电力系统高压断路器二次回路继电器保护动作过程分析

翻开断路器操作装置原理框图，出现频率最高的莫过于TBJ（跳跃闭锁继电器）了，其次是HBJ（合闸闭锁继电器），HWJ（合闸位置继电器），TWJ（跳闸位置继电器）。
合闸过程中，因把手未返回或其5、8接点粘连或遥合、自重合装置故障等多种因素引起合闸脉冲持续不消除；在合闸动作完成后，由于合闸到线路永久故障或保护装置误动，断路器操作装置又接到跳闸指令时，断路器在反复跳闸、合闸的巨大冲击力作用下，损坏主导流触头，造成一、二次设备回路接线薄弱处过热，系统电压波动、设备损坏。更有甚者，如果断路器三相不同期，将使变压器中性点产生数倍于相电压的操作过电压，损坏绝缘。防跳回路是为防止这种现象而设计的回路。
虽然断路器跳跃现象并不常见，但一旦发生，后果严重，难于及时、有效控制，除非设备爆炸或回路断线。防跳回路是断路器操作装置原理框图的精髓，搞懂了防跳回路，再看操作回路便一目了然。
如下图展示的合闸回路（注：TBJV代表TBJ电压线圈，TBJI代表TBJ电流线圈，TBJ2-TBJn为TBJ辅助接点；BCHJ为SF6压力下降闭锁合闸继电器接点；TBJI电流线圈串接于跳闸线圈前，并可与其辅助接点形成自保持至跳闸后；DL1代表断路器常闭辅助接点，DL2代表断路器常开辅助接点，常是指断路器的未合闸状态。为精确分析动作过程，我们特别定义：断路器的状态以其辅助接点的动作和跳/合闸指令的发出为准，如跳闸时系跳闸指令已发出，断路器的常开/闭辅助接点在合/分位；跳闸后系跳闸指令已发出，断路器的常开/闭辅助接点在分/合位）。

（1）手合、遥合、ZCH等发出的合闸脉冲都将通过SF6压力下降闭锁合闸继电器辅助接点、HBJI、TBJ2常闭、DL1常闭、合闸线圈来完成合闸。
合闸时，合闸脉冲通过HBJI、TBJ2常闭、DL1常闭、HQ回路使HBJI带电动作，HBJ2常开接点闭合，HBJ2常开接点、HBJI、TBJ2常闭接点、DL1常闭接点、HQ形成自保持，合闸后DL1常闭接点断开，中断此自保持。
如遇到长的合闸脉冲（以其时间持续到跳闸后为准），只要断路器断开、DL1断路器常闭接点合上，HBJI就能够重新接通合闸回路并自保持。
（2）合闸后，DL常开辅助接点闭合，DL1常闭接点断开。
（3）跳闸时，跳闸正电源通过手跳继电器接点、压力闭锁接点、TBJI电流线圈、TQ跳闸线圈、跳闸负电源接通跳闸回路，TBJI电流线圈动作后，合上TBJ常开接点、打开TBJ2常闭接点，跳闸正电源通过TBJ常开接点、TBJI电流线圈、TQ跳闸线圈、跳闸负电源自保持至跳闸后；TBJ2常闭接点断开后切断合闸回路；TBJ3常开接点闭合。
若合闸脉冲未解除，合闸正电源将通过HBJI电流线圈，TBJ3常开接点，TBJV电压线圈，合闸负电源形成第一个自保持至合闸脉冲解除；同时将形成合闸正电源，HBJ2常开，HBJI电流线圈，TBJ3常开，TBJV电压线圈，合闸负电源的第二个自保持回路；这两个自保持保证TBJ2常闭被打开、合闸回路被切断的状态，第二个自保持持续至合闸电源被切断或手动复归后方能解除，也即在合闸脉冲的持续时间较长时，从首次跳闸至切断合闸电源、保护装置重置期间，合闸回路是断开的。跳令发出后，断路器尚在合位、即将跳闸的状态下已通过自保持切断合闸回路，合闸指令根本没有再次执行的机会，由此完成防跳功能。与普通回路相比，多了个HBJ，它的作用是在出现长合闸脉冲后，在第二个自保持中使合闸回路失效的时间延长至合闸装置重置，而不是像老回路那样只有第一个自保持，本次长合闸脉冲结束后即开放合闸回路。通过HBJ、TBJ及各自的常开辅助接点，串联成自保护回路，提高了防跳回路的可靠性，并促使值班人员及时检查合闸回路的异常。
其实采用长合闸脉冲的说法并不確切，只要跳闸时有合闸脉冲，不管先前各继电器状态如何、合闸脉冲是否持续，就能形成第一个自保持，并启动第二个自保持，断开合闸回路并自保持，可靠完成防跳功能。但断路器在跳闸指令发出后、TQ跳闸线圈已通电、辅助接点尚未分离的毫秒级狭窄时间段内发出合闸指令，需要多方因素的巧合及操作装置较高的故障机率，因此采用这种说法。
通过上文分析，我们深入了解了高压断路器通用二次回路中继电器的名称、作用，跳、合闸时动作顺序，HBJ、TBJ及其辅助接点如何完成防跳功能，对于高压断路器二次回路的运行、维护和检修都具有一定参考意义。