关于西门子3AP1型断路器防跳回路的问题分析与整改措施
西门子3AP1-FI型号断路器控制回路与保护匹配问题的分析

1 引 言
随着 电力 系统 的不 断发 展 , 更 多 不 同厂 家 的 电 力 设 备 在 电网 中使 用 , 断 路 器 作 为不 可 或 缺 的具 备 切 断 电弧 的 电力设备 , 在 电 网 中起 着重 要作 用 ; 而断 路器 的
满足正常情况下的分/ 合闸操作 , 然而在特殊的故障情 况下 , 却会导致需要与控制回路配合的保护装置拒动 ;
对电力系统运行影响很大 , 断路器合闸不同期 , 系统在
短 时 问 内处 于 非全相 运 行状态 , 由于 中性点 电压 漂移 ,
2 西门子 3 A P 1 一F I 型 断路 器 控 制 回路 介 绍
西 门子 3 A P 1 一F I 型 断路 器是 采用 s F ^ 气 体灭 弧 、 弹 簧储 能机 构 的三 相分 相 断路 器 , 控 制 回路 采 用 三 相 分 相 分/ 合 闸 回路 进 行 控 制 ( 如 图 1为 B相 合 闸 回 路) , 三相 合 闸 回 路 中 均 串接 未储 能 继 电 器 接 点 (一 K1 5接 点 ) , 而 未 储 能 继 电器 的动 作 由未 储 能 行 程 启 动, 然 而此 型号 断路 器 采 用 三 相 断路 器 的未 储 能 行 程 (一S 1 6 L A、 一S 1 6 L B、 一S 1 6 L C接 点 ) 并 联 后 与 未 储 能 继 电器 串联 的 方 法 ( 如 图 2为 断 路 器储 能 回路 ) 。 断 路 器分 / 合 闸过 程 中正 常储 能 的情 况 下 , 控 制 回路 能够 保 证 断路器 的 正确分 / 合 闸操 作 ; 当断路器 未储 能 的情
闸、 重 合 闸命 令 的 自动化 设备 , 在 电力 系统 的安全 稳 定 运 行起 着 重要作 用 , 然 而 继 电保 护 装 置 的功 能 实 现 需 要 对 相应 开关量 进行 采 集 , 开关 量 的采 集 错 误会 导 致 保 护 的拒 动或 者误 动 。非全 相运 行是 三相 机构 分相 操 作 断 路器 在进行 合 、 跳 闸过程 中 , 由于某 种 原 因造 成 一 相 或 两相 断路 器未 合好 或 未 跳 开 的情 况 ; 非 全 相 运 行
西门子3AP1-F1断路器控制回路问题分析

电 力 安 全 技 术
第1 7 卷( 2 0 1 5 年 第 3 期 )
西 门子3 A P 1 . F 1 断路器控制 回路 问题分析
龙 跃 达
( 广 西 电网公 司桂林 供 电局 ,广 西 桂林 [ 摘
效性 。
5 4 1 0 பைடு நூலகம் 2 )
要] 针对 西门子 3 A P 1 _ F l 断路 器控 制 回路异 常的问题 , 介绍了3 AP l _ F l 断路 器控 制原理 ,
一 一
第1 7 卷 ( 2 0 1 5 年第 3 期)
电 力 安 全 技 术
J
完 毕 ,开 关辅助 接点 断开 。 由于弹 簧 并未储 能 ,开 关无法 进行 合 闸 ,而操作 箱 内合 闸 回路 具有 自保 持 功 能 ,在开 关未 合上 的情 况下 ,回路 长时 间带 电会 导 致开 关机 构箱合 闸线圈及 操作箱 内插 件烧 坏 。
带 弹簧 储 能机 构 的三相 分相 断 路器 ,是 适用 于 2 2 0 k V 电压 等 级 的常 用 断路 器 ,现 已普 遍 使用 于 广 西
电 网。
2 0 1 3 一l 1 - 0 9 ,某 变 电站 2 2 0 k V某 线 2 2 6间隔 监控 改造 期间 ,变 电检 修人 员 发现 ,断路器 处于 合 闸位 置且 断路器 弹簧 未储 能时 ,分 闸指示灯 亮但 监 控后 台并 未发 “ 控 制 回路 断线 ”信号 。根据 此 异常 状 况 ,检 修 人 员发 现 3 AP 卜F l 断 路器 合 闸 回路 中 没有 串接 弹簧储 能接 点 ,导致在 弹簧 未储 能时 断路 器合 闸回路未 断开 ,合 闸线 圈长期带 电 ,损坏 合 闸 线 圈及操 作箱 插件 。现场 人员对 控 制 回路 存在 的 问
断路器防跳回路的分析及改进

I
C h i n a s c i e n c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w
断 路 器 防 跳 回 路 的分 析 及 改 进
李毅 刚 康瑞文
( 三 河发 电有 限 责任 公司 北 京 东 燕郊 0 6 5 2 0 1 ) [ 摘 要] 本文通 过实 现断 路器 防跳 功能各 种方 式 的比较 , 结 合 现场调 试 、 检修 , 针 对 断路器 与保护 装 置防跳 回路配置 不合 理 、 并联 防跳 回路 与监 视指 示灯 的 参 数不 配合 、 储 能位置 接 点故 障等造 成断 路器 防跳 回路故 障的 原 因进 行分 析 , 并 提出 了改进措 施 。
能位置接 点 更改为 断路器位 置接 点 , 实现 断路器 防跳功 能 。 为兼 顾防止 开 关慢 合作用 , 在合 闸 回路 中增 加一 个弹簧 储能位 置常 开位置 接点 , 提 高防跳 回路 断 路器控 制 回路整 体的 可靠性 。 3 . 结 论
1 3储 能式 防跳
储能 式防跳是 利用储能辅 助接点启动 防跳继 电器 , 当对 断路器 发出合 闸命
防跳继 电器等措施 , 防止断路器跳 跃现象 发生 。 由于断 路器跳跃 , 会导 致的 断路
路器防跳 继 电器均励 磁 。 由于 断路器 防跳继 电器 有 自保 持触 点 , 从而导 致断 路
器分闸后 , 防跳 继 电器不 返 回, 不能再 次合闸 。 解决 问题的方法 是将断 路器本 身
防跳 回路取 消 , 具体做法 是 : 将 断路器 本身 防跳继 电器在合 闸 回路 中常闭接 点 用连线 焊接短 接 , 断开 断路器 机构 中防跳 继 电器 的启 动线 圈。 这 样 即使 防跳 继
断路器防跳回路异常分析及解决方案

断路器防跳回路异常分析及解决方案摘要:断路器是电力系统中重要的一次设备,而防跳回路是断路器控制回路的一个重要组成部分。
断路器跳跃是指因断路器合闸触点粘连或其他原因导致断路器短时间内重复分、合闸,如果不采取可靠措施,可能导致故障电流多次冲击电力系统,使断路器的开断能力下降,更甚者还可能引发爆炸,威胁人身与设备安全。
文章对断路器防跳回路异常进行分析并提出了解决方案。
关键词:断路器;保护;防跳1断路器发生跳跃主要有两种情况一种是当断路器合闸时,刚好线路有故障,保护装置动作跳开断路器。
若此时由于合闸触点粘连等原因导致合闸脉冲还在保持状态,断路器将再次合闸,如此反复分、合闸,将导致断路器发生跳跃。
针对此种情况可使用保护装置防跳回路切断合闸回路加以防止,即保护装置防跳。
另一种情况是断路器机构有问题(如机构脱扣等)不能使断路器正常合闸而发生偷跳等。
如此时断路器合闸脉冲还在保持中,也将导致断路器反复分、合闸而发生跳跃。
针对此种情况应该使用断路器内部防跳继电器加以防止,即机构防跳。
2防跳技术2.1防跳和防跳功能定义断路器的合分闸由电气合分闸信号或手动合分闸按钮触发。
当合闸命令使断路器合闸后,如果电气回路的控制触点无法复归,或合闸按钮无法复归,合闸命令一直存在。
此时如果继电保护动作使断路器跳闸,则跳闸后断路器将再次合闸,甚至发生反复“跳-合”现象,这就是“跳跃”。
防跳,就是利用机械闭锁装置或电气闭锁装置,使得一个合闸命令无论持续多长时间,都智能操作断路器合闸一次。
如果断路器要第二次合闸,则必须在前一个合闸命令消失后重新发送合闸命令。
2.2电气防跳工作原理如下:(1)断路器工作状态下,合闸闭锁电磁铁 RL1 动作,合闸闭锁电磁铁的辅助开关 BL:0,2 节点闭合;断路器已储能,储能节点 BS1:13,14 闭合;断路器分闸状态,断路器合闸触点 BB1:53,54 断开;防跳继电器 KN 不动作,KN:1,2 闭合。
(2)合闸信号发出后,合闸回路得电,电流通过整流元器件 TR3,经过 KN:1,2、BS1:13,14、BB1:31,32、BL:0,2 到达合闸线圈 MC,断路器合闸。
断路器防跳回路的分析及改进

断路器防跳回路的分析及改进作者:李毅刚康瑞文来源:《中国科技博览》2013年第04期[摘要]本文通过实现断路器防跳功能各种方式的比较,结合现场调试、检修,针对断路器与保护装置防跳回路配置不合理、并联防跳回路与监视指示灯的参数不配合、储能位置接点故障等造成断路器防跳回路故障的原因进行分析,并提出了改进措施。
[关键词]防跳继电器、断路器、故障、回路中图分类号:TM756 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)04-0072-01引言:断路器防跳是利用操作机构本身的机械闭锁或在操作回路加装防跳继电器等措施,防止断路器跳跃现象发生。
由于断路器跳跃,会导致的断路器爆炸、负荷设备损坏、系统振荡等事故,所以断路器防跳回路是断路器控制回路里一个必不可少的部分。
1.断路器防跳方式断路器常用防跳方式有串联式防跳、并联式防跳、储能式防跳、跳闸线圈辅助接点式防跳等。
1.1 串联式防跳防跳继电器由电流启动,该线圈串联在断路器的跳闸回路,防跳继电器电压线圈与断路器的合闸线圈并联,起保持作用。
当断路器合闸到故障线路或设备上,继电保护动作,保护出口接点闭合,此时防跳继电器的电流线圈启动,断路器跳闸,防跳继电器的常闭接点断开合闸回路,另一对常开接点接通防跳继电器电压线圈并保持。
若此时继续发出合闸命令,由于合闸回路已被断开,断路器不能再次合闸,直到断路器常开辅助接点变位为止,从而达到防跳目的。
1.2 并联式防跳防跳继电器的线圈并联在断路器的合闸回路上。
当合闸命令存在时,同时启动防跳继电器,防跳继电器常闭接点断开合闸回路,常开接点自保持。
若此时线路或设备故障,继电保护动作跳闸。
由于合闸回路已可靠断开,防止断路器跳跃。
1.3 储能式防跳储能式防跳是利用储能辅助接点启动防跳继电器,当对断路器发出合闸命令,合闸电流经弹簧储能常开辅助接点、防跳继电器常闭接点接通断路器合闸线圈。
断路器合闸,弹簧机构开始储能,并联在合闸回路的弹簧储能辅助常闭接点接通防跳继电器并自保,防跳继电器常闭点断开合闸回路。
断路器防跳回路异常案例分析及改进研究

断路器防跳回路异常案例分析及改进研究摘要:防跳回路在断路器二次控制回路中具有广泛应用,但由于防跳原理设计多样性、串入接点具有选择性、不同原理配合困难等原因,导致防跳回路故障频繁发生。
文章针对一起典型的断路器机构防跳回路异常导致断路器不能正常合闸故障案例,分析指出了由于断路器机构防跳继电器与操作箱跳位监视继电器分压导致防跳回路自保持,引起合闸回路断开后无法实现合闸的故障原因,并提出了采用防跳切换回路及增加防跳继电器常闭接点两种方法。
经工程实践验证表明方案具有可靠性,对现场工作及断路器机构防跳回路规范化设计具有一定的指导意义。
关键词:断路器;防跳回路;机构防跳;跳跃1 引言断路器跳跃合闸回路出现了故障(如节点粘连、机构卡死等),在断路器合于短路故障电路时,多次分合断路器的现象;或是当断路器机构有问题(如机构脱扣,发生偷跳),不能使断路器正常合闸,而断路器合闹脉冲仍未解除,断路器反复合闸分闸的现象。
该现象可能导致操作机构损坏、灭弧能力降低,甚至会引起开关灭弧室爆炸,严重危及设备和人身安全。
为有效避免上述情况发生,防跳回路在断路器二次控制回路中得到了广泛应用。
但由于防跳原理设计多样性、串入接点具有选择性、不同原理配合困难等原因,导致防跳回路故障频繁发生。
因此规范断路器防跳回路设计原理及接线方式,对现场工作具有重大指导意义。
2 防跳回路原理断路器的防跳回路可分为两类,保护操作箱防跳和断路器机构防跳。
2.1 保护操作箱防跳原理保护操作箱防跳回路优点是保护操作箱布置于保护屏中,运行环境(如温度、湿度、振动等)较好;缺点是保护范围小,仅能防止合阐命令接点误导通造成的断路器跳跃问题,无法避免因操作箱以外的寄生回路或二次回路接地引起的断路器跳跃,而且需要操作箱跳阐回路启动,当断路器本体三相不一致继电器动作启动跳闸时,操作箱防跳回路无法启动。
2.2 机构防跳原理断路器机构防跳回路优点是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,回路比较简单,且有效地消除了从操作箱到断路器机构箱间的防跳死区现象。
浅谈断路器防跳回路的问题及应对措施

浅谈断路器防跳回路的问题及应对措施摘要:在构成电力系统的各项设备中,断路器是非常重要的设备。
如果断路器启动,就会使得电路停止运行,对整个的电力系统运行起到一定的保护作用。
为了避免断路器产生误操作,往往会在电力中设计有防跳回路,以对断路器的开关起到有效的控制作用。
本文就针对断路器防跳回路的问题及应对措施进行了简要分析。
关键词:断路器;防跳回路;问题;应对措施1断路器防跳回路工作原理断路器发生跳跃的原因如下:1)控制开关KK把手合闸位置停留时间过长;2)控制开关KK把手合闸触点粘连;3)重合闸触点粘连。
断路器防跳回路一般有保护操作箱防跳和断路器机构防跳两种,保护防跳回路也叫电流型防跳,一般用跳闸回路电流启动,通过合闸回路的电压使防跳继电器电压线圈自保持,从而持续断开合闸回路,起到防止断路器跳跃的作用。
其工作原理如图1所示。
图1中,TBJ-I为防跳继电器电流线圈;TBJ-U为防跳继电器电压线圈。
当断路器手合KK把手由分到合,合于故障,同时发生⑤⑧手动合闸接点粘连时,保护操作箱防跳回路工作过程为:断路器在分位时,断路器辅助接点DL1闭合,DL2打开。
手动合闸正电位从⑤⑧接点到TBJ2、DL1到HQ,HQ得电,断路器合上。
断路器合上后辅助接点DL1打开,DL2闭合。
此时由于断路器合在故障上,保护动作,出口继电器BCJ接点闭合通过信号继电器2XJ到压板2LP,到TBJ-I,TBJ-I通过TBJ3自保持,保证可靠跳闸,跳闸正电位通过DL2到TQ,TQ得电断路器分闸。
TBJ-I励磁同时,TBJ1闭合,TBJ2打开。
由于接点⑤⑧粘连,合闸正电位持续存在,通过TBJ1使TBJ-U励磁,TBJ保持在动作状态。
TBJ2一直断开合闸回路,虽然此时合闸正电位仍在,但是断路器不会再合上,从而实现防止断路器跳跃,直至合闸脉冲消失,防跳继电器返回,断路器才能重新合闸。
断路器机构防跳又称电压型防跳,一般由机构内二次线完成,用断路器辅助接点启动,用合闸脉冲实现自保持,从而将合闸回路断开,其启动和自保持均设在合闸回路中。
断路器防跳回路缺陷的分析与处理_1

断路器防跳回路缺陷的分析与处理发布时间:2022-07-18T01:06:16.989Z 来源:《科学与技术》2022年第5期第3月作者:陈栋[导读] 高压开关柜保护装置操作箱及断路器机构箱都设有防跳回路陈栋中能建安徽电建一公司摘要:高压开关柜保护装置操作箱及断路器机构箱都设有防跳回路。
断路器在手动或自动装置合闸后,如果操作控制开关未复归或控制开关触点、自动装置触点卡住,此时保护动作使断路器跳闸而发生的多次“合分-合分”的“跳跃”现象。
目前保护装置防跳和开关机构防跳都可以解决“跳跃”问题,但同时并存或因保护逻辑的设置不合理,会导致防跳回路失灵。
本文通过一起防跳回路的故障实例,分析了防跳回路的工作原理,以及防跳回路失灵的解决办法。
关键词:防跳回路;开关柜;故障1.故障分析我司在轨道1号线110kV主变电所停电检修与预防性试验时发现,35kV开关柜断路器防跳功能不起作用。
现象为在模拟断路器合闸回路常通且馈线发生永久性故障时,断路器发生反复“合分-合分”的“跳跃”现象。
如果日常运行中手动合断路器时,线路有故障使保护动作沟通跳闸回路或者跳闸出口接点卡死;或是合闸于永久性故障的线路时断路器合闸回路发生粘连,均会造成开关的跳跃,从而损坏开关或对系统造成冲击。
为消除此种重大隐患,保障供电安全,需对现有的防跳回路进行改造,以满足实际使用需求。
分析其二次回路,发现采用开关防跳,原理图如下:图1 断路器二次回路①K1防跳继电器②S3弹簧储能辅助开关③ S1断路器辅助接点④Y9合闸线圈⑤Y1分闸线圈图2 断路器二次回路(防跳回路部分)图3 保护装置B012(K15,K16)合闸闭锁逻辑图当一个持久合闸命令到来时,合闸电流经保护装置B012合闸闭锁接点,隔离刀闸辅助接点、MCU辅助接点、接地刀闸辅助接点、操作钥匙接点、S1(11、12)、K1(21、22)、K1(31、32)、Y9接通开关合闸。
合闸后弹簧机构开始储能,并联在合闸回路的防跳回路弹簧储能辅助开关S3常闭点接通防跳继电器K1,K1(13、14)的常开点自保持,常闭点K1(21、22)、K1(31、32)断开合闸回路。
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关于西门子3AP1型断路器防跳回路的问题分析与整改措施
摘要:以新建220kV石名变电站内断路器为例,分析了操作箱位置监视回路、
断路器机构防跳回路原理及实际应用中存在的异常问题,并进一步提出解决方案。
关键词:断路器;位置监视;防跳回路
一、引言
根据《Q/CSG1201017-2017 南方电网220kV变电站二次接线标准》4.3.2要求,保护装置和断路器上的防跳回路应且只应使用其中一套,优先使用断路器机构防跳。
目前,江门地区的变电站尤其新建站统一使用断路器机构防跳;并根据
《Q/CSG1201017-2017 南方电网220kV变电站二次接线标准》4.3.5要求,非机械
联动断路器的合闸回路应采用分相合闸方式,断路器的三相联动由继电保护装置
实现;断路器的合闸回路监视采用TWJ分相监视,且TWJ应能监视包括“远方/就地”切换把手、断路器辅助接点、合闸线圈等的完整合闸回路;断路器的分闸回路监视采用HWJ分相监视,且HWJ应能监视包括“远方/就地”切换把手、断路器辅
助接点、分闸线圈等的完整分闸回路,配以位置监视回路,实现操作箱控制回路
监视功能。
二、问题发现
220kV石名变电站主体工程于2018年底投产,220kV、110kV断路器均采用
西门子(杭州)高压开关有限公司的产品,其中220kV分相式断路器型号为
3AP1-FI、220kV三相联动断路器型号3AP1-FG(252kV)、110kV断路器型号为
3AP1-FG。
220kV、110kV线路保护操作箱为北京四方继保自动化股份有限公司,220kV母联保护操作箱为长园深瑞继保自动化有限公司,主变、110kV母联保护
操作箱为南京南瑞继保电气有限公司;保护操作箱与断路器机构箱的接线按标准
接线设计,如图1所示。
施工阶段在进行110kV母联间隔站内遥控合闸试验时,发生拒动现象。
此前,断路器操作回路经保护单机调试、整组传动试验及遥信对点后,已验证正确;查
看监控后台110kV母联信号:控制回路断线信号不动作、弹簧未储能信号动作;
经现场检查开关端子箱内储能电源空开在断开状态,导致储能电机不动作,开关
无法储能,空开投入后问题得到解决。
三、问题分析
断路器控制回路断线信号由分位监视继电器TWJ和合位监视继电器HWJ两者的常闭点串接而成,用于监视控制回路的状态是否正常。
图1 断路器机构箱合闸回路图
S1:断路器位置辅助开关,S16:弹簧储能辅助开关,K75:防跳继电器,Y1:合闸线圈,S8:远方/就地控制把手。
当弹簧未储能时,合闸回路上的弹簧储能辅助开关常开点在断开状态(如图
1中S16的23-24、43-44接点),此时合闸回路断线,分位监视继电器TWJ应不
动作,控制回路断线信号应动作,从而起到储能出现异常时,能正确报警,正确
反映断路器操作回路的情况。
针对断路器分位、弹簧未储能状态,现场用万用表测量位置监视回路带电情况,发现X1:695端子带电-41V,本站直流系统额定电压为110V,正常运行时直
流电压约为116V。
可知,操作箱的跳位监视回路端电压达100V。
TWJ继电器可
靠动作,导致前文所述的问题发生。
经进一步检查确认,造成此现象的是断路器机构箱的防跳回路中配置了弹簧
未储能接点,当断路器分位、弹簧未储能时,TWJ与K75组成回路(如图2所示),而两者的直阻等级在同一水平且TWJ直阻较大分压达到动作值,从而造成TWJ误动作。
图2 断路器分位弹簧未储能时位置监视及防跳组成的等效回路
根据同样状态检查其他220kV、110kV间隔的断路器操作发现,虽然分位监视接点带电数值存在10-20V的差异,但均带负电,导致各间隔的TWJ均误动作,
控制回路断线信号均不能正确动作,无法真实反映回路实际情况。
将此问题反映给设计及断路器厂家,厂家回复函中提到以往3AP型断路器的
防跳继电器是通过断路器辅助开关的一副S1常开接点启动,由于防跳继电器线
圈励磁时间和断路器辅助开关S1接点的转换时间配合存在问题。
如下图3所示,防跳继电器动作时间T2(约30ms)大于断路器分闸时间T3(约20ms),导致断路器合闸于永久故障时(跳闸长期动作),防跳继电器未
能启动并自保持,出现跳跃现象。
图3 两种不同状态下防跳继电器动作情况对比
针对上述现象,西门子(杭州)高压开关有限公司增加了一副弹簧未储能辅
助开关的S16常闭接点(图2中S16的51-52接点),和原回路中启动防跳继电
器的S1常开辅助接点并联,断路器的防跳继电器既可经合位启动也可经弹簧未
储能启动,从而避免了合闸于永跳故障时防跳功能的失效,防止断路器出现跳跃
现象。
四、整改措施
综上所述,西门子断路器机构箱防跳回路的设计存在缺陷,虽满足极端情况
下防跳可靠动作的要求,却失去了特定异常情况下控制回路断线正确报警的功能。
为解决此问题,应作如下整改:
1、取消防跳回路中并接的弹簧未储能辅助开关的S16常闭接点(拆除S16的51-52接线),避免在断路器分位、弹簧未储能的情况下,保护操作箱中的分位
监视继电器TWJ误动作,无法正确发出控制回路断线的异常信号。
2、提升防跳继电器K75的动作性能,实现快速动作,将原来的西门子
3TH4244-1XF4中间继电器更换为澳德思电气UEG/L-2H4D快速动作型中间继电器。
经测试,该款继电器额定电压动作时间不大于5ms,满足极端情况下,防跳继电
器可靠动作,避免出现断路器跳跃现象。
五、总结
断路器不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统
发生故障时,通过继保装置出口切断故障电流;因此其能否在各类运行状态、极
端情况下正确可靠动作成为不断追求的终极目标。
而经过此两项整改后,3AP型
断路器的防跳回路得到进一步的完善,客观上提高了该类产品的可靠性。
在日常调试工作中,遇到异常情况应引起重视,要有刨根问底的精神,顺藤
摸瓜,找出问题根源并采取周全的整改措施,既解决问题也是对自我能力的提高。