高 波
(江蘇省電力設(shè)計(jì)院,江蘇 南京 211102)
隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展,電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行已經(jīng)受到普遍的關(guān)注。作為電氣設(shè)備中最為常見也最為關(guān)鍵的斷路器,其控制操作的安全可要性更是成為了重中之重。在現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對斷路器的控制都有著明確的規(guī)定和建議性要求。本文從現(xiàn)行的各類規(guī)程規(guī)范出發(fā),結(jié)合目前斷路器控制回路的現(xiàn)狀進(jìn)行分析,提出了一種新型的斷路器操作箱控制回路。
《火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DL/T5136-2012)》中規(guī)定:“5.1.14 對斷路器及遠(yuǎn)方控制的隔離開關(guān),宜在就地設(shè)遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)?!?。而在此規(guī)程的條文解釋中寫到“本條為原條文第7.5.11條。”原條文指的是被其代替的2001版《火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。2001版規(guī)程的7.5.11條與新版規(guī)程的5.1.14條完全一致,但其條文解釋中明確:“在正常運(yùn)行時(shí),遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)切至遠(yuǎn)方位置,接收DCS命令。僅就地檢修、調(diào)試時(shí)切換至就地位置,此時(shí)應(yīng)切斷與DCS間的I/O信號。保護(hù)量不受遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)的控制,保護(hù)量直接接入強(qiáng)電回路可提高工作可靠性,又能簡化I/O量。” 據(jù)此我們可以得到3點(diǎn)結(jié)論:(1)在斷路器就地宜設(shè)置遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān);(2)遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)切至遠(yuǎn)方位置時(shí)接收DCS命令,切換至就地位置時(shí)應(yīng)切斷與DCS間的I/O信號;(3)保護(hù)量不受遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)的控制。
《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程(GB/T14285-2006)》中規(guī)定:“4.1.16 跳閘出口應(yīng)能自保持,直至斷路器斷開。自保持宜由斷路器的操作回路來實(shí)現(xiàn)?!?/p>
下文,將從目前斷路器常見的控制回路入手,對其是否符合規(guī)程規(guī)范進(jìn)行分析比較。
目前,國內(nèi)絕大多數(shù)斷路器,尤其是高壓斷路器,其控制操作均通過斷路器操作箱完成。通過對各廠家的斷路器操作箱分析發(fā)現(xiàn),其原理是大致相同的。本文以某廠家的三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)雙跳圈斷路器操作箱為例,進(jìn)行分析,其接線圖詳見圖1。
圖1 三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)雙跳圈斷路器操作箱接線圖
從圖1不難看出斷路器第一組跳閘回路的構(gòu)成:手動(dòng)跳閘回路(4n107)、保護(hù)跳閘回路(4n113)在操作箱上并聯(lián)后,通過跳閘保持繼電器TBJ保持后,經(jīng)一點(diǎn)(4n115)接入斷路器第一組跳閘線圈。第二組跳閘回路與此類似。
基于這樣的操作箱,目前斷路器的控制回路大致有以下幾種接線方式:
(1) 接線方式一:完全根據(jù)操作箱回路接線,由操作箱完成手動(dòng)跳閘和保護(hù)跳閘的自保持后,經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān),接入斷路器的遠(yuǎn)方跳閘回路。
這種接線方式是目前最為常用的一種方式,尤其在變電站和發(fā)電廠的升壓站中被普遍采用。它滿足了保護(hù)跳閘出口由斷路器的操作回路來實(shí)現(xiàn)自保持的要求,但其缺點(diǎn)在于保護(hù)跳閘受遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)的控制,在斷路器就地運(yùn)行時(shí),保護(hù)回路也被切斷。這與《火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的要求是不一致的,而且在這種接線方式下,這一缺陷是無法解決的。
(2) 接線方式二:手動(dòng)跳閘回路經(jīng)過操作箱手動(dòng)跳閘回路(4n107),由操作箱完成手動(dòng)跳閘自保持后,經(jīng)(4n115)接入斷路器的遠(yuǎn)方跳閘回路;保護(hù)跳閘不經(jīng)操作箱,并且不經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān),直接接入斷路器的跳閘回路。
這種接線方式是對接線方式一的一種改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)在于手動(dòng)跳閘由操作箱自保持,并僅在斷路器遠(yuǎn)方控制時(shí)有效,而保護(hù)跳閘回路不受遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)的控制,在任何時(shí)候都有效。但其缺點(diǎn)也顯而易見,保護(hù)跳閘回路沒有自保持。這與《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求是不一致的,會(huì)造成在斷路器尚未斷開時(shí),跳閘出口接點(diǎn)會(huì)斷開。從而損壞保護(hù)出口繼電器接點(diǎn),導(dǎo)致保護(hù)跳閘不成功。
(3)接線方式三:保護(hù)跳閘回路經(jīng)過操作箱手動(dòng)跳閘回路(4n113),由操作箱完成保護(hù)跳閘自保持后,經(jīng)(4n115)接入斷路器,不經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān),直接接入斷路器的跳閘回路;手動(dòng)跳閘不經(jīng)操作箱,但經(jīng)過斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān),接入斷路器的遠(yuǎn)方跳閘回路。
這種接線方式是對接線方式一的另一種改進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)在于保護(hù)跳閘由操作箱自保持,并不受遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)的控制,在任何時(shí)候都有效。與接線方式二相反,其缺點(diǎn)是手動(dòng)跳閘回路沒有自保持。同樣與《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求是不一致的,會(huì)造成在斷路器尚未斷開時(shí),手動(dòng)跳閘接點(diǎn)有可能斷開。從而,損壞手動(dòng)跳閘繼電器,導(dǎo)致手動(dòng)跳閘不成功。
(4)接線方式四:在接線方式二的基礎(chǔ)上,對保護(hù)出口繼電器進(jìn)行改造,使用電流保持型繼電器或LOCKOUT繼電器,使得保護(hù)跳閘回路自保持。
這種接線方式要求對包括母線保護(hù)、斷路器保護(hù)在內(nèi)的所有保護(hù)設(shè)備均統(tǒng)一保護(hù)跳閘出口,改造量較大,電流保持繼電器選型困難,LOCKOUT繼電器造價(jià)高、安裝體積大,難以執(zhí)行。并且這樣的保持并非“由斷路器的操作回路來實(shí)現(xiàn)”,同樣不滿足《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求。
通過對目前斷路器常見的幾種控制回路進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn),這幾種控制回路都存在或多或少的缺陷,并且不能完全滿足現(xiàn)行的規(guī)程規(guī)范要求。其根源在于目前的斷路器操作箱無法將手動(dòng)跳閘回路與保護(hù)跳閘回路分開保持,然后分別接至斷路器的操作回路。
根據(jù)上文的分析,我們設(shè)計(jì)出了一種新型的斷路器操作箱控制回路,其接線圖詳見圖2。
圖2 新型的三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)雙跳圈斷路器操作箱接線圖
本操作箱在每個(gè)跳閘回路中分別新增了一個(gè)跳閘保持繼電器TBJ12、TBJ22,用于保護(hù)跳閘的自保持。
手動(dòng)跳閘回路(4n107),通過跳閘保持繼電器TBJ11保持后,經(jīng)(4n115)接入斷路器,并經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)接入斷路器第一組跳閘線圈。第一組保護(hù)跳閘回路(4n112),通過跳閘保持繼電器TBJ12保持后,經(jīng)(4n117)接入斷路器,并不經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)直接接入斷路器第一組跳閘線圈。第二組保護(hù)跳閘回路(4n125),通過跳閘保持繼電器TBJ22保持后,經(jīng)(4n127)接入斷路器,并不經(jīng)斷路器就地設(shè)置的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)直接接入斷路器第二組跳閘線圈。
根據(jù)改進(jìn)后的斷路器操作箱進(jìn)行斷路器控制回路的接線,可以很好地滿足現(xiàn)行各類規(guī)程規(guī)范的要求,確保電氣設(shè)備更加安全可靠的運(yùn)行。而且,這樣的改造成本較低,不需要對所有保護(hù)的出口進(jìn)行逐一更改。
本文針對目前常見的斷路器操作箱控制回路進(jìn)行了分析,指出了各接線的不足之處。在此基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的斷路器操作箱接線方式,并已申請了專利。在今后的工程設(shè)計(jì)中,可以參考借鑒。
[1]GB/T14285-2006,繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程[S].
[2]DL/T5136-2012,火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].
[3]DL/T5136-2001,火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].