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开关保护装置防跳与机构防跳的分析与比较

2018-09-21韦昌富

机电信息 2018年27期
关键词:分闸接点合闸

韦昌富

(广东电网有限责任公司阳江供电局,广东阳江529500)

0 引言

开关跳跃就是指断路器的控制手柄处于合闸位置(合闸回路由于某种原因而接通),当线路存在故障时,继电保护装置动作使断路器跳闸,此时断路器会再次合闸、跳闸,多次重复动作此“跳闸、合闸”的现象。如果不采取防护措施,那么多次重复的开关跳跃将会使断路器合于故障导致设备损坏,大大降低断路器的速断能力,严重时开关会发生爆炸,造成人身事故以及临近设备的安全事故。

针对开关跳跃现象,我们一般采用开关防跳回路来防止防止断路器反复分、合闸,保护设备的安全。

1 开关防跳的分类

实现开关防跳有两种方式:

1.1 保护装置防跳

如图1所示,当开关合于故障时,继电保护动作使开关跳闸,如果此时合闸接点仍未断开导致合闸回路接通,开关将会再一次合闸,如此反复,导致开关发生跳跃现象。此时,我们需要采取开关保护装置防跳防止开关跳跃。

图1 开关防跳回路原理图

(1)控制开关的合闸接点KK的⑤、⑧接点闭合,使合闸回路接通。

(2)如果开关合于故障,保护动作,此时跳闸回路接通,TBJ继电器动作,其常开接点TBJ闭合使防跳回路接通(因为此时KK的⑤、⑧接点闭合),TBJV动作使其常开接点TBJV闭合,使防跳回路保持接通状态(直到KK的⑤、⑧接点断开为止)。

(3)由图可见,此时TBJV继电器的常闭接点是断开的,如果KK的⑤、⑧接点一直没有断开,那么由于防跳回路此时是接通状态,故开关不能合上,达到了防跳的目的。

1.2 机构防跳

如图1所示,采用机构箱防跳回路。

(1)当合闸脉冲发出后,开关机构开始合闸。

(2)此时,开关合闸回路粘连,开关合闸后的一瞬间,开关辅助常闭接点断开,其常开接点闭合,防跳继电器K0有电流流过启动,K0常闭接点断开合闸回路,同时K0的常开接点接通防跳回路。

(3)由于此时关合闸回路粘连,防跳继电器在持续合闸信号下自保持,使合闸回路保持断开状态。

(4)当开关由于故障或者其他原因跳开之后,虽然此时合闸信号一直存在,但合闸回路已经断开了,因此开关不能合上,达到了开关机构防跳的目的。直到合闸信号消失,防跳继电器K0才会返回,断开防跳回路。

2 开关保护装置防跳与机构防跳的比较分析

2.1 两者的优缺点分析

由上面的分析可知,保护装置防跳优点为防跳接在保护操作箱内(一般布置在保护屏中),运行环境较好;缺点为当断路器机构箱至保护装置之间的合闸回路发生带正电故障时,如系统也出现故障,保护装置防跳将不起作用。机构防跳优点为断路器机构防跳回路仅并联在合闸回路中,对分闸回路没有影响,回路相对比较简单,可以实现就地保护,有效地消除了从保护装置到断路器机构箱间的保护死区现象;缺点为断路器机构防跳继电器安装在断路器机构箱或汇控柜中,运行环境比较恶劣,存在受断路器振动影响等隐患,随着年限增长,运行状况逐渐变坏。

2.2 两者的相互联系

两种回路接线存在的问题:在实际接线中,如果把两套防跳都接入回路的话,这种接线方式会有寄生回路存在的问题。如图1所示,正常情况下,开关在分位。合上开关,由于如图示这个回路存在,如果回路的参数配合不好,就有可能使跳位监视继电器线圈TWJ励磁,进而导致绿灯亮。这样,就会出现开关在合位,但红灯、绿灯一起亮的异常现象。

更为严重的是,开关合闸过程中,如果回路参数配合不好,机构防跳继电器线圈K0有可能励磁,K0的常开接点闭合并形成自保持,K0的常闭接点断开,切断开关合闸回路。这样,在开关下次分闸后,虽然DL的常开接点打开,但(+KM)—(TWJ)—(R)—(K0常开接点)—(K0)—(-KM)仍然形成寄生回路,使得K0继电器不能返回,此时K0的常闭接点依然断开,使开关不能正常合闸。

针对上述接线存在的问题,如果要将两套防跳都接入回路,就必须对回路作必要的改变。

(1)参照图2,在跳位监视回路中串入K0常闭接点。如果K0励磁,K0在合闸监视回路中的常闭接点就会断开寄生回路,这样,在开关合闸脉冲解除后后,K0就能可靠返回,从而避免了开关分闸后不能再次合闸的缺陷;但开关合位时红绿灯全亮的缺陷仍有可能存在,原因在于:开关在合闸瞬间,如果回路参数配合不当,有可能使TWJ励磁,但K0没有励磁,这样,K0常闭接点也就形同虚设了。

(2)参照图2,在合闸监视回路中串入DL常闭接点。当开关在合位时,DL常闭接点断开,从而切断了寄生回路,避免了开关合位时红绿灯一起亮的缺陷,但分闸后不能再次合闸的缺陷依然可能存在,具体缺陷发生过程如下:

1)开关分闸前,DL常闭接点断开,常开接点闭合。

2)开关分闸后,DL常闭接点闭合,如此时DL常开接点未能及时断开,则K0继电器可能励磁,K0常开接点闭合使K0线圈自保持,K0常闭接点断开,使开关分闸后不能再次合闸。

图2 在合闸监视回路中串入K0常闭接点和DL常闭接点

针对两种接线方式存在的问题,我们可以在合闸监视回路中同时串入DL常闭接点和K0常闭接点。该接线相对完善地解决了上述两个缺陷:DL常闭接点避免了开关合位时红绿灯一起亮的缺陷,K0常闭接点避免了开关分闸后不能再次合闸的缺陷。

但在一般的回路中,考虑到回路的复杂性,通常只采用一种防跳方式就可以了。至于是拆除操作箱中的防跳回路还是拆除断路器中的防跳回路,要视操作箱与断路器中的具体接线情况而定,一般建议采用断路器中的防跳回路。在采用断路器防跳回路时,需研究保护出口是否有保持功能,否则操作箱中的防跳继电器电流保持回路应予保留。

3 结语

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