曾繼榮,鄭寧敏,曾惠勻,王媛婷
(1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司,福建 福州 350013;2.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司,福建 福州 350003)
國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司制定的《2011年度福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)廠站自動(dòng)化和直流系統(tǒng)反事故措施》規(guī)定:對(duì)于新建廠站,其斷路器的防跳功能均由斷路器本體機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。此前福建省電力系統(tǒng)普遍用斷路器操作箱的防跳回路,在執(zhí)行這種新的反措規(guī)定過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)斷路器本體機(jī)構(gòu)的二次防跳回路與斷路器操作箱配合時(shí)會(huì)發(fā)生異?,F(xiàn)象,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
因此,了解斷路器的防跳回路,分析其回路原理、功能,對(duì)落實(shí)繼電保護(hù)反措和提高變電運(yùn)行檢修技能有很大的幫助。
下文以某500 kV變電站中采用的220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的基建驗(yàn)收為例,闡述了防跳回路出現(xiàn)的異常現(xiàn)象。
該變電站在驗(yàn)收220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器的分合閘控制回路時(shí),從監(jiān)控后臺(tái)及就地對(duì)斷路器進(jìn)行合閘操作;斷路器合閘后,斷路器測(cè)控裝置上的綠色分閘指示燈、紅色合閘指示燈均亮起。查看保護(hù)裝置內(nèi)部的開入量,發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置仍有斷路器跳閘位置開入(TWJ=1),后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)軟報(bào)文也顯示斷路器處于跳閘位置,而檢查現(xiàn)場(chǎng)斷路器處于合閘位置。從監(jiān)控后臺(tái)及就地對(duì)斷路器進(jìn)行分閘操作時(shí),斷路器分閘后無(wú)異常現(xiàn)象出現(xiàn),斷路器測(cè)控裝置上的綠色分閘指示燈亮,保護(hù)裝置內(nèi)部有跳閘位置開入,后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)軟報(bào)文顯示斷路器處跳閘位置,與實(shí)際斷路器狀態(tài)一致。但此后斷路器無(wú)法合閘;需要斷開控制電源后再合上,斷路器方可再次合閘。
在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中,經(jīng)常需要通過(guò)控制斷路器的分合狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)和控制。由于需要頻繁操作斷路器,其能否正常操作直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。斷路器防跳回路的作用,包括以下幾點(diǎn)。
(1)在操作過(guò)程中,防止因控制斷路器或自動(dòng)裝置的合閘接點(diǎn)未能及時(shí)返回,造成在故障線路和設(shè)備上合閘時(shí)斷路器連續(xù)切合現(xiàn)象。
(2)對(duì)于電流啟動(dòng)、電壓保持式電氣防跳回路,可防止因跳閘回路斷路器輔助接點(diǎn)調(diào)整不當(dāng)(變位過(guò)慢),造成保護(hù)出口接點(diǎn)先斷弧進(jìn)而燒毀的現(xiàn)象。
斷路器防跳回路一般可分為2種:
(1)斷路器操作箱的防跳回路;
(2)斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路。
在實(shí)際運(yùn)行中,防跳回路只能選擇其中的1種,不得全選。
圖1中虛線框外是南瑞CZX-12R操作箱的斷路器控制回路,其防跳回路原理為:在斷路器的分閘回路中串入1只電流型繼電器12TBIJ;當(dāng)斷路器分閘時(shí)12TBIJ繼電器勵(lì)磁,其常開接點(diǎn)12TBIJ閉合,防跳繼電器1TBUJ勵(lì)磁;若此時(shí)出現(xiàn)合閘命令,則防跳繼電器2TBUJ勵(lì)磁并自保持,合閘回路中防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ的常閉接點(diǎn)斷開,從而切斷合閘回路,實(shí)現(xiàn)防跳功能。
圖1 斷路器控制回路示例
圖1中虛線框內(nèi)是220 kV西門子3AQ1-EE型斷路器機(jī)構(gòu)箱合閘回路,其二次防跳回路原理為:當(dāng)斷路器合閘過(guò)程中,防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157,158)先于斷路器輔助接點(diǎn)閉合,使防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持,防跳繼電器的常閉接點(diǎn)-K7LA(4,6)斷開,合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁,合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點(diǎn)-K12LA(13,14)斷開,在斷路器合閘后切斷合閘回路;當(dāng)斷路器分閘過(guò)程中,防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157,158)滯后于斷路器輔助接點(diǎn)斷開,若此時(shí)有合閘指令,則防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持,防跳繼電器的常閉接點(diǎn)-K7LA(4,6)斷開,合閘總閉鎖繼電器-K12LA失磁,合閘回路中的合閘總閉鎖常開接點(diǎn)-K12LA(13,14)斷開,切斷合閘回路,從而實(shí)現(xiàn)防跳功能。
(1)若選用斷路器操作箱的防跳回路,則需將斷路器機(jī)構(gòu)箱的防跳回路解除,即把防跳繼電器前端-X105與A1的接線、A2與-X102的接線解除。
(2)若選用斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路,則需將斷路器操作箱的防跳回路解除,即把防跳繼電器1TBUJ和2TBUJ兩端的接線解除。
從圖1可知,當(dāng)選用斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的防跳回路時(shí),斷路器合閘后的異?,F(xiàn)象說(shuō)明TWJ跳位監(jiān)視繼電器仍勵(lì)磁,這表明跳位監(jiān)視回路(9 A)仍導(dǎo)通?,F(xiàn)場(chǎng)使用萬(wàn)用表測(cè)量防跳繼電器-K7LA的A1端子的電壓值為+110 V,這說(shuō)明跳位監(jiān)視回路(9 A)與防跳回路連接形成導(dǎo)通回路。
此異?,F(xiàn)象是斷路器本體機(jī)構(gòu)箱的二次防跳回路與斷路器操作箱中的跳閘位置繼電器(TWJ)監(jiān)視回路產(chǎn)生寄生關(guān)系所引起的。當(dāng)斷路器合閘時(shí),合閘回路導(dǎo)通,防跳回路上的斷路器輔助延時(shí)接點(diǎn)-S1LA(157,158)先行閉合,防跳繼電器-K7LA勵(lì)磁并自保持;當(dāng)斷路器合閘到位后,合閘回路斷開。若防跳繼電器-K7LA動(dòng)作電壓較低,此時(shí)防跳回路與斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)連通,跳位監(jiān)視繼電器TWJ與防跳繼電器-K7LA分壓,造成防跳繼電器-K7LA自保持而無(wú)法復(fù)歸,故而出現(xiàn)上述異常現(xiàn)象。
在斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)后串接斷路器輔助常閉接點(diǎn)和防跳繼電器-K7LA的常閉接點(diǎn),即把跳位監(jiān)視回路(9 A)由接4D96端子改接至斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的-X1:1010端子(見圖1)。這樣不僅不影響跳位監(jiān)視回路的功能,而且會(huì)在斷路器合閘瞬間使斷路器的輔助常閉接點(diǎn)-S1LA(181,182)和防跳繼電器常閉接點(diǎn)-K7LA(10,12)均斷開,即切斷斷路器跳位監(jiān)視回路(9 A)與防跳回路導(dǎo)通產(chǎn)生的寄生關(guān)系,避免異?,F(xiàn)象再次發(fā)生,保證斷路器實(shí)現(xiàn)正常分合閘操作。
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外廠家的斷路器二次回路進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)改用斷路器本體的防跳回路時(shí),大多數(shù)會(huì)有異?,F(xiàn)象發(fā)生,導(dǎo)致斷路器無(wú)法正常運(yùn)行。通過(guò)對(duì)高壓斷路器防跳回路分析及改造,有效解決了這個(gè)問題。由于目前大多數(shù)斷路器廠家尚未提供改進(jìn)措施(增加相關(guān)的輔助接點(diǎn)和回路),因此,此種改造措施為現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行防跳回路提供了參考,具有一定的指導(dǎo)意義。