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1、1断路器跳合闸回路故障保护摘要：该文介绍了 35 kV 综自变电站断路器跳合闸回路常见的故障及产生的根源，并以 10 kV 真空断路器为例进一步论述，最后介绍了断路器跳合闸回路中元件的保护电路，及其保护的原理。 关键词：跳合闸回路 合闸保持 跳闸保持 保护器 自动解除 1 断路器跳合闸回路故障分析 目前，陕西省地方电力集团公司下属的 35kV 变电站大部分已改造成综合自动化站，所有新建站也都是综合自动化站。凡是综合自动化站，不论是 35 kV 断路器合闸控制回路，还是 10kV 断路器合闸控制回路，都带有合闸保持电路；与之相对应，跳闸控制回路也有跳闸保持电路。 合闸回路易产生的故障为：烧坏合闸
2、线圈或合闸接触器线圈、合闸保持继电器、合闸接触器接点等。严重时，易造成蓄电池组亏损、电池屏输出断路器跳闸、合闸电磁铁损坏、合闸机构损坏。产生上述故障的原因是多方面的，主要为： 断路器机构传输不灵活； 储能弹簧未储能（对弹簧储能机构的断路器而言） ； 电池能量不足； 合闸保险未合、熔断或接触不良； 接触器故障； 合闸电磁铁故障； 断路器机构其他故障； 断路器辅助常闭接点不能弹开。 以上原因都可能造成手动合闸、监控合闸，特别是自动重合闸时，合闸线圈或合闸接触器线圈长时间带 0.42.2 A 的电流（10 kV 真空断路器电磁机构接触器线圈，在合闸时带 0.4 A 左右电流；35 kV SF6 断路
3、器弹簧储能机构在合闸时，合闸线圈带 2.2 A 电流） 。其带电时间的长短取决于合闸保持电路能断开电源的时间。合闸线圈或合闸接触器线圈以及保持继电器长时间带电，很容易烧坏。 2同样的道理，跳闸回路也存在此类问题。 2 10kV 真空断路器电磁合闸回路 10kV 真空断路器合闸控制电路示意图如图 1 所示。 从图 1 可以看出，在合闸时，SHJ 或 LJ2 瞬间闭合时，HBJ 因自保持，一直带电，直到 DL 断开为止。合闸成功时，断路器处于合闸状态，其辅助开关常闭接点 DL 自然断开。由于以上原因之一或多个原因同时发生时，造成 DL 不能及时断开，HBJ 长时间带电，HC 也长时间带电，很容易烧
4、坏 HC、HBJ 这两个线圈；因HC 长时间带电，HC 接点回路也长时间带电，也容易烧坏 HC 接点和合闸电磁铁；由于合闸时，母线合闸电源HM 提供 100 A 左右电流，这时也容易使蓄电池组亏损。 整个合闸系统，正常时在 1 s 内合闸成功。合闸线圈、HBJ 线圈也是按照允许瞬间通过大电流设计的。当长时间通过大电流时，就容易烧毁线圈。如果电路设计使合闸线圈通过较小电流时，保持电路很难自保持。线圈线径换大又受位置限制。 3 对断路器跳合闸回路的故障调查 （1） 2002 年 8 月份，乾县电力局阳峪变电站吴店断路器在合闸时由于事先未合保险，烧坏合闸线圈。 （2） 2003 年 12 月份，乾县
5、电力局阳洪变电站断路器由于电池组能量不足，电磁合闸推动机构顶不到位，造成断路器合不上电源，出现严重的机构振动，直流控制母线电压不稳，电池组进一步亏损。同时出现直流接触器接点烧坏，电池屏断路器跳闸，烧坏直流电源模块。这种因电池严重亏损而造成所有断路器合不上的故障，严重影响了安全生产和经济效益。 （3） 2004 年 3 月份，乾县电力局阳洪变电站 3501 SF6 断路器，在合闸时，由于机构传输不灵活，造成合不上电源，合闸线圈长时间带电烧坏。 （4） 2003 年，周至电力公司哑柏变电钻，三次出现不同馈路在自动重合闸时，因电池能量不足，合不上闸，每次都烧坏合闸接触器线圈、合闸保持继电器、合闸接触
6、器接点。4 研制的跳合闸回路保护器投入使用 以上分析及调查，要求设计一种保护电路保护整个跳闸回路中的元器件。而无论是 10 kV 保护模块还是 35 kV 保护模块，目前都不具备断路器跳合闸回路的保护功能。乾县电力局积累了一些经验，并做了大量的试验工作，试制了该保护电路。 3该设备体积小（12 cm10 cm10 cm） ，功耗低（静态功耗小于 1 W） 、外部接线简单（共 9 根二次线，均接在断路器端子排或保护屏端子排） 。2004 年 3月，在乾县电力局阳洪变 10 kV 铁金断路器和 3501 断路器上分别取得了试验的成功。2004 年 4 月初，将一台样机安装在阳洪变 3501 断路器
7、控制回路中，设备运行至今一年多，成功地保护 3501 断路器跳合闸回路三次，而设备本身无一故障。 5 断路器跳合闸回路保护原理及示意图 合闸和跳闸回路保护原理示意图如图 2、图 3 所示。 A、B、C、D 点波形图如图 4、图 5 所示。 从以上图形和波形可以看出，从合闸上升触发（跳闸上升触发）开始延时 4 s 后，ZJ2(ZJ4)导通，其常闭接点断开，又过 2 s 后接点恢复闭合。正常合（跳）闸在 1 s 内完成，而在前 4 s 内回路所串的继电器接点一直是闭合的，所以不影响正常的合（跳）闸。当自保持电路未正常解除时，就在 2 s 期间自动解除。最后继电器接点一直保持闭合，用来准备下一次合（跳）闸。 6 结语 跳合闸回路保护器结构简单、便于安装、原理清晰、保护功能强、可靠性强。目前将一台样机已成功的安装在乾县电力局阳洪变电站 3501 控制回路中，并投入使用一年多，效果理想。 以后，随着该保护电路的广泛应用，对电力安全生产和多供少损将产生很大的意义。
