJ 回路和 1KA 的常闭接点，1KA 也无法返回，使得非故障状态下断路器跳开后无法再次合闸。

为了解决合闸状态下发控制回路断线的问题，可通过解开 1D49（107）和1D50（105）的并联回路，并在合闸监视回路中串联一个断路器常闭接点的方法，如图 3。

这种改进在断路器为合闸状态时，QF常闭接点打开，断开了合闸监视回路，使得合闸状态下不再误发控制回路断线信号。然而，在合闸正电107尚未断开，防跳继电器 1KA还在励磁的状态下，断路器跳开后，105后面串接的 QF常闭接点仍然会使防跳回路保持，因此这种改进并不能解决防跳后无法合闸的问题。

为解决断路器防跳后不能合闸的问题，可以通过两种方法。方法一：在图 3 的基础上，在防跳继电器1KA两端并联一个适当大小的电阻，使得1KA通过TWJ回路接通时分得的电压小于其返回电压，这样，在防跳试验完成后，1KA可以通过低电压值而返回。这种方法需要通过TWJ 线圈阻值和1KA线圈阻值来计算需要并联的电阻阻值大小，实现起来较麻烦，而且可靠性不够高。方法二：在图3的基础上，在合闸监视回路中再串联一个防跳继电器 1KA的常闭接点，如图4。这种改进在防跳完成后，合闸回路尚未恢复时，通过1KA的常闭接点使得TWJ回路暂时断开，待合闸回路返回，即107无正电到来且1KA返回时，1KA的常闭接点闭合，TWJ回路接通，从而可解决防跳后无法合闸的问题。（图4）

6 结论

本文对110kV断路器防跳回路异常原先进行了分析，给出了相应的改进方案，使防跳回路得以完善。经过现场试验验收合格后，再对该站其它110kV开关均作同样的改造，至今再未发生过类似故障。

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参考文献：

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