一起35kV开关防跳跃回路异常事件分析及建议

王坤

摘 要： 在南方电网某变电站，检修人员在处理站内#3自耦变35kV侧334开关机构箱内电机过流导致远方分闸异常工作时，发现当334开关断开后，开关机构箱内防跳跃继电器52Y持续励磁，不能正常返回。经分析，保护装置操作箱内合闸保持继电器HBJ与开关机构箱内防跳跃继电器52Y回路匹配存在问题，导致开关远方分闸后，开关机构箱内防跳跃继电器不能正常返回。通过本次跳闸异常事件，对35kV开关的操作箱防跳跃回路和本体防跳跃回路进行梳理分析，并针对开关应该选取哪种防跳跃方式提出一些建议。

关键词： 防跳跃；继电器；合闸保持；匹配

0 引言

在南方电网某变电站，检修人员在处理站内#3自耦变35kV侧334开关机构箱内电机过流导致远方分闸异常工作时，发现当334开关断开后，开关机构箱内防跳跃继电器52Y持续励磁，不能正常返回。经分析，保护装置操作箱内合闸保持继电器HBJ与开关机构箱内防跳跃继电器52Y回路匹配存在问题，导致开关远方分闸后，开关机构箱内防跳跃继电器不能正常返回。通过本次跳闸异常事件，对35kV开关的操作箱防跳跃回路和本体防跳跃回路进行梳理分析，并针对开关应该选取哪种防跳跃方式提出一些建议。

135kV开关防跳回路异常分析

现场检查发现334开关远方合闸后，操作箱合闸回路仍然导通，合闸保持继电器HBJ未正常返回，操作箱合闸输出端子31YK16仍然保持正电位输出，用电流钳表测量31YK16端子输出回路电流为0.18A，而合闸保持继电器HBJ为电流型继电器，返回电流约为0.1A，因此可判断合闸回路存在异常，导致开关合闸后，合闸回流电流大于合闸保持继电器HBJ的返回电流，导致继电器不能正常返回，切断合闸回路。

1.1 35kV开关合闸过程

图1 334开关操作箱原理图

如图1所示，35kV 334开关远方合闸时，合闸脉冲经31YK9遥合端子励磁合闸保持继电器HBJ后，到达334开关机构箱内远方合闸回路端子TB1：7，再经远方/就地切换把手至合闸线圈回路与开关机构防跳回路。正常情况下，合闸脉冲励磁合闸线圈52C，使得开关辅助常开接点52a/1闭合，常闭接点52b/1断开，从而励磁开关机构防跳继电器52Y。

图2 334开关本体机构箱控制回路原理图

如图2所示，正常情况下，开关本体防跳继电器52Y励磁后，常闭接点52Y：31、32断开，切換合闸线圈52C回路。即防跳继电器52Y在励磁状态时，开关不能合闸。在防跳继电器52Y励磁后，常开接点52Y：13、14闭合，操作箱合闸回路与大电阻R1及防跳继电器52Y串联，使得合闸回路电流减小。正常情况下，该电流将小于合闸保持继电器HBJ的返回电流，使HBJ常开接点断开，切断操作箱合闸回路，最终完成35kV开关合闸过程。

1.2 事件发生的原因分析

由35kV开关合闸原理过程可知，当防跳继电器52Y励磁时，操作箱合闸输出完整回路为HBJ常开接点—TBJV常闭接点—HBJ励磁线圈（电阻较小，约几欧）—31YK16—TB1：7—防跳继电器52Y常开接点（继电器励磁时闭合）—大电阻R1（约370欧）—52Y励磁线圈（约260欧），回路总电阻约为630欧，站内低压直流电源为115V，可知合闸电流约为0.18A，与电流表实际测量值一致，大于合闸保持继电器HBJ的返回电流，造成继电器HBJ无法正常返回。由分析可知，合闸返回回路电流主要由机构箱大电阻R1和52Y继电器励磁线圈电阻决定，此次334开关回路异常主要原因是操作箱继电器HBJ与机构箱防跳继电器52Y回路匹配存在问题。

2事件反映的问题

经现场检查及试验，发现334开关控制回路实际存在双重防跳回路，即操作箱防跳回路和开关本体机构箱防跳回路同时使用。

2.1 操作箱防跳回路原理

35kV 334开关操作箱原理图如图1所示，操作箱防跳回路主要由操作箱跳闸保持继电器TBJ、防跳自保持继电器TBJV及其接点组成，由跳闸回路的继电器TBJ启动。若合闸命令在开关合上后继续存在，此时有一远方分闸命令或保护跳闸励磁跳闸保持继电器TBJ，TBJ常开接点闭合，励磁防跳继电器TBJV。防跳继电器TBJV励磁后，TBJV常闭接点断开，切断操作箱合闸回路，合闸命令将不能送至开关机构箱，防跳继电器TBJV在励磁状态时，开关不能合闸。同时，防跳继电器TBJV励磁后，TBJV常开接点闭合，使得防跳继电器处于自保持励磁状态，即使合闸命令持续存在，开关在分闸后，也不能再次合闸。

2.2 开关本体机构箱防跳回路原理

35kV开关本体机构箱防跳回路原理如图2所示，机构箱防跳回路主要由开关辅助接点、合闸线圈52C、防跳继电器52Y及其常开常闭接点组成。334开关远方合闸时，合闸脉冲经31YK16端子至开关合闸线圈52C，开关辅助常开接点52a/1闭合，开关辅助常闭接点52b/1断开，从而励磁开关本体防跳继电器52Y。防跳继电器52Y励磁后，常闭接点52Y：31、32断开，切断合闸线圈52C回路，即防跳继电器52Y在励磁状态时，334开关不能合闸。同时，防跳继电器52Y励磁后，常开接点52Y：13、14闭合，操作箱合闸回路与大电阻R1及防跳继电器52Y线圈线圈串联，防跳继电器52Y仍处于励磁状态，但合闸回路电流变小。若合闸命令在开关合上后即消失，由于合闸电流变小，合闸保持继电器HBJ为电流型继电器，当合闸电流小于其返回电流时，HBJ继电器返回，HBJ继电器常开接点断开，切断合闸保持回路。若合闸命令在开关合上后持续存在，则防跳继电器52Y一直处于励磁状态，此时有一远方分闸命令或保护跳闸动作跳开开关，则开关不会在分闸后再次合闸。

2.3 违反南方电网反事故措施要求

南方电网反事故措施要求，每个断路器应且只应使用一套防跳回路，宜采用开关本体防跳，从上述分析可知，334开关同时存在两套防跳回路，根据反措要求，应进行整改。

经分析，主要由两种整改方式。一种是解开334开关本体机构箱端子TB1：23、24的短接连接片，将本体防跳回路退出，采用操作箱防跳回路，合闸回路由开关辅助常闭接点断开的方式切除，这种解决方案解决了操作箱合闸保持继电器HBJ与机构箱防跳继电器52Y回路的匹配问题，同时满足反措要求。另一种是在开关本体机构箱中，利用远方/就地切换把手接点实现本体防跳回路的切换，即在本体防跳回路串入远方/就地切换把手接点。当切换把手处于就地位置时，本体防跳回路接入，此时操作箱控制回路和操作箱防跳回路均断开，满足反措要求；当切换把手处于远方位置时，退出开关本体防跳回路，此时保留操作箱防跳，则可以避免同时使用两套防跳回路，满足反措要求。

3总结及探讨

此次事件，暴露出该变电站35kV开关334合闸回路存在安全运行隐患，考虑到自耦变35kV侧开关经常需要投退，严重威胁自耦变的稳定运行。但在事件分析过程中，我们也发现，由于操作箱防跳回路与开关机构箱防跳回路并联，若本体机构箱内大电阻R1与防跳继电器52Y线圈电阻选取得当，满足操作箱合闸保持继电器HBJ返回电流的要求，同时采用两套防跳回路也可以安全稳定运行。开关防跳回路应该采取哪种方式，仍然值得我们继续思考。■

参考文献

[1]崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京：中国电力出版社，1993.

[2]李兴、陈世元. 继电器[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2005.