断路器防跳回路分析及改进研究

邬中生

摘 要：断路器作为电力系统重要设备，变电站跳、合闸等控制均需要由断路器控制回路来实现。在实际应用中控制回路可以连接一次设备与二次设备，满足二次设备对一次设备的操控，因为市场上存在的设备差异较大，使得断路器灭弧原理、控制回路以及操作机构等之间存在明显不同，尤其是防跳回路设计上差异较大。为充分发挥断路器所具有的功能性，需要不断地对其进行研究和改进，争取实现控制回路与防跳回路的有效结合。

关键词：断路器 防跳回路 控制回路

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）10（c）-00-02

防跳回路的存在主要作用是可以避免断路器出现“跳跃”问题，确保断路器能够正常运行，维护电力系统的正常运行。但是因为市场上设备不同，存在部分断路器防跳回路设计不合理，防跳功能失效。需要根据以往经验，对断路器防跳回路常见的异常进行分析，然后采取有效措施来进行改进和优化，争取为电网安全运行提供可靠保障。

1 断路器防跳回路原理

防跳回路主要包括保护防跳和短路器防跳两种，两者在实际应用中动作原理以及功能效果存在一定差异，其中防护防跳回路设置在保护装置操作箱内，断路器防跳回路设置在断路器操作机构箱内。如果故障线路断路器合闸动作，且合闸脉冲被保持的情况下，保护跳闸脉冲发出，跳闸回路接通，同时TBJ继电器会产生动作，以免防跳闭锁回路内的TBJ接点闭合。在此种情况下因为存在合闸脉冲，由防跳电压继电器TBVJ动作，常开接点闭合，促使防跳电压继电器能够正常动作，常闭接点断开后，将合闸回路断开，以此来保证断路器不会出现合闸情况，进而能够有效避免断路器出现跳跃问题[1]。待合闸脉冲消失后，防跳继电器返回，然后断路器会重新达到合闸状态。

就实践应用效果来看，保护防跳回路为跳闸回路启动，合闸回路自动保持形式。而断路器防跳回路为启动和自动保持全部设置在合闸回路内。在选择应用两种方式处理时，应保证断路器控制回路具有断路器防跳功能时，应用断路器防跳回路，解除保护防跳。相应的如果断路器控制回路不具备断路器防跳功能，则需要选择应用保护防跳回路。

2 断路器防跳回路模式

2.1 电流型防跳回路

图1为电流型防跳回路，当输电线路出现故障后，保护TJ动作出口，TBJ继电器电流启动且会自动保持，具备启动TBJV电压继电器动作条件。首先，在断路器与机构动作无异常情况下，并且无手合回路触点或者自动装置合闸触点黏连问题时，断路器跳闸回路辅助点将会从“合-分”与合闸回路辅助触点由“分-合”，将TBJ继电器电流切断后启动回路[2]。然后，断路器与其机构动作无异常情况下，并且有手合回路触点或者自动装置合闸触点黏连情况是，TBJV电压继电器会产生的工作同时自动保持，将合闸回路内的TBJV触点断开，满足合闸回路被切断的要求。

2.2 电压型防跳回路

如图2所示为电压型防跳回路，继电器K3通过断路器合闸位置辅助触点BG1（23）～（24）启动，合闸脉冲电压来保持，如果断路器合闸，泽BG1将会由分位变更为合位，合闸脉冲则会通过合闸回路来促使K3动作，当K3一对触点用于实现防跳继电器K3自保持功能，达到将断路器合闸回路切断的目的，避免断路器跳跃问题的发生。

2.3 防跳回路模式对比

在选择应用保护装置防跳回路时，其主要是通过相应操作箱回路实现防跳功能，如果发生手合控制开关触点行程未返回、自动装置合闸触点粘连等情况时，均可发挥防跳功能，避免继电器出现跳跃问题。但是如果出现断路器本体机构内合闸回路故障问题，包括阴雨天气机构内部除湿装置无法正常工作，而导致断路器机构端子绝缘性降低，促使断路器跳跃，无法达到预期的防跳功能[3]。由此可以明确，上述两种防跳回路以机构防跳回路更为理想。

3 防跳回路异常与改进

3.1 防跳回路异常

以某电站500kV断路器防跳回路缺陷为对象进行分析，在对母线进行检修试验时，操作断路器出现合闸后立即跳闸的情况。工作人员进行现场检修后，发现第一次手动合断路器时，断路器C相防跳闭锁继电器并未返回，由此母差保护跳开断路器后，再次和断路器、断路器C相无法合上，最终因为三相不一致而造成断路器跳开。然后将第一路操作电源开关断开后，断路器C相防跳闭锁继电器返回，断路器合闸后无异常。

3.2 操作回路分析

在正常情况下断路器发出合闸命令后，C相合闸保持继电器动作并且自动保持合闸令确保断路器能够可靠合闸，在断路器合闸操作后，断路器辅助接点会将合闸回路断开，并接通防跳闭锁回路[4]。此种情况下如果未正常收回合闸令，泽防跳继电器将会持续被励磁，以免断路器出现跳跃问题。如果正常收回合闸令，则继电器电流会小于返回电流，将操作电源断开以后，防跳继电器将会返回。

3.3 防跳异常分析

3.3.1 回路分析

对断路器操作回路进行检查分析，断路器C相合闸回路没有任何寄生回路，这样在收回合闸令后，并无其他回路造成防跳继电器动作。但是因为继电器存在未返回情况，而导致防跳节电器一直被励磁。

3.3.2 继电器分析

将继电器作为试验分析对象，合闸保持继电器为1.5V电压继电器，可得到继电器试验数据。通过多项数据分析后可以得知，操作箱返回电压小于备用操作箱合闸保持继电器返回电压，并且试验结果具有离散性特点。以欧姆定律为依据，可计算得到防跳继电器介入后回路电流数值，其与返回值非常接近，而造成返回动作不稳定。

3.3.3 合闸插件

对操作箱C相合闸插件进行更换，然后对断路器进行多次合闸试验，未出现防跳继电器未返回现象，可证明防跳缺陷消除。

3.4 分压电阻不匹配

在对断路器防跳回路缺陷进行试验分析时，发现防跳继电器分压电阻不匹配，该电站500kV断路器防跳回路此问题比较突出。断路器操作回路内防跳继电器额定电压为110V，直阻大约为1.4kΩ，分压电阻数值为370Ω。现在操作回路电压数值在230V左右，防跳继电器动作以后，可确认其电压数值大约在180V左右，电压比较高。为消除此种问题，需要基于防跳继电器特征来选择确定匹配度高的分压电阻，与生产厂家联系后确认此处电阻匹配不合适，同时与电站内其他相似回路進行对比分析后，最终确定此位置应选择1.2kΩ左右的分压电阻。同时，还要兼顾操作回路进行分析，选择应用较大电阻，可以在降低回路电流后，合闸后有利于继电器返回，因此，在实际生产中厂家需要根据分析结果，来选择大小合适的分压电阻，对原来所用分压电阻进行更换。

4 结语

断路器作为维持电力系统稳定运行的重要设备，必须要确保其功能性的完整性与规范性，避免因为防跳回路缺陷而出现“跳跃”问题。因此需要总结实践经验，对断路器防跳回路存在的缺陷进行分析，然后基于实际情况，判断问题原因后，采取有效措施来进行调整和优化，维持回路正常运行。

参考文献

[1] 顾用地，张东明，许格，等.一起500kV断路器防跳回路异常分析及改进[J].电工电气，2018（4）：32-34，39.

[2] 吴海涛，任佳.断路器防跳回路的分析与优化改进[J].电力安全技术，2018，20（3）：46-49.

[3] 张殿华，李志超，吕晓勇，等.500kV断路器防跳回路缺陷的分析及改进措施[J].水电站机电技术，2017，40（6）：54-55.

[4] 梁嘉俊.断路器防跳回路分析与改进[J].大众用电，2016，31（3）：25-26.