深圳市機場(集團)有限公司、深圳市地鐵集團有限公司的研究人員閆石、鐘素梅,在2019年第1期《電氣技術》雜志上撰文,對nsr699r操作箱防跳回路與xgn80-40.5斷路器機構箱防跳回路的工作原理進行分析和比較,對二者的3種配合方式進行分析和比較,給出一種解決方法。并介紹防跳回路的測試方法及其注意事項。
斷路器跳躍是指在斷路器合閘回路中的接點(控制開關或自動裝置的接點)粘連、卡滯導致合閘脈沖一直存在的情況下,繼電保護動作使斷路器跳閘后,再次合閘的反復分合現象。斷路器跳躍發生時,連續分合很大的故障電流將導致斷路器受損甚至爆炸。
防跳回路的作用是防止斷路器跳躍的發生,其是斷路器控制回路的重要組成部分之一。操作箱、斷路器機構箱都有防跳回路,雖然工作原理有所不同,但本質都是通過防跳繼電器斷開合閘回路的。
本文對國電南瑞的nsr699r操作箱防跳 回路(以下簡稱操作箱防跳回路)和常太電力的xgn80-40.5斷路器機構箱防跳回路(以下簡稱機構箱防跳回路)的配合進行分析,給出一種解決方法。
1 nsr699r操作箱防跳回路
操作箱防跳回路是電流型防跳回路,其工作原理是用跳閘回路的電流起動跳閘保持繼電器,該繼電器的常開接點起動防跳繼電器,防跳繼電器通過其常開接點和合閘脈沖實現自保持,持續斷開合閘回路,起到防止斷路器跳躍的作用。
如圖1所示,遠方操作斷路器合閘后,若遙合接點粘連且繼電保護動作,則斷路器輔助接點q0-s1的11—12常閉接點打開、23—24常開接點閉合,保護裝置動作接點btj閉合。
正極→btj→跳閘壓力異常繼電器tyj的常閉接點→跳閘保持繼電器tbj→接地開關輔助接點q8-s1的11—12常閉接點→q0-s1的23—24常開接點→斷路器分閘線圈q0-f→負極,構成導通回路使q0-f、tbj得電動作,斷路器分閘,tbj通過其7—8常開接點實現自保持,其5—6常開接點閉合起動防跳繼電器tb2j。
正極→切換開關3—4遠方接點→遙合接點→合閘壓力異常繼電器hyj的常閉接點→tb2j→tbj的5—6常開接點→電阻→負極,構成導通回路使tb2j得電動作,tb2j通過其常開接點實現自保持,其常閉接點打開持續斷開合閘回路,使斷路器無法再次合閘。
圖1 nsr699r操作箱的接線簡化圖
從上述分析可知,若沒有跳閘電流,則即使合閘回路中的接點粘連,操作箱防跳回路也不會起作用。tb2j動作以后,只有合閘脈沖消失,才能失電返回。tbj除了起動tbj2的作用,其自保持功能還有防止因q0-s1的23—24常開接點調整不當變位過慢、造成btj先切斷分閘回路的直流電流而燒毀的作用。
2 xgn80-40.5斷路器機構箱防跳回路
機構箱防跳回路是電壓型防跳回路,其工作原理是用斷路器常開輔助接點起動防跳繼電器,防跳繼電器通過其常開接點和合閘脈沖實現自保持,持續斷開合閘回路,起到防止斷路器跳躍的作用。
如圖2所示,就地操作斷路器合閘后,若控制開關的手合接點粘連,則斷路器輔助接點q0-s1的11—12常閉接點打開以及13—14、23—24常開接點閉合。正極→切換開關的1—2就地接點→控制開關的手合接點→q0-s1的13—14常開接點→防跳繼電器k0→負極,構成導通回路使k0得電動作,k0通過其13—14常開接點實現自保持,其11—12常閉接點打開持續斷開合閘回路,使斷路器分閘后無法合閘。
圖2 xgn80-40.5斷路器機構箱的接線簡化圖
從上述分析可知,機構箱防跳回路與跳閘回路無關,其防跳功能僅在合閘回路中實現。k0動作以后,只有合閘脈沖消失,才能失電返回。機構箱防跳回路較為簡單,但對斷路器輔助接點間的時間配合有較高的要求。
3 防跳回路的配合
操作箱與機構箱都有防跳回路就造成斷路器的控制回路中存在兩個防跳回路,雖然兩個防跳回路共存仍能起到防止斷路器跳躍的作用,但是會產生新的問題。
如圖3所示,若操作箱的1a2端子連接機構箱的k0的13—14常開接點(粗虛線部分),則當斷路器在合位時,正極→斷路器分位指示燈twd→跳位繼電器twj1、twj2、twj3→電阻→q0-s1的13—14常開接點→k0→負極,構成導通回路,twd點亮,k0得電動作并通過其13—14常開接點實現自保持。
從上述分析可知,斷路器在合位時,操作箱的跳位監視回路通過機構箱防跳回路構成寄生回路導通,使斷路器分、合位指示燈同時點亮,并且由于k0得電動作并自保持導致斷路器分閘后無法合閘,只有人工斷開控制電源令k0失電返回,斷路器才能合閘。
圖3 單獨采用機構箱防跳回路的接線簡化圖
3.1 單獨采用操作箱防跳回路
如圖1所示,若采用保留操作箱防跳回路,拆除機構箱防跳回路的方式,則當機構箱內合閘回路發生故障時,如控制開關手合接點的②端與正極搭碰,tb2j無法實現防跳功能。
3.2 采用兩套防跳回路
如圖4所示,若采用保留兩套防跳回路的方式,則需要增加“就地—遠方”切換開關的接點對兩套防跳回路進行切換,當切換開關在就地位時,使用機構箱防跳回路;當切換開關在遠方位時,使用操作箱防跳回路。使用操作箱防跳回路時,對于機構箱內合閘回路的故障,tb2j無法實現防跳功能。
當斷路器在合位且切換開關在就地位時,斷路器的跳位監視回路被切換開關的7—8遠方接點斷開,導致twj、hwj均不動作,監控后臺報“控制回路斷線”,干擾運行人員。
圖4 兩套防跳回路切換的接線簡化圖
3.3 單獨采用機構箱防跳回路
如圖3所示,若采用保留機構箱防跳回路,拆除操作箱防跳回路的方式,則首先要解決寄生回路導致斷路器在合位時,斷路器分、合位指示燈同時點亮以及斷路器分閘后無法合閘的問題。解決方法是,操作箱的1a2端子串聯k0的23—24常閉接點后再串聯q0-s1的81—82常閉接點后連接k0的13—14常開接點。
拆除操作箱防跳回路的方法是,短接tb2j的常閉接點。需要注意的是,k0的11—12常閉接點在合閘回路中應與負極相連接,這樣才能對合閘回路的任一位置的故障實現防跳功能。
從上述分析可知,機構箱防跳回路對于操作箱、機構箱內合閘回路的故障都能實現防跳功能,且單獨采用機構箱防跳回路的方式不受“就地—遠方”切換開關位置的影響。國家電網公司q/gdw 161—2007《線路保護及輔助裝置標準化設計規范》也要求:“8.1.2斷路器防跳功能應由斷路器本體機構實現”。所以nsr699r操作箱防跳回路與xgn80- 40.5斷路器機構箱防跳回路配合的解決方法是單獨采用機構箱防跳回路。
4 防跳回路測試
防跳回路的測試方法是,在斷路器的控制回路上人為制造分、合閘脈沖同時存在的現象并觀察斷路器是否發生跳躍現象。簡便的方法是,將斷路器合上并保持控制開關在合位以模擬控制開關接點粘連,然后短接保護裝置動作接點模擬保護動作出口跳閘,斷路器分閘后不應再次合閘。
需要注意的是,瞬時短接保護裝置動作接點應在合閘彈簧儲能完成后或者保持短接保護裝置動作接點的狀態直至合閘彈簧儲能完成,否則合閘彈簧儲能未完成時,其輔助接點斷開合閘回路,難以檢驗出防跳回路是否起作用。
確認斷路器未發生跳躍后,松開控制開關再合閘一次,斷路器應能可靠合閘,目的是確認防跳繼電器失電返回后,斷路器能可靠合閘。在測試過程中,應派專人觀察斷路器本體以判斷是否發生斷路器跳躍現象,不應只憑操作箱的指示燈判斷。
結論
來源:今日頭條
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