高压断路器防跳回路分析及其改进措施

曾继荣，郑宁敏，曾惠匀，王媛婷

(1.国网福建省电力有限公司检修分公司，福建 福州 350013；2.国网福建省电力有限公司，福建 福州 350003)

0 引言

国网福建省电力有限公司制定的《2011年度福建省电力系统继电保护厂站自动化和直流系统反事故措施》规定：对于新建厂站，其断路器的防跳功能均由断路器本体机构实现。此前福建省电力系统普遍用断路器操作箱的防跳回路，在执行这种新的反措规定过程中，发现断路器本体机构的二次防跳回路与断路器操作箱配合时会发生异常现象，影响设备的正常运行。

因此，了解断路器的防跳回路，分析其回路原理、功能，对落实继电保护反措和提高变电运行检修技能有很大的帮助。

1 防跳回路的异常现象

下文以某500 kV变电站中采用的220 kV西门子3AQ1-EE型断路器的基建验收为例，阐述了防跳回路出现的异常现象。

该变电站在验收220 kV西门子3AQ1-EE型断路器的分合闸控制回路时，从监控后台及就地对断路器进行合闸操作；断路器合闸后，断路器测控装置上的绿色分闸指示灯、红色合闸指示灯均亮起。查看保护装置内部的开入量，发现保护装置仍有断路器跳闸位置开入(TWJ=1)，后台监控系统保护软报文也显示断路器处于跳闸位置，而检查现场断路器处于合闸位置。从监控后台及就地对断路器进行分闸操作时，断路器分闸后无异常现象出现，断路器测控装置上的绿色分闸指示灯亮，保护装置内部有跳闸位置开入，后台监控系统保护软报文显示断路器处跳闸位置，与实际断路器状态一致。但此后断路器无法合闸；需要断开控制电源后再合上，断路器方可再次合闸。

2 断路器防跳回路的分类与选择

在电力系统实际运行中，经常需要通过控制断路器的分合状态实现对电网的调节和控制。由于需要频繁操作断路器，其能否正常操作直接关系到电网的安全稳定运行。断路器防跳回路的作用，包括以下几点。

(1)在操作过程中，防止因控制断路器或自动装置的合闸接点未能及时返回，造成在故障线路和设备上合闸时断路器连续切合现象。

(2)对于电流启动、电压保持式电气防跳回路，可防止因跳闸回路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进而烧毁的现象。

2.1 断路器防跳回路的分类

断路器防跳回路一般可分为2种：

(1)断路器操作箱的防跳回路；

(2)断路器本体机构箱的防跳回路。

在实际运行中，防跳回路只能选择其中的1种，不得全选。

图1中虚线框外是南瑞CZX-12R操作箱的断路器控制回路，其防跳回路原理为：在断路器的分闸回路中串入1只电流型继电器12TBIJ；当断路器分闸时12TBIJ继电器励磁，其常开接点12TBIJ闭合，防跳继电器1TBUJ励磁；若此时出现合闸命令，则防跳继电器2TBUJ励磁并自保持，合闸回路中防跳继电器1TBUJ和2TBUJ的常闭接点断开，从而切断合闸回路，实现防跳功能。

图1 断路器控制回路示例

图1中虚线框内是220 kV西门子3AQ1-EE型断路器机构箱合闸回路，其二次防跳回路原理为：当断路器合闸过程中，防跳回路上的断路器辅助延时接点-S1LA(157，158)先于断路器辅助接点闭合，使防跳继电器-K7LA励磁并自保持，防跳继电器的常闭接点-K7LA(4，6)断开，合闸总闭锁继电器-K12LA失磁，合闸回路中的合闸总闭锁常开接点-K12LA(13，14)断开，在断路器合闸后切断合闸回路；当断路器分闸过程中，防跳回路上的断路器辅助延时接点-S1LA(157，158)滞后于断路器辅助接点断开，若此时有合闸指令，则防跳继电器-K7LA励磁并自保持，防跳继电器的常闭接点-K7LA(4，6)断开，合闸总闭锁继电器-K12LA失磁，合闸回路中的合闸总闭锁常开接点-K12LA(13，14)断开，切断合闸回路，从而实现防跳功能。

2.2 实际运行中防跳回路的选择

(1)若选用断路器操作箱的防跳回路，则需将断路器机构箱的防跳回路解除，即把防跳继电器前端-X105与A1的接线、A2与-X102的接线解除。

(2)若选用断路器本体机构箱的防跳回路，则需将断路器操作箱的防跳回路解除，即把防跳继电器1TBUJ和2TBUJ两端的接线解除。

3 西门子断路器分合闸异常现象分析

从图1可知，当选用断路器本体机构箱的防跳回路时，断路器合闸后的异常现象说明TWJ跳位监视继电器仍励磁，这表明跳位监视回路(9 A)仍导通。现场使用万用表测量防跳继电器-K7LA的A1端子的电压值为+110 V，这说明跳位监视回路(9 A)与防跳回路连接形成导通回路。

此异常现象是断路器本体机构箱的二次防跳回路与断路器操作箱中的跳闸位置继电器(TWJ)监视回路产生寄生关系所引起的。当断路器合闸时，合闸回路导通，防跳回路上的断路器辅助延时接点-S1LA(157，158)先行闭合，防跳继电器-K7LA励磁并自保持；当断路器合闸到位后，合闸回路断开。若防跳继电器-K7LA动作电压较低，此时防跳回路与断路器跳位监视回路(9 A)连通，跳位监视继电器TWJ与防跳继电器-K7LA分压，造成防跳继电器-K7LA自保持而无法复归，故而出现上述异常现象。

4 改进措施

在断路器跳位监视回路(9 A)后串接断路器辅助常闭接点和防跳继电器-K7LA的常闭接点，即把跳位监视回路(9 A)由接4D96端子改接至断路器机构箱内的-X1:1010端子(见图1)。这样不仅不影响跳位监视回路的功能，而且会在断路器合闸瞬间使断路器的辅助常闭接点-S1LA(181，182)和防跳继电器常闭接点-K7LA(10，12)均断开，即切断断路器跳位监视回路(9 A)与防跳回路导通产生的寄生关系，避免异常现象再次发生，保证断路器实现正常分合闸操作。

5 结论

通过对国内外厂家的断路器二次回路进行分析，发现现场改用断路器本体的防跳回路时，大多数会有异常现象发生，导致断路器无法正常运行。通过对高压断路器防跳回路分析及改造，有效解决了这个问题。由于目前大多数断路器厂家尚未提供改进措施(增加相关的辅助接点和回路)，因此，此种改造措施为现场执行防跳回路提供了参考，具有一定的指导意义。