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高压配电柜防跳回路设计常见问题

2015-1-30 11:37| 来源:电工学习网| 查看: 10455| 评论: 0

摘要: 高压开关控制回路应设计防跳。因为当合闸于永久性故障电路时继电保护动作,断路器分闸,此时若合闸指令没有解除或误操作,会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故。防跳是指防 ...
    高压开关控制回路应设计防跳。因为当合闸于永久性故障电路时继电保护动作,断路器分闸,此时若合闸指令没有解除或误操作,会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故。防跳是指防止断路器在自动或手动合闸后,操作开关未复归或触点被卡住,致使断路器发生多次“跳一合”现象的发生。
1、断路器内部防跳
    以前大部分10kV断路器都不带有防跳回路,传统做法如图1所示。
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    此回路采用电流启动、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,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。它是利用“保护跳闸时电流信号起启动防跳继电器,电压信号自保持继电器”的原理工作,此方法接线相对繁琐,再加上继电器本身的故障率,使得“防跳”的可靠性大为降低。
    现在大部分断路器如南洋CK( ZN18 -12),ABB的VD4,常州森源的VS1等都设计有相应的防跳回路。可抽出式CK断路器防跳回路见图2。
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    图2中,FJ为防跳继电器,2WK为辅助开关,断路器手车处于实验和工作位置时,微动闭合;1WK2为辅助开关,合位表示已储能;b为辅助开关,合位表示断路器分闸状态;KJ为继电器触点,当断路器储能后,其状态闭合。HQ为合闸线圈。手车处于工作位置时,若电机已储能,1WK2和KJ分别由于机械和电气结构控制,处于闭合状态,此时有合闸脉冲,电源通过H一2WK—b—1WK2一FJ常闭触点一KJ常闭触点一合闸线圈HQ,HQ启动,断路器合闸,同时,防跳继电器线圈FJ带电,此时,若保护跳闸后,合闸命令因故障而未能消失,则因防跳继电器FJ的常闭接点处于断开状态,合闸线圈不可能再次启动,起到了“防跳”的作用。
2、综合继电保护装置里使用的防跳
    近年来配电柜内采用集保护、测量、控制、通讯多功能为一体的微机保护装置和断路器配合越来越多,有实际经验的的工作者知道,大部分国产lOkV综合继电保护装置厂家将防跳回路设计在保护装置内,图3所示是南京南瑞RCS96型综合继保(简称综继),其内部就有防跳回路。
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    图3中,线路因为某故障,综继通过BTJ常开~416- 409~TBJ线圈405—,断路器跳闸线圈,使断路器跳闸。同时TBJ线圈得电,其TBJ常开闭合,若此时,外部合闸脉冲未解决或误操作合闸,可以分析得HBJ线圈得电,电流通过411—一TBJ常开一TBJV线圈HBJ常开→操作正电源,TBJV线圈得电并自保持,其常闭触点打开,合闸回路就断开了,也防止了断路器的跳一合现象。
3、防跳使用
    由上述分析可知,无论是断路器本体的防跳还是综继的防跳,都有防止断路分闸后,控制开关合闸触点粘合或误合闸操作导致断路器的跳一合现象的作用。而断路器和综继作为配电柜必不可少的主要元件,若对元件线路不作
改动,则配电柜系统内存有两个防跳系统。笔者在某工程中设计时,出现的双重防跳接线情况如图4所示,结果造成了断路器分闸一次后,不能再合上闸的故障。
    经线路分析如图4正常操作,储能后,合闸脉冲(遥控合SAM5,6- 403,或就地合SAMI,2—410或综继保护合417一1XB2-+410)给出,410-'TBJV常闭- HBJ线圈~406一C2:4~2WK—b-+1WK2-b-+ FJ_ KJ_ HQ—CZ:36,此时合闸线圈得电,断路器合闸,同时,410—TBJV常闭-*HBJ线圈→406一C2:4一FJ线圈_+C2:36,KJ常得电和HBJ自保持。综继的跳位继电器HBJ和断路器的防跳继电器FJ,在断路器合闸后都有励磁,使得综继的合分闸指示都亮,只要断路器分闸一次(包括试验和正常操作)后,断路器不能再次合上闸了。
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    为了解决上述防跳矛盾,传统做法是取消断路器内的防跳回路,即在确定综继型号后,确认综继是否带防跳,若有,则在订购断路器时,注明取消防跳。此种做法虽然取消了寄生回路,但牺牲了断路器操动机构内的防跳功能,不是很合理。因为在机构本身发生故障,且合闸脉冲未撤消的情况下,断路器也只能合闸一次,不论成功与否,断路器合闸线圈不会第二次带电。这主要是由断路器结构决定其要求有上前述电气要求的,因为断路器的主触头行程一般都比较小,如10~35kV真空断路器的主触头行程只有8—10mm,它不能承受连续的多次合闸冲击,否则,真空泡容易受到损坏。当第一次合闸不成功后,不能马上再合闸,只有在调整机构后才允许第二次操作。如果取消了机构内的防跳电路,则会影响断路器的安全运行。断路器机构内的防跳可避免断路器本体故障和合闸控制触点不正常粘合的跳跃现象。而综继的防跳是避免线路故障发生时,误合闸操作时断路器的跳跃现象。可见,此两种防跳是互补关系,取消哪种防跳的做法都是不合理的。要解决双重防跳的接口矛盾,笔者对线路做了如图5所示的改动,利用断路器的辅助开关将跳位监视继电器HBJ和断路器防跳继电器FJ在合闸后断开,即是406和C2:4之间串断路器的常闭辅助开关。这样保证了线路的防跳完整性。
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4、结束语
    在解决工程设计出现的保护装置与开关设备防跳接口问题过程中,完善使用电气防跳回路对保障电力系统的安全生产有着重要的意义,电气设计人员在设计中碰到类似问题时,应认真对待,考虑周全。

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