高壓斷路器防跳閘回路接線原理及應(yīng)用
斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家很多, 其滅弧原理、操作機(jī)構(gòu)和控制回路也是多種多樣, 各有特點(diǎn), 尤其是防跳回路的設(shè)計(jì)更是千差萬(wàn)別。如何把控制回路和防跳回路很好地結(jié)合起來(lái), 是工程技術(shù)人員最關(guān)心的問題。本文根據(jù)多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用實(shí)踐, 對(duì)目前比較流行的防跳回路接線和原理給予介紹, 并就應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討。
1 防跳回路的作用
a1 防止因控制開關(guān)或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回(例如操作人員未松開手柄, 自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)粘連) 而正好合閘在故障線路和設(shè)備上, 造成斷路器連續(xù)合切現(xiàn)象。
b1 對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓保持式的電氣防跳回路還有一項(xiàng)重要功能, 就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)(變位過慢) , 造成保護(hù)出口接點(diǎn)先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)是不可容忍的, 而這一點(diǎn)卻常被人們忽視。
2 防跳回路的典型接線
常用防跳回路有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、彈簧儲(chǔ)能式防跳回路、跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路等。國(guó)產(chǎn)斷路器多采用串聯(lián)式防跳回路
斷路器多采用并聯(lián)式防跳回路。其中串聯(lián)式防跳回路最合理, 應(yīng)用也最廣泛, 它除具有防跳功能外, 還具有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧而燒毀的優(yōu)點(diǎn), 這也是應(yīng)用微機(jī)保護(hù)裝置不可缺少的技術(shù)條件。其他防跳回路只具有防止斷路器跳躍的功能, 跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路在執(zhí)行防跳功能時(shí), 跳閘線圈長(zhǎng)期帶電有可能燒毀。
2.1 串聯(lián)式防跳回路
所謂串聯(lián)式防跳, 即防跳繼電器TBJ 由電流啟動(dòng), 該線圈串聯(lián)在斷路器的跳閘回路中。電壓保持線圈與斷路器的合閘線圈并聯(lián)。當(dāng)合閘到故障線路或設(shè)備上, 則繼電保護(hù)動(dòng)作, 保護(hù)出口接點(diǎn)TJ 閉合,此時(shí)防跳繼電器TBJ 的電流線圈啟動(dòng), 同時(shí)斷路器跳閘, TBJ 的常閉接點(diǎn)斷開合閘回路, 另一對(duì)常開接點(diǎn)接通電壓線圈并保持。若此時(shí)SK (5—8) 或HJ 接點(diǎn)不能返回而繼續(xù)發(fā)出合閘命令, 由于合閘回路已被斷開, 斷路器不能合閘, 從而達(dá)到防跳目的。另外,當(dāng)TBJ 啟動(dòng)后, 其并聯(lián)于保護(hù)出口的常開接點(diǎn)閉合并自保, 直到“逼迫”斷路器常開輔助接點(diǎn)變位為止,有效地防止了保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧。串聯(lián)式防跳回路，如圖1 所示。
2.2 并聯(lián)式防跳回路
所謂并聯(lián)式防跳, 即防跳繼電器KO 的電壓線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上(如圖2 所示)。例如一個(gè)持久的合閘命令存在時(shí), 合閘整流橋輸出經(jīng)Y3, S2, S3, S1, KO (2—1) 接通。斷路器合閘后, 并聯(lián)在合閘回路的輔助接點(diǎn)S3′閉合, 啟動(dòng)防跳繼電器KO , KO 接點(diǎn)即由2—1 位置切換到4—1 位置, 斷開合閘回路并保持。若此時(shí)線路或設(shè)備故障, 繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開, 從而防止了開關(guān)跳躍。
2.3 彈簧儲(chǔ)能式防跳回路
如圖3, 當(dāng)一個(gè)持久合閘命令到來(lái)時(shí), 合閘電流經(jīng)SK 或HJ 通過S3, K1, K1, S2, S1, YA 1 接通開關(guān)合閘。合閘后彈簧機(jī)構(gòu)開始儲(chǔ)能, 并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲(chǔ)能輔助開關(guān)S3 常閉點(diǎn)接通防跳繼電器K1, K1 的常開點(diǎn)自保, 常閉點(diǎn)斷開合閘回路。若此時(shí)線路或設(shè)備故障, 繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘, 由于合閘回路已可靠斷開, 有效地防止了開關(guān)跳躍。
2.4 跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路
如圖4 所示, 在合閘過程中出現(xiàn)短路故障時(shí), 保護(hù)裝置使斷路器跳閘, 由跳閘線圈操動(dòng)的常開輔助接點(diǎn)TQ 2 閉合, 保持跳閘線圈繼續(xù)通電。跳閘線圈的常閉輔助接點(diǎn)TQ 1 斷開, 切斷合閘回路, 如果此時(shí)合閘命令繼續(xù)存在, 也不會(huì)使斷路器再次合閘。合閘命令解除后, 跳閘線圈失電, 接線恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。
3 應(yīng)用過程中需注意的問題
a1 對(duì)于沒有防跳裝置的斷路器應(yīng)加裝電氣防跳回路, 串聯(lián)式防跳回路性能最優(yōu), 應(yīng)優(yōu)先采用, 可收到一舉兩得的效果。
b1 串聯(lián)式防跳繼電器的啟動(dòng)電流線圈應(yīng)按靈敏度不小于2 選型, 且安裝時(shí)應(yīng)注意電流線圈與電壓線圈的極性一致。
c1 當(dāng)保護(hù)裝置內(nèi)部和開關(guān)操作機(jī)構(gòu)都有電氣防跳回路時(shí), 推薦采用保護(hù)裝置內(nèi)部的防跳回路, 而將操作機(jī)構(gòu)中的防跳回路甩掉, 這樣使用可靠, 維護(hù)方便。
d1 對(duì)于彈簧儲(chǔ)能式操作機(jī)構(gòu), 有人認(rèn)為其儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)本身已具有防跳功能, 似乎不必再加電器防跳回路。但儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)并不能防止因合閘接點(diǎn)粘連而造成的開關(guān)跳躍, 又沒有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧燒毀的功能, 所以還是加裝電氣防跳回路為好。
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1 防跳回路的作用
a1 防止因控制開關(guān)或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回(例如操作人員未松開手柄, 自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)粘連) 而正好合閘在故障線路和設(shè)備上, 造成斷路器連續(xù)合切現(xiàn)象。
b1 對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓保持式的電氣防跳回路還有一項(xiàng)重要功能, 就是防止因跳閘回路的斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)(變位過慢) , 造成保護(hù)出口接點(diǎn)先斷弧而燒毀的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)是不可容忍的, 而這一點(diǎn)卻常被人們忽視。
2 防跳回路的典型接線
常用防跳回路有串聯(lián)式防跳回路、并聯(lián)式防跳回路、彈簧儲(chǔ)能式防跳回路、跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路等。國(guó)產(chǎn)斷路器多采用串聯(lián)式防跳回路
斷路器多采用并聯(lián)式防跳回路。其中串聯(lián)式防跳回路最合理, 應(yīng)用也最廣泛, 它除具有防跳功能外, 還具有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧而燒毀的優(yōu)點(diǎn), 這也是應(yīng)用微機(jī)保護(hù)裝置不可缺少的技術(shù)條件。其他防跳回路只具有防止斷路器跳躍的功能, 跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路在執(zhí)行防跳功能時(shí), 跳閘線圈長(zhǎng)期帶電有可能燒毀。
2.1 串聯(lián)式防跳回路
所謂串聯(lián)式防跳, 即防跳繼電器TBJ 由電流啟動(dòng), 該線圈串聯(lián)在斷路器的跳閘回路中。電壓保持線圈與斷路器的合閘線圈并聯(lián)。當(dāng)合閘到故障線路或設(shè)備上, 則繼電保護(hù)動(dòng)作, 保護(hù)出口接點(diǎn)TJ 閉合,此時(shí)防跳繼電器TBJ 的電流線圈啟動(dòng), 同時(shí)斷路器跳閘, TBJ 的常閉接點(diǎn)斷開合閘回路, 另一對(duì)常開接點(diǎn)接通電壓線圈并保持。若此時(shí)SK (5—8) 或HJ 接點(diǎn)不能返回而繼續(xù)發(fā)出合閘命令, 由于合閘回路已被斷開, 斷路器不能合閘, 從而達(dá)到防跳目的。另外,當(dāng)TBJ 啟動(dòng)后, 其并聯(lián)于保護(hù)出口的常開接點(diǎn)閉合并自保, 直到“逼迫”斷路器常開輔助接點(diǎn)變位為止,有效地防止了保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧。串聯(lián)式防跳回路，如圖1 所示。
2.2 并聯(lián)式防跳回路
所謂并聯(lián)式防跳, 即防跳繼電器KO 的電壓線圈并聯(lián)在斷路器的合閘回路上(如圖2 所示)。例如一個(gè)持久的合閘命令存在時(shí), 合閘整流橋輸出經(jīng)Y3, S2, S3, S1, KO (2—1) 接通。斷路器合閘后, 并聯(lián)在合閘回路的輔助接點(diǎn)S3′閉合, 啟動(dòng)防跳繼電器KO , KO 接點(diǎn)即由2—1 位置切換到4—1 位置, 斷開合閘回路并保持。若此時(shí)線路或設(shè)備故障, 繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘。但由于合閘回路已可靠斷開, 從而防止了開關(guān)跳躍。
2.3 彈簧儲(chǔ)能式防跳回路
如圖3, 當(dāng)一個(gè)持久合閘命令到來(lái)時(shí), 合閘電流經(jīng)SK 或HJ 通過S3, K1, K1, S2, S1, YA 1 接通開關(guān)合閘。合閘后彈簧機(jī)構(gòu)開始儲(chǔ)能, 并聯(lián)在合閘回路的彈簧儲(chǔ)能輔助開關(guān)S3 常閉點(diǎn)接通防跳繼電器K1, K1 的常開點(diǎn)自保, 常閉點(diǎn)斷開合閘回路。若此時(shí)線路或設(shè)備故障, 繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘, 由于合閘回路已可靠斷開, 有效地防止了開關(guān)跳躍。
2.4 跳閘線圈輔助接點(diǎn)式防跳回路
如圖4 所示, 在合閘過程中出現(xiàn)短路故障時(shí), 保護(hù)裝置使斷路器跳閘, 由跳閘線圈操動(dòng)的常開輔助接點(diǎn)TQ 2 閉合, 保持跳閘線圈繼續(xù)通電。跳閘線圈的常閉輔助接點(diǎn)TQ 1 斷開, 切斷合閘回路, 如果此時(shí)合閘命令繼續(xù)存在, 也不會(huì)使斷路器再次合閘。合閘命令解除后, 跳閘線圈失電, 接線恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。
3 應(yīng)用過程中需注意的問題
a1 對(duì)于沒有防跳裝置的斷路器應(yīng)加裝電氣防跳回路, 串聯(lián)式防跳回路性能最優(yōu), 應(yīng)優(yōu)先采用, 可收到一舉兩得的效果。
b1 串聯(lián)式防跳繼電器的啟動(dòng)電流線圈應(yīng)按靈敏度不小于2 選型, 且安裝時(shí)應(yīng)注意電流線圈與電壓線圈的極性一致。
c1 當(dāng)保護(hù)裝置內(nèi)部和開關(guān)操作機(jī)構(gòu)都有電氣防跳回路時(shí), 推薦采用保護(hù)裝置內(nèi)部的防跳回路, 而將操作機(jī)構(gòu)中的防跳回路甩掉, 這樣使用可靠, 維護(hù)方便。
d1 對(duì)于彈簧儲(chǔ)能式操作機(jī)構(gòu), 有人認(rèn)為其儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)本身已具有防跳功能, 似乎不必再加電器防跳回路。但儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)并不能防止因合閘接點(diǎn)粘連而造成的開關(guān)跳躍, 又沒有防止保護(hù)出口接點(diǎn)斷弧燒毀的功能, 所以還是加裝電氣防跳回路為好。
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