跳合闸保持电流整定的讲解

在前一阵ST站220kV保护改造做开关传动试验时,出现了这样一个现象:保护装置正确动作,开关跳闸,但操作箱跳闸信号灯不亮。这是为什么?

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跳闸保持继电器TBJ

今天的主角是跳闸保持继电器TBJ,它也叫防跳继电器,通过这两个名字就能看出来TBJ的两个功能了:一是跳闸自保持,跳闸回路中需要串接一个TBJ的电流启动线圈,当跳闸回路启动时,其接点对跳闸接点自保持,保证断路器完成跳闸;二是防止断路器跳跃,当断路器跳闸未完成前,接入合闸回路的TBJ常闭接点断开,此时合闸回路不可能启动,从而达到断路器跳跃闭锁的作用。

跳闸回路与跳闸信号回路 

n14到操作机构的跳闸线圈。图中的11YJJ为压力降低禁止跳闸的常开接点,11YJJ继电器按正常励磁方式接线,而当断路器压力降低需禁止跳闸时,机构的对应接点闭合,使得11YJJ被短接返回,断开跳合闸回路正电源。图中的TJQ、TJR、TJF分别用于三跳起动重合闸、三跳不启动重合闸、非电量保护三跳,总之都是跳闸接点,用于起动分相跳闸回路。

     断路器处于合闸位置时,断路器常开辅助接点闭合,一旦保护分相跳闸接点动作,跳闸回路接通,跳闸保持继电器TBIJ动作并由TBIJ的接点实现自保持(电流启动,电压保持),直到断路器跳开,辅助接点断开。

当保护跳闸时,串入跳闸回路中的TBIJ动作,其接点去起动保护跳闸信号继电器TXJ电流启动,电压复归)的动作线圈。该继电器动作且自保持,它一方面去起动信号灯回路,另一方面送出跳闸信号,当按下复归按钮FA时,TXJ的复归线圈励磁,跳闸信号返回。

当手动跳闸时,串入继电器TXJ回路的STJ常闭接点断开,因此手跳时不给出跳闸信号

继电保护反措相关规定

断路器跳合闸线圈的出口接点控制回路,必须设有串联自保持的继电器回路,保证跳合闸出口继电器的接点不断弧、断路器可靠分合。只有单出口继电器的,可以在出口继电器跳合闸接点回路中串入电流自保持线圈,并满足:自保持电流不大于额定跳闸电流的50%左右,线圈压降小于额定值的5%等条件;有多个出口继电器能同时跳闸时,宜采用防跳继电器TBJ,应为快速动作的继电器,其动作电流小于跳闸电流的50%,线圈压降小于额定值的10%。

上面这叽里咕噜一大堆,总结下来就一个字:对保持继电器TBJ的动作电流有要求,要保证适当的保持系数(也称灵敏系数,即断路器操作电流/保持继电器起动电流的比值,应不小于1.5,一般为2左右)。对于不同的断路器跳合闸电流,TBJ电流线圈的动作电流也要与之相配合。

实际上跳合闸电流是由开关操作机构中的跳合闸线圈本身的电阻决定的,保持继电器线圈为电流型内阻很小,所以保护装置跳合闸回路本身的电阻可忽略不计,整个跳合闸回路电阻主要是跳合闸线圈内阻,因此跳合闸电流的大小就决定于直流操作电压和跳合闸线圈内阻的大小。应通过调整跳闸保持继电器TBJ、HBJ的电阻来整定跳合闸保持电流,以匹配跳合闸电流。

直白的说,就是如果跳合闸电流为4A,那么跳合闸保持电流应整定为2A,若整定电流小于2A,那么TBJ不会启动。

跳合闸保持电流的整定方法

很多设备厂家调整跳合闸保持继电器动作电流的方法主要有两种:一是调节保持线圈上并联电阻的大小,二是自适应

ST站该线路采用了国电南瑞NSR系列的操作箱,采用的就是第一种方法,即采用跳线方式来灵活调整并联电阻,实现保持电流在0.5A~4A的的灵活整定。原理图为:

跳合闸保持电流的整定公式:Ib=0.5A+∑I

Ib:保持电流整定值,I:分流电阻上的电流值。

即任何跳线都不连接时,保持电流为0.5A;连跳线3-4时,保持电流为0.5A+0.5A=1A;再连跳线1-6时,保持电流为0.5A+0.5A+2A=3A。当所有跳线均连上时,保持电流为4A。因此这样可以实现0.5A~4A的整定(级差为0.5A)。值得说明的是在配分流电阻时已考虑了2倍的动作裕度,整定电流值时,只要按断路器实际跳合闸电流整定即可。也就是说如果跳合闸电流为3A,整定保持电流为3A即可。

下面说第二种,自适应的方式,不需要调整TBJ/HBJ的线圈阻值,它的原理是这样的:采用电压型保持继电器来代替传统的电流型继电器,如CJX系列操作箱跳合闸保持继电器TBJV线圈的动作电压为1.5V,在其线圈上正向并接了两个大功率二极管,当保护接点闭合跳合闸回路导通时,大功率正向二极管导通,每只二极管的正向压降为1.2V左右,都会起动TBJV,这样不管断路器的具体操作电流有多大,加在保持继电器线圈上的电压都是2.4V左右,都会启动TBJV。这种设计方式规定的自适应电流范围为0.5A~4A。

第一种方法便于生产和运行,又满足行业反措要求。第二种方法不用调整任何参数,但其动作功率太小,不能满足电力行业反措要求。

现在回到刚开始提出的问题,为什么开关跳闸但跳闸灯不亮?因为保护厂家将所有跳线全部焊上,而实际跳合闸电流又没有整定的保持电流4A那么大,导致TBJ整定保持电流与实际跳合闸电流不匹配,因此TBJ没有启动,使得跳闸信号继电器TXJ没有启动,也就无法导通跳闸信号灯了。

解决方法就是按照实际跳闸电流整定保持电流,将多余的跳线断开即可。

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