基于防跳继电器引发全站失电的分析

［摘 要］当前，高压开关柜的防跳继电器通常采用电磁式继电器，当高压开关柜震动时，继电器的触点易被导通，引起断路器误跳闸，导致设备停电。对此，文章基于防跳继电器的结构、原理等角度对其引发的全站失电事件进行分析。针对常规防跳继电器易误跳的问题，利用微机综保自身的触点，配合必要的逻辑编程解决该问题。该方法可替换常规的继电器，避免因震动造成开关误动作跳闸，同时又可实现开关的防跳跃功能。

［关键词］高压断路器；防跳继电器；跳闸；震动

［中图分类号］TM58 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）03–0083–03

1 事故概述

某公司2 号空压站10kV 供电系统为单母分段，有双回电源双段母线，正常运行时1 号电源带1 段母线，2 号电源带2 段母线运行，母联5012 断路器热备用状态。2 号空压站电气一次接线如图1 所示。某日，该站2 段母线上的2 号空压机508 柜过电压保护器三相短路，508 柜断路器速断保护跳闸，保护装置及断路器动作正确。在此次事故中2 号电源进线68 柜，以及1 号电源进线67 柜断路器也同时跳闸，造成了二空压全站失电，对公司生产造成了较大的影响。

2 现场情况

2 号空压站2 号空压机508 柜A、C 相过电压保护器已炸毁，如图2 所示。检查2 号电源进线68 柜、1号电源进线67 柜继电保护装置均无保护出口跳闸信息。经查看视频监控录像，在2 号空压机508 柜过电压保护器短路发生时，2 号电源进线68 柜及1 号电源进线67 柜指示灯合闸变分闸。

3 防跳继电器工作原理

3.1 防跳继电器概念

在供配电专业中，开关柜的防跳继电器也叫防跳跃继电器。其用于高压开关柜的断路器控制回路中，即当断路器合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除又进行合闸，导致断路器反复合、分闸，不仅扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，因此高压开关控制回路中都设计有防跳跃功能。

3.2 防跳继电器工作原理

防跳继电器一般选用电流启动、电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈；电压线圈接于合闸回路作为保持线圈。当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障或处于手动合闸位置，电压线圈启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持。

断路器跳闸一般有两种情况：①主回路没有故障，而是由于断路器机构辅助触点不良，继电器触点卡住等原因导致；②主回路确有故障，断路器合于故障点，继电器保护动作使断路器跳闸，而这时断路器的操作把手尚未复归或自动装置的触点卡死等，从而使断路器发生多次分合的现象。

3.3 防跳继电器工作过程分解

现以主回路有故障为例分析防跳继电器的回路动作情况，有助于分析防跳继电器的工作原理及动作过程。常规继电器防跳跃继电器回路图如图3 所示。

（1）开关分闸状态下进行合闸操作，控制回路动作如下：+KM—直流空气开关2ZZK 合闸—自动/ 手动选择开关1QK 打到手动状态，触点3-4 接通—手动合闸开关1KK 合上，触点1-2 接通—母联开关柜3DL常闭触点合上—本开关柜处于运行位置YW 合上—支路2 中的防跳继电器常闭触点TBJV5-6 闭合—本开关柜常闭辅助触点1DL 闭合—本开关柜合闸线圈HQ带电—直流空气开关2ZZK 合闸—-KM，整个控制回路完成合闸动作，断路器合上。

（2）如果主回路有故障，断路器合于故障点，保护装置发出保护动作指令使断路器跳闸，分闸动作回路情况如下：+KM—直流空气开关2ZZK 合闸—保护装置SEL351A 发出跳闸指令，回路OUT101（A01-A02 触点）闭合—1LP 保护硬压板投入—防跳断电器TBJ 电流线圈18-20 带电—本开关柜常开辅助触点1DL 闭合—本开关柜分闸线圈TQ 带电—直流空气开关2ZZK 合闸—-KM，整个控制回路完成分闸动作，断路器断开。

（3）防跳跃回路动作过程。这时断路器的手动合闸开关1KK 操作把手尚未复归，触点1-2 仍接通，如果控制回路中没有防跳跃继电器，会使断路器发生多次分合的现象。增加了防跳跃继电器后，可起到防止断路器发生多次分合的作用。防跳跃回路动作过程如下：①防跳继电器电流线圈启动：+KM—直流空气开关2ZZK 合闸—保护装置SEL351A 发出跳闸指令，回路OUT101（A01-A02 触点）闭合—1LP 保护硬压板接通—防跳断电器TBJ 电流线圈18-20 带电—防跳断电器TBJ 常开触点3-4 闭合（自锁跳闸回路）—本开关柜常开辅助触点1DL 闭合—本开关柜分闸线圈TQ 带电—直流空气开关2ZZK 合闸—-KM。②防跳继电器电压线圈闭锁：+KM—直流空气开关2ZZK合闸—自动/ 手动选择开关1QK 打到手动状态，触点3-4 接通—手动合闸开关1KK 合上，触点1-2 接通—母联开关柜3DL 常闭触点合上—母联开关柜3DL 常闭触点合上—本开关柜处于运行位置YW 合上—防跳继电器常闭触点TBJV1-2闭合—防跳继电器电压线圈14-16 带电，防跳继电器常闭触点TBJV5-6 断开—直流空气开关2ZZK 合闸—-KM，防跳继电器电压线圈启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。

3.4 防跳继电器的特点

因电磁式继电器的常开触点的动触点与静触点距离只有2～4 mm，即震动瞬间发生，时间很短。但防跳跃继电器的常开触点瞬间导通，断路器的跳闸回路接通，跳闸线圈得到足够的动作电压，完成了跳闸动作，因此跳闸的结果不可改变。

4 原因分析

4.1 事故起因

此次事故的起因是2 号空压站2 号空压机508 柜过电压保护器绝缘老化引起三相短路。

4.2 事故直接原因

从防跳继电器的结构、工作原理、动作过程，以及双回电源进线柜无任何保护信息综合分析，判断造成2 号空压站全站失电的直接原因为双回电源进线柜的开关站面板上的防跳继电器受到冲击波震动而引起常开触点导通，引起开关柜分闸。

508 开关柜过电压保护器短路时产生的冲击波造成强烈的震动，引起双回电源进线柜防跳继电器的常开触点接通，图3 中的支路3 中的TBJ3-4 接通，动作情况如下：+KM—直流空气开关2ZZK 合闸—防跳断电器TBJ 常开触点3-4 接通—防跳断电器TBJ 电流线圈18-20 带电—本开关柜常开辅助触点1DL 闭合—本开关柜分闸线圈TQ 带电—直流空气开关2ZZK 合闸—-KM，开关柜跳闸，微机保护装置无任何动作报警报文。

4.3 管理原因

2 号空压站的过电压保护器已使用13a，超过8a的使用年限，存在安全隐患却一直未进行排除，过电压保护器管理不到位是造成此次事故的主要原因。相关电气技术人员点检不到位，未能及时发现过电压保护器隐患，是造成此次事故的次要原因。

5 预防措施

全面排查高压开关柜到期的过电压保护器并对其进行更换。但最终需要解决防跳继电器震动导致误动作的问题，因此，为避免重复发生此类事故，需对防跳跃回路进行技术上的改造。利用检修机会，取消1号及2 号电源进线柜面板上的常规防跳继电器，改为利用微机综保自身的触点，配合必要的逻辑编程，替换掉常规的继电器。由于取消了电磁式防跳继电器，改为采用微机综保自身的触点，配合必要的逻辑编程，可避免因震动造成开关误动作跳闸，同时又实现开关的防跳跃功能，而且降低了项目的投资额，不需要另外配置防跳跃继电器。

对继电器式的防跳跃回路进行改造，利用微机综保装置SEL-351A 自身的触点，配合必要的逻辑编程，替换掉原有的电磁式继电器。将图3中的支路1、支路2、支路3、支路4 拆除，改为图4 中的支路1''、支路2''、支路3''，完成控制回路上的改造。

对图4“支路1”中的OUT107，可利用逻辑进行编程。当控制回路中分闸、合闸指令同时存在时（手动操作或遥控操作均可以），OUT107 触点不闭合处于打开状态，可起到闭锁合闸回路的效果。当保护装置失电时以及在保护故障未复归时，OUT107 触点不闭合处于打开状态，可起到闭锁合闸回路的效果。

OUT107 触点的动作时间小于开关的合闸、分闸动作时间。10 kV 开关柜的合闸时间一般为100 ms，分闸时间一般为60 ms，OUT107 触点的动作时间不大于1 ms。

有3 种情况会发生跳跃现象，分别进行闭锁：①合闸信号一直存在，又有分闸信号来（上升沿）；②分闸信号一直存在，又有合闸信号来（上升沿）；③分闸、合闸信号同时存在。当有上述3 种情况发生时，微机综保装置SEL351A 自保持字位LT 置1，OUT107 出口打开，起到闭锁合闸回路的作用；有分闸或合闸信号返回时（下降沿），微机保护装置自保持字位LT 置0，OUT107 出口闭合，接通合闸回路，允许合闸操作。

6 结束语

防跳继电器通常是采用电磁式继电器，如果高压开关柜安装在振动源附近，高压开关柜的工作将受到震动的影响，电磁式继电器的触点易被导通，引起断路器误动作，导致设备停电从而影响供电。通过分析本次事故，要求对已发现的隐患立行立改，按期限完成隐患整治工作，杜绝类似事故的再次发生。

参考文献

[1] 赵通汉. 误操作引起智能变电站继电保护误动分析[J]. 电工技术，2021（8）：30.

[2] 张波. 电力系统继电保护装置调试及安全管理策略[J]. 智能城市，2020（20）：98-99.

[3] 马志涛. 一起主变差动保护动作跳闸的事故分析[J]. 电工技术，2021（17）：82-84.