浅析继电保护防跳回路

浅析继电保护防跳回路

赵颖

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司  内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市026000

摘要：电力系统出现故障的时候，根据继电保护的选择性，相应的断路器要能可靠跳闸。控制回路是实现断路器可靠分合闸的二次回路。当线路送电的时候，如果运行人员合闸时间长或合闸回路结点粘死，此时线路有故障，会导致断路器多次合分，给运行人员的安全和设备的稳定造成极大的威胁，因此合理设计防跳回路显得比较重要。

关键词：断路器；控制回路；防跳回路

引言：

电力系统中断路器是比较重要的电气元件。当系统出现故障的时候，断路器可靠跳闸才能保证电力系统的安全与稳定。控制回路是实现断路器可靠跳合闸的二次回路。若控制回路中不设置防跳，当合闸结点粘结以后，若系统故障断路器跳闸，会导致断路器不断合分，严重情况导致断路器爆炸，给人身安全带来威胁。合理设置防跳回路成为研究的一个重点。

1、典型防跳回路分析

1.1、断路器防跳回路

断路器防跳回路是利用断路器辅助接点，防跳继电器和合闸接点一直导通实现的。当断路器为跳位，储能机构储好能以后，断路器位置结点闭合，防跳继电器辅助触点闭合，此时远近控把手打到近控，运行人员合闸，合闸结点粘死，合闸线圈带电，断路器合闸。若此时系统出现永久性故障，分闸回路也接通，断路器分闸，防跳继电器启动，合闸回路中的结点断开，合闸回路断开。此时虽然合闸秒冲一直还存在，但由于合闸回路已经断开，所以不会造成断路器连续跳跃。当断路器回路中没有防跳继电器时，若合闸结点粘死，系统发生故障，跳合闸回路将会间断接通，导致断路器不断分合，发生断路器跳跃现象，严重时断路器可能爆炸。

1.2、操作箱防跳回路

操作箱的防跳回路是通过跳闸保持继电器、防跳继电器、合闸接点闭合实现的。测控屏的手合、手分，远方跳闸、合闸，保护跳闸、合闸都是通过操作箱实现的。如图1所示，当断路器为合位，保护装置投重合闸功能。系统出现永久性故障，保护装置跳闸，TJ跳闸继电器闭合，断路器跳开。重合闸结点HJ闭合，断路器重合。因为系统是永久性故障，TJ跳闸继电器又闭合，此时恰好重合闸结点HJ粘死，跳合闸脉冲同时存在，HJ、TBJ同时接通，TBJV接通，合闸回路TBJV的常闭结点断开，合闸回路就会断开，不会出现断路器的“跳-合-跳-合-跳”的跳跃现象。防跳继电器是利用电流启动，电压保持的一种继电器，可以有效实现合闸回路的通断。

2防跳回路的作用与运行机制分析

避免由于自动装置或者控制开关合闸点未返回，闭合断路器设备或线路产生断路器持续性跳闸的情况，如工作人员未放开手柄，自动装备合闸点连接在一起。现阶段的断路器产品中，普遍配置有防跳回路，在其支持下有助于提高断路器的运行稳定性，以免其出现频繁跳跃的情况。断路器跳跃现象出现后，表明合闸回路中存在故障，例如某节点粘连或是机构卡死等。在部分场景中，断路器处于关合的状态，发生预伏短路的故障时，可见分合断路较为频繁，在此影响下将进一步使系统处于异常工作的状态，若保护动作可正常执行，断路器跳闸时将及时触发防跳回路并使其运行，在短时间内断开合闸回路，此时即可避免断路器出现跳跃的故障。经过合闸后，断路器的辅助节点闭合，此举的目的在于避免再次受到继电器的刺激，辅助节点被连接后，可同步发生合闸回路断开的动作。

3断路器防跳回路的主要类型及应用

3.1电气串联型防跳回路

合闸到故障线路时，将及时触发继电保护动作，可见保护出口接点TJ闭合，电流线圈启动，断路器跳闸。对于防跳继电器TBJ而言，该装置的常闭接点断开合闸回路，常开接点接通电压线圈[1]。在HJ接点无法返回时，继续发出合闸指令，但此时的合闸回路已经处于断开的状态，因此无法正常完成合闸动作，可达到防跳的效果。在TBJ启动后，常开接点闭合并自保，在此条件下将促使常开辅助接点变位，经上述流程后，可有效避免保护出口接点断弧的现象，使各装置维持安全运行的状态。关于串联式防跳回路的基本组成。

3.2电气并联型防跳回路

防跳继电器K0的电压线圈并联至断路器的合闸回路上，若存在持续性的合闸命令，将促使合闸整流桥接通。完成合闸动作后，启动防跳继电器K0，该装置的K0节点发生变化，从2-1转移至4-1处，从而将合闸回路断开并使其在后续阶段依然维持该状态。若线路存在故障，将产生继电保护动作并出现跳闸现象，但此时合闸回路处于断开的状态，因此可有效避免开关跳跃现象。

3.3机械串联型防跳回路

在执行合闸操作后，若存在跳闸指令，此时跳闸线圈TQ励磁，有效确保辅助触点TQ2闭合并稳定保持该状态，以确保顺利跳闸；此外，跳闸线圈辅助触点TQ1开启合闸回路，在其作用下仅发生一次合闸动作，避免了断路器持续跳跃的情况。

4基于实例的防跳故障及改进策略

4.1两种防跳回路共用的冲突及改进策略

4.1.1故障概述

某220kV变电站在2种防跳回路共用时受参数配置不合理的影响而产生寄生回路，直接表现出跳合闸监视回路同时出现红、绿灯同步亮起的情况。究其原因，由于防跳回路未接触，在操作110kVGIS开关时发生运行紊乱现象，进而导致2条防跳回路共用。此状况下，远方操作断路器经过1次合、分闸操作后，原本处于相互独立工作状态的红、绿灯却在相同时间同时亮起，难以正常执行断路器的相关操作。通过断路器就地操作的方式，上述问题得到有效的解决，但再次操作断路器时，该问题依然发生。

4.1.2改进策略

（1）根据操作箱跳位监视回路的结构特点，向其中串入断路器的常闭辅助接点，机构箱防跳回路中存在断路器常闭节点，该部分与防跳继电器协同作用，易组成寄生回路。在完成TWJ的串入操作后，若断路器合闸，可以发现常闭辅助接点依然处于打开的状态，从而保证该寄生回路能够有效断开，避免故障的出现[2]。（2）根据操作箱跳位监视回路的特点，向其中串入机构箱防跳继电器的常闭接点。经过该操作后，仅需采取打开防跳继电器常闭接点的方式便可以达到有效切断寄生回路的效果。若保护装置防跳和机构箱防跳回路共用，易形成寄生回路，各装置间的运行状态失衡。此时，应有效协调好两者的关系，充分发挥出各自的保护功能，消除寄生回路，以确保变电站可稳定运行。

4.2继电器长期励磁故障及改进策略

在日常运行中，若防跳继电器52Y不励磁，所配置的防跳灯未发亮；而在励磁状态下，该灯亮起。在采取该改进策略后，能够作为反映故障的“窗口”，若依然存在手合按钮粘死或HBJ卡死的异常状况，则能够根据机构防跳灯显示状态作出判断，及时发现问题并处理，避免52Y与HBJ长期励磁的情况。以主控室保护屏为改进工作的切入点，于该处增设1盏机构防跳告警灯。经过此操作后，保护屏从机构箱采集防跳继电器52Y的常开接点，将该部分视为开入量而使用，从而串联防跳灯，以构成完整的回路[4]。此外，在经过优化后，线路出现非永久性故障时依然具备重合闸的能力，其显著效果在于减少用电负荷损失，提高电力资源利用率。

结束语：

总之，断路器是电力系统中的关键装置，但其出现跳跃现象后将严重影响电力系统的稳定运行，因此协调好保护装置防跳与机构防跳的关系并有效杜绝寄生回路的产生成为重点突破口。作为电力工作者，应做好初期设计工作，协调好各装置的运行关系，提高断路器控制回路的合理性，同时在电力系统日常运行中需加强检查，及时处理故障，确保设备可稳定运行。

参考文献：

[1]张茜,张磊,刘希嘉,陈前前,黄磊.一起220 kV线路间隔断路器防跳回路异常的故障分析[J].电工技术,2019(20):26-28+107.

[2]于胜洋,谭志聪,许晓阳,刘秀甫,陈文娟.断路器跳位监视回路与防跳回路间寄生回路的危害分析及改进意见[J].机电信息,2019(26):15-17.

[3]龚健明.电力系统高压断路器防跳回路策略[J].科技与创新,2019(16):73-74.

[4]曾宪楠.高压交流断路器防跳回路原理与防跳失败原因浅析[J].科学技术创新,2019(04):23-24.