刘永兴

（嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033）

跳合闸保持继电器起动电流整定反措研究

刘永兴

（嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033）

针对变电站多次发生220 kV母联、主变断路器不明原因跳闸现象，通过试验分析发现，跳合闸保持继电器存在最小起动电流太小的问题，在变电站发生直流接地、交流电窜入直流系统等异常情况下易引起断路器误跳闸，分析了相应跳合闸保持继电器动作电流调整方法。

断路器；继电器；自保持；起动电流整定；反措

随着微机保护和集成型断路器操作箱的广泛应用，变电站保护和控制设备的小型化、智能化水平不断提高。但某些二次设备制造厂家在设备小型化设计时，选用的继电器驱动功率普遍较小，当涉及直接跳闸的重要回路中的继电器外接电缆较长，分布电容不能忽略时，常在系统发生直流接地、交流电窜入直流系统等异常情况下，长电缆电容充放电引起继电器误动。断路器控制回路中跳合闸保持继电器误动后，其触点将实现自保持沟通跳合闸回路，造成断路器误跳闸。

以下就跳合闸保持继电器整定反措的必要性、存在问题及调整方法等方面进行分析。

1 跳合闸保持继电器起动电流整定反措的必要性

1.1 跳合闸保持继电器整定反措要求

有关电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要求（以下简称反措）中明确要求：断路器跳合闸线圈的出口接点控制回路必须设有串联自保持的继电器，并且指出有多个出口继电器可能同时跳闸时，宜由防跳继电器TBJ实现上述任务，防跳继电器应为快速动作的继电器，其动作电流小于跳闸电流的一半。

但有些保护装置制造厂并没有严格执行断路器跳合闸线圈的出口接点控制回路中保持继电器的有关反措，跳合闸保持继电器出厂动作电流基本上都明显低于1/2跳闸电流。有的保持装置中的跳合闸保持继电器动作电流可以根据断路器调整，有的不可以调整。

在嘉兴地区新建变电站调试中，跳合闸保持继电器最小动作电流，都调整到大于20%、小于50%断路器额定跳合闸电流的范围内。

1.2 直流系统接地干扰

图1中C1和C2为电缆对地之间的分布电容。在33点接地之前，其电位由HWJ、RHWJ和TQ决定，RHWJ很大，TQ电阻较小，因此33点的对地电压约为-U/2。

图1 跳闸保持继电器自保持原理图

接地之后，电容C2经TXJ，TBJ，TQ构成放电回路，放电电流I=U/2R×e-t/τ，其最大值可达到U/2R，显然极易引起跳合闸保持继电器误动出口跳闸。

1.3 交流电窜入直流系统的干扰

和直流系统一点接地相类似，当直流系统受到交流干扰后，动作功率较小的跳合闸保持继电器也会误动。由于常用的交流电对地电压大多是220 V，峰值电压311 V，所以稳态最高干扰电压可达311 V，较直流系统接地对跳合闸保持继电器的影响更为严重。

2 跳合闸保持继电器抗干扰试验

某变电站220 kV母联断路器发生不明原因跳闸后，对母联断路器相关二次回路进行了检查，发现了断路器直流操作回路与机构箱交流电源之间存在绝缘不良。随后对所使用的LFP-974FR型操作箱中有关继电器进行了进一步检查。

对母联断路器的操作箱跳合闸保持继电器进行最小起动电流试验，试验接线见图2，发现起动电流仅八十几毫安跳闸保持继电器就能动作。

图2 跳闸保持继电器最小起动电流试验接线图

有关电缆分布电容充放电试验，试验接线如图3，首先在直流负端加入工频交流可调电压，有关测试数据如表1。

图3 电缆分布电容充放电验证性试验接线图

表1外加工频电压的试验

考虑到实际故障点处可能存在电弧，即存在高次谐波分量，高次谐波分量与工频分量对电缆电容充放电影响的程度也进行了比较试验，在直流负端加入了3倍工频频率的交流可调电压，有关测试数据见表2。

表2 外加3倍工频电压的试验

由表2可见，高次谐波分量比基波更容易通过电容耦合到回路中，并且该操作箱内跳合闸保持继电器最小动作电流太小且不能调整，直流电压一有波动或有一定外界干扰情况下极易使防跳继电器误动。

3 跳合闸保持继电器动作电流调整方法

对不同操作电流的断路器，跳合闸保持继电器保持动作电流要与之相匹配。以前有些设备制造厂通过在现场更换不同动作电流的保持继电器来实现同断路器的配合，但这种方式采用可插拔继电器，容易导致接点接触不良，可靠性不高，且现场工作量较大。

3.1 南瑞继保LFP系列调整方法

南瑞继保LFP900系列操作箱采用跳线方式整定跳合闸保持继电器动作电流，整定接线见图4。操作箱中跳合闸保持继电器TBJ（HBJ）出厂动作电流为250 mA，如果一个并联电阻也不接入，跳合闸电流全部从保持线圈流过，可配合的跳合闸电流为0.5 A，此时灵敏系数为2。并入第一个电阻R，该电阻的阻值设计与保持线圈回路阻值基本相等，因为电阻分流，则外部整个回路跳合闸电流为1 A时，此时流过保持继电器线圈的电流还是0.5 A，灵敏系数还是2。操作板上不同阻值的电阻，在其边上标有的“+”电流数值，就是并入该电阻后可以在原来0.5 A基础上“增加”的跳合闸电流。通过这几个电阻的组合，就可以适应外部断路器动作电流0.5～4 A的情况。

图4 跳线方式整定跳合闸保持继电器动作电流

3.2 南瑞继保CJX系列操作箱调整方法

CJX系列操作箱的跳合闸保持继电器是自适应的，在现场并不需要调整保持动作电流，实际上是采用电压型保持继电器来代替传统电流型继电器，具体回路可参见CJX系列操作箱的分板电路图。

CJX系列操作箱中跳合闸保持继电器TBJ（HBJ）线圈的动作电压为DC1.5V，在其线圈上正向并接了两个串联的大功率二极管1N5408。当保护接点闭合接通整个跳合闸回路时，大功率二极管正向导通，每只二极管的正向压降为1.2 V左右，无论断路器的跳合闸电流有多大，加在保持继电器线圈上的电压都是2.4 V左右，都会启动TBJ（HBJ）。这种设计规定的自适应范围是0.5～4 A，主要是由并联电阻决定的分流到1N5408二极管的最小导通电流和最大承受电流两个参数决定。

3.3 调整方法分析

保护设备厂家调整跳合闸保持继电器动作电流的方法，主要有通过调节保持线圈上并联的电阻值和自适应两种。

通过调节保持线圈上并联电阻值比较合理，调整后跳合闸保持继电器动作电流都能够满足国家标准、电力行业规程和反措要求。这种调整方式非常巧妙，保持继电器型号统一便于生产，直接焊接在电路板上也提高了设备的可靠性，操作起来也很方便。

自适应的调整方法实际上是采用电压型保持继电器来代替传统电流型继电器，不用调整任何参数。但这种方法存在的问题主要是其动作功率P=UI=2.4×0.25=0.60 W太小，而电力行业反措要求明确规定所有涉及直接跳闸的重要回路应采用动作电压在额定直流电源电压的55%～70%范围以内的中间继电器，并要求其动作功率不低于5 W。断路器的最低跳闸电压及最低合闸电压也有限制，其值不低于30%额定电压，且不大于65%额定电压。显然，从断路器控制回路来看，基于电压型继电器的自适应调整方法不能满足上述要求。

4 结论

根据以上分析，为防止在变电站发生直流接地、交流电窜入直流系统等异常情况下长电缆电容充放电时，跳合闸保持继电器动作使断路器发生误跳，保护设备制造厂家在设计时应严格执行电力行业反措相关要求。串联自保持继电器必须选用电流型继电器，并且能够根据变电站断路器跳合闸电流实际情况调整跳合闸保持电流继电器最小起动电流。在投产调试时应把最大灵敏度整定到2.0左右，提高其抗干扰能力。

[1]邹森元.《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》条例分析[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编[M].2版.北京：中国电力出版社，2000.

[3]电力工程电气设计手册（电气二次部分）[M].北京：中国电力出版社，1991.

[4]DL/T 995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程[S].北京：中国电力出版社，2006.

[5]国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M].北京：中国电力出版社，2005.

（本文编辑：李文娟）

Research on Anti-accident Measures of Starting Current Setting for Trip/closing Self-holding Relay

LIU Yong-xing

（Jiaxing Electric Power Bureau，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

In view of frequent trip accidents of 220 kV bus coupling and main transformer circuit breaker for unknown causes in the substation after tests and analysis,it is found that the minimum starting current of trip/ closing self-holding relay is insufficient so that it can easily cause a mistrip of breaker if abnormal circumstances occur in the substation such as DC grounding，AC intrusion into DC system etc.This paper analyzes the adjustment method of action current of trip/closing self-holding relay.

circuitbreaker；relay；self-holding；starting currentsetting；anti-accidentmeasures

TM587

B

1007-1881（2010）09-0023-03

2009-12-07

刘永兴（1972-），男，河北保定人，工程师，主要从事电力系统变电二次安装及调试管理工作。