一起110kV断路器防跳回路异常分析及处理

黎明钧（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东　云浮　527300）

一起110kV断路器防跳回路异常分析及处理

黎明钧
（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东云浮527300）

随着国家电网的不断发展，在电网的不断铺设的同时，110kV断路器防跳回路出现异常的问题，会给整个地区的供电造成很大的影响，所以一直也是电网维修人员关注和头痛的一个问题。所以下面我们就对这个问题进行详细的分析，原因以及解决的办法都罗列出来，希望在以后的工作中，如果遇到110kV断路器防跳回路异常现象的发生，我们都能熟练的解决掉。

110kV断路器；防跳回路；异常分析及处理

110kV断路器在我们的防跳试验过程中，就是在给出一个合闸指令的时候，其自己又给出了一个分闸的指令，所以导致断路器会在分闸之后再合闸，这主要是因为在串联于合闸回路中，防跳继电器的辅助触点上出现卡滞的现象，一定要高度重视这些问题，安全无小事。下面我们就系统的对其进行分析，看看如何解决防跳回路。

一、断路器

1断路器是110kV断路器防跳回路的重要组成部分，同时也是电力系统中的重要设备之一，在电力系统的日常运作中显得非常重要，在工作中我们也很难避免其出现故障问题，断路器非常容易出现防跳回路异常的情况，我们要保证断路器在日常工作中的正常运行。

2断路器的工作性能

2.1额定电压

额定电压也称标准电压，它是一个绝缘参数，在这里其就表征了断路器的绝缘强度的参数，也就是说它是断路器长期工作的标准电压。在3kV～220kV各级电压范围内，断路器的适用最高工作电压，是高出额定电压约15%左右。对330kV及以上的电压，断路器的最高工作电压，要高出额定电压大约10%。在技术要求上，因为断路器基本上是应用在变压器的，所以断路器应该适用各种电压，否则对电路和设备起不到保护的作用。所以要求断路器在最高的电压下，还能长期的可靠地工作。

2.2额定电流

也就是说断路器在正常工作情况下的电流参数，所以在电流比较高的时候，通常断路器不能被损坏，其能长期通过固定的电流参数，就是断路器允许连续长期通过的最大电流。

二、防跳回路

1防跳回路的工作原理

在现在的断路器中，操作箱内的防跳回路，和就地操作机构内的防跳回路是防跳回路的两种形式。防跳回路存在的根本目的，就是为了保证断路器工作正常，防止其出现跳跃的现象发生，而断路器跳跃现象简单的说就是在合闸回路中，出现了故障，就像节点处有粘连，还有就是机构出现卡死等问题。有的情况下是断路器在关合的时候，其发生预伏短路的故障，并且多次出现分合断路的现象，进而又会引起系统性的故障，在保护动作正常启动，断路器正常跳闸的时候，在操作箱内的，防跳回路电路将自行启动，并且随之断开合闸回路，进而就可以防止断路器发生跳跃的故障。当断路器完成合闹动作后，随之而来的是机构箱内的防跳回路中，断路器的辅助节点就会随之闭合，防跳继电器将对其再次刺激，并最终断开它，将其连接在合闸回路中，辅助节点被连接后，合闸回路同时就被断开了，这样，通过这一系列的连锁动作就防止了断路器发生跳跃的故障的。

2防跳回路的电路连接形式

经常用到的防跳回路接线方式有以下几种形式，第一个就是串联式防跳回路，其次是并联式防跳回路，再就是弹簧储能式防跳回路，还有跳闸线圈辅助接点式防跳回路等，这些回路在工作中都得到了证实，其工作稳定性和安全性都是毋庸置疑的。在我国，基本采用串联式防跳回路。而在220kV变电站和110kV变电站对防跳回路对的应用也是不一样的，在220kV变电站中，没有经过综合改造的变电站，对控制屏还是有所保留的，而经过改造的2号中低压主要变压器的侧操作箱，四方JFZ-13TA组合操作箱是主要的选择方式，再110kV的变压器中，断路器采用的是阿尔斯通生产的，型号是GL312-F1520的开关根据有关的规定，现在的设计图纸中，我们对操作箱的防跳功能已经取消了，而是采用了更加适合的断路器本机的结构防跳能力，所以这一点是相关人员要注意的一个新问题。

三、实验中对110kV断路器防跳回路的故障分析及解决办法

1实验中出现的问题

断路器防跳回路只是断路器中作为操作回路里的一个必备的部分，在断路器工作中，有很多的因素都能引起短路器发生“跳跃的现象”必须防止断路器发生“跳跃〔1-2〕”的现象，这样不仅会对开关进行损坏，有的时候甚至还会引起开关产生爆炸的现象。所谓“跳跃”的具体情况就是指，当断路器在手动以及自动装置动作合闸的状态时，在控制开关要归位但是还没有复归（手动合闸的时候控制开关复归需1s～2s，而断路器合闸动作时间约为50ms，在断路器合闸以后，控制开关尚未复归，触点仍然是接通状态）的时候，同时在这个阶段设备又遇到了断路器的合闸处处于永久性故障，断路器就是要开启保护的动作状态，进而就出现了断路器跳闸的现象，又因为上述种种原因，此时的合闸脉冲还处在没有被解除的状态，所以最终就直接的导致了断路器将会再次的合闸，断路器合闸的情况会像多米洛骨牌效应一样如此反复的出现，断路器频繁的跳闸合闸，对其他的正常工作的电路元件来说是非常大的威胁，所以工作人员在维修的过程中要多加小心，做好防范措施。

2110kV断路器的回路改造方案

图1就是我们要说的阿尔斯通GL312－F1型断路器，这个本机机构以及防跳回路就是这样的。这种防跳回路，不同于别的防跳回路，其采用的防跳继电器是K11，K11的电压线圈，以及断路器的合闸回路是并联到一起的，而且K11的常开辅助接点（21-22）和合闸是串联的闭合回路。根据下面的二次回路图进行分析：（1）如果我们不用防跳继电器K11，还有它的相关回路的情况，那么在合闸后，如果出现永久性故障，保护动作就会在合闸后跳开断路器，但是在此时此刻，手动合闸的脉冲并没有消失，这个过程通常要持续（通常需要1s～2s），所以在之后，跳跃分合的现象的产生就是在预料之中的了，进而会对设备造成无可挽回的毁坏。第二种情况是，如果当断路器处于跳位的情况，断路器的辅助触点S1.1（11-12）就会有闭合的动作，那么跳位监视的回路就会直接接通，随及跳位的灯会立即发亮，第三种情况是，当合闸命令处于持久不变的时候（手动合闸还没来得及复归，或者是自动装置的合闸接点已经被卡死）时，合闸回路在经过S3点（1-2），K11点（21-22），K14点（21-22），S1.1点（11-12），S2点（9-10），Y4，S3点（5-6）并接通时。当断路器合闸以后，断路器的辅助接点S1.1（5-6）就会及时的闭合，进而就会启动防跳继电器K11，并且会一直自保持启动的动作，接下来防跳继电器的常闭辅助接点K11（21-22），就会进行断开的动作，不但会切断合闸回路，而且通过辅助接点K11（13-14）还会保持自己动作的永久性。假如说在这个关键点上发生永久性障碍，继电器就会毫不犹豫的做出跳闸的动作，因为之前的合闸回路已经被断开，所以会，而且只会发生一次分闸操作，在分闸之后的再次合闸现象就不会再发生了，通过这种方法，对开关的跳跃问题可以有效的控制和解决。

3发现的问题

当断路器处于跳位的时候，在操作箱面板上，只有跳位灯亮，然后把KK的把手在控制屏上，操作成“合闸”的动作，并且一直保持住这个动作，最后再让断路器合闸，通过观察到的操作箱面板上情况，发现跳位灯以及合位灯都亮了。此给保护装置加入故障电流，接下来保护动作就会执行跳闸的动作，而断路器随之会先后进行分闸和合闸操作，次数只有一次，并且在这个过程中跳位灯以及合位灯都会跟随着变亮。

4问题分析及防跳回路改造

经过上面的实验，再接着把KK的把手拉到“合闸”的位置，而断路器就会处于合位上，以上两点做到位后，就可以打开断路器的机构箱，然后再对回路进行仔细检查，从而发现防跳继电器的常闭触点K11（21-22），有卡滞的现象存在，也就是说在防跳继电器通电的过程中，防跳继电器的常闭触点处于闭合的状态，并没有像我们想象的那样，起到切断合闸回路和防止跳跃的作用。所以通过以上的实验和研究，发现这种断路器是存在缺陷的，所以需要对防跳回路进行改造，以保证其在电路中的安全性和可靠性。经过研究，我们决定在断路器辅助触点S1.1（11-12）和合闸继电器Y4之间，接入一对防跳继电器K11的备用触电，这个常闭辅助触点K11（29-30），如图2所示中虚线框中所示，大家应该谨记，这就是解决问题的关键环节。

如果说，当断路器处于合闸烦的位置时，负电子就会经过这个寄生回路把电能输送到TWJ的负极端。此时就需要参照这个变电站220kV620断路器（西门子，型号为3AP-1FG，252kV）的防跳回路的设计了，在这个防跳回路的基础上，我们可以对这个防跳回路进行进一步的改造设计，经过对回路的详细分析和研讨，我们决定在跳位监视回路的地方接入防跳继电器的常闭辅助接点K11（23-24），以及断路器位置的常闭辅助接点S1.1（9-10），并且把跳位监视回路和合闸回路的交点移到S3（1-2）和K11（21-22）的两点之间，这样这个改进设计基本就完成了，如图3所示。

上面这个防跳回路改造经过我们实验后，在实验的过程中，我们把断路器调节到在跳位，这个时候跳位灯会正常的发亮，然后我们再把KK的把手调节到合闸位置，并且一直这样保持住，这时就会出现开关合闸，随之跳位灯会变灭，接下来合位灯也会亮，最后断路器的保护动作开启并跳闸，而且断路器只进行一次分闸操作。这个经过改造的防跳回路证明了，这个方案在实际的操作中是可以保证回路安全的。当整个变电站都竣工后，我们对该变电站进行了几个月的运行监控，结果表明该防跳回路改造方案是正确可行，完全可以保证变电站的正常运行。

结语

业内人士都知道，断路器在电力系统中时比较重要的设备了，断路器的动作的是否可靠将会直接影响到电网的安全性和稳定性。越是重要的设备，发生故障的时候其解决的方法也是非常复杂的，这其中断路器跳跃现象是最恶劣的故障之一，对设备，对电网都有着潜在的威胁。所以在未来，我们要继续对110kV断路器防跳回路进行优化和革新，采用更新的技术去让其更加的安全可靠，也希望在以后可以从根本上解决断路器跳跃的现象发生。

[1]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].北京：中国电力出版社，1997.

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