35kV及以上的斷路器,常采用“電氣防跳”。此種防跳繼電器有有兩個線圈,一個是供啟動用的電流線圈,接在跳閘回路中;另一個是自保持用的電壓線圈,通過本身的常開觸點(TBJ1)接入合閘回路。
當合閘過程中,如正遇永久性故障,因而保護出口繼電器觸點BCJ閉合,斷路器跳閘,并起動防跳繼電器TBJ。若控制開關手柄(合閘按鈕)未復歸或其觸點被卡住,以及自動合閘裝置的合閘觸點被卡住(沒有分開),由于防跳繼電器的觸點TBJ1已經閉合,致使TBJ的電壓線圈帶電,起自保持的作用。另外,觸點TBJ2業已斷開,能避免合閘線圈HQ再次導通,也就防止了斷路器發生“跳躍”。
觸點TBJ3(與BCJ的觸點并在一起)的作用,是為了防止保護出口繼電器BCJ的觸點被燒壞。因為自動跳閘時,BCJ的觸點可能較輔助觸點QF2(串在跳閘線圈TQ前的斷路器常開輔助觸點)先斷開,以致被電弧燒壞。由于TBJ3與它并聯,即使BCJ的觸點先斷,也不會被燒壞,而且還有跳閘出口存在。
1 跳躍閉鎖回路的電路分析
電氣跳躍閉鎖回路通常是由跳躍閉鎖繼電器實現的。圖1 是適用于具有一個跳閘線圈的斷路器的跳躍閉鎖回路接線圖。跳躍閉鎖繼電器TBJ具有一個電流啟動線圈TBJ/I、一個電壓保持線圈TBJ/U,2對動合觸點TBJ1,TBJ 4和2對動斷觸點TBJ 2 ,TBJ3 ,TBJ/I接于斷路器的跳閘線圈回路,TBJ/U接于斷路器的合閘回路,TBJ1作電流自保持用,TBJ2 ,TBJ3并聯后串入合閘回路。
當跳閘繼電器TJ 動作啟動跳閘時,TBJ/I 勵磁,TBJ 動作,TBJ1閉合將跳閘命令保持,直到斷路器斷開,同時TBJ2 ,TBJ3斷開合閘回路,TBJ4閉合,準備好TBJ的電壓自保持回路。若在斷路器未斷開之
前,即TBJ 未返回之前手合繼電器觸點SHJ 或自動重合閘觸點ZHJ 閉合,則TBJ 經已經閉合的TBJ 4 和SHJ 或ZHJ 自保持,即TBJ2 , TBJ 3 繼續處于斷開狀態,保證斷路器不會合閘,達到跳躍閉鎖的目的。
2 跳躍閉鎖繼電器的技術要求
2. 1 電流啟動值
根據電力工業部1984 年反事故措施和電力系統二次回路設計規程的規定,跳躍閉鎖繼電器的電流啟動值應與斷路器的跳閘電流配合,其電流啟動值不得大于斷路器跳閘電流的50 % ,即跳閘時跳閘回路的電流應大于TBJ 啟動電流的2 倍,保證TBJ電流的可靠系數大于2。
2. 2 電流線圈的電壓降
根據上述規定,跳躍閉鎖繼電器的電流線圈的電壓降應小于操作回路額定電壓的5 %。
2. 3 電壓動作值
按照規程的規定,跳躍閉鎖繼電器的電壓動作值應不大于操作回路額定直流電壓的70 % ,保證操作直流電源電壓在規定范圍內波動時,TBJ 可靠動作;同時TBJ 電壓動作值應不小于操作回路額定直
流電壓的50 % ,以保證操作直流電源回路接地時,TBJ 不誤動作。
2. 4 觸點性能
TBJ 的觸點性能應與繼電保護裝置中出口中間繼電器的觸點性能相同,電力行業標準規定[1 ] ,繼電保護裝置中出口中間繼電器的觸點性能應符合下列要求:返回特性,返回值≥額定值的10 %(對于干簧繼電器,要求返回值≥額定值的70 %) ;閉合容量,直流回路220 V ,5 A;機械壽命,不帶負載時,動作105次;接觸電阻,用毫歐計測量時≤0. 1 Ω; 用數字萬用表測量時≤0. 5Ω;用電流電壓法測量時≤0. 1Ω。
2. 5 絕緣性能
a. 同一組觸點斷開時,能承受工頻1 000 V 電壓,時間1 min ;
b. 無電氣聯系的各導電部分之間,能承受工頻2000 V 電壓,時間1 min ;
c. 所有導電部分對安裝架之間,能承受工頻2000 V 電壓,時間1 min。
3 跳躍閉鎖繼電器啟動回路的構成
3. 1 改變繼電器電流線圈的參數
通常選用具有電流型動作線圈的電流型繼電器作為跳躍閉鎖繼電器TBJ ,其電流線圈電流動作值按斷路器跳閘電流選取,以保證繼電器的動作靈敏度。針對這種要求設計的繼電器電流動作值規定為標稱額定值的30 %~50 % ,只要選取繼電器電流與斷路器電流一致,就能滿足繼電器靈敏度的要求。
選用電流型繼電器作為跳躍閉鎖繼電器TBJ 的優點是跳躍閉鎖回路接線簡單,可以通過合閘位置繼電器HWJ 對TBJ 的電流線圈進行監視,在運行過程中,如果TBJ 斷線,則HWJ 會發出異常告警信號,以便及時處理。其缺點是當斷路器跳閘電流改變時,必須更換相應電流規格的繼電器,比較麻煩。
3. 2 繼電器線圈與并聯支路
為減少因斷路器參數改變而引起更換跳躍閉鎖繼電器TBJ 參數的工作量,有關技術人員和制造單位一直在尋求一種適用于各種規格斷路器的辦法,其中,采用電壓型繼電器在繼電器的電壓線圈并聯分流
支路法正逐步被人們認識。其并聯支路可分別由電阻、二極管或穩壓管電路構成,下面分別介紹由電壓型繼電器與電阻、二極管、穩壓管并聯支路構成的跳躍閉鎖繼電器電流啟動回路(如圖2(a) (b) (c) 所示) 。
3. 2. 1 由繼電器電壓線圈與電阻并聯支路構成
如圖2 (a) ,繼電器J / I 的電流啟動值為0. 07~0. 12 A ,線圈電阻為10 Ω。并聯電阻一般分為4 組,可用連接片接入一只或數只電阻,調整分流大小,以改變繼電器動作值,實現與斷路器跳閘電流的匹配。采用這種回路應注意防止電阻斷線,宜選用功率為8~10 W的金屬氧化膜電阻,這種電阻可靠性高。
3.2.2 由繼