保護(hù)控制回路與斷路器操作機(jī)構(gòu)回路的配合

吳麗穎

(廣東省電力設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510663)

電力系統(tǒng)中斷路器及其控制回路是繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)功能的執(zhí)行單元，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。斷路器控制回路配合不協(xié)調(diào)將給電力設(shè)備正常運(yùn)行帶來(lái)很多隱患。

1 三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)斷路器操作機(jī)構(gòu)控制回路和保護(hù)分相操作箱的配合

對(duì)于采用敞開式設(shè)備的變電站，220 kV母聯(lián)、分段及主變220 kV側(cè)斷路器采用三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。有些保護(hù)廠家暫時(shí)沒有生產(chǎn)出適用于雙跳圈、三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作箱。常用的分相操作箱有3個(gè)跳閘出口和3個(gè)合閘出口，而三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)只有1個(gè)跳閘輸入和1個(gè)合閘輸入。工程設(shè)計(jì)時(shí)不能簡(jiǎn)單地將操作箱3個(gè)跳閘出口和3個(gè)合閘出口分別并聯(lián)形成1個(gè)跳閘輸出和1個(gè)合閘輸出，再將跳合閘輸出直接接入機(jī)構(gòu)箱跳合閘輸入回路。設(shè)計(jì)時(shí)需修改分相操作箱接線才能與三相機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合使用。修改操作箱接線方法如下。

a. 解開操作箱中跳位監(jiān)視與合閘出口回路的連接片、合位監(jiān)視與跳閘出口回路的連接片，將3個(gè)跳位監(jiān)視回路出口和3個(gè)合位監(jiān)視回路出口分別并聯(lián)成1個(gè)跳位監(jiān)視回路出口和1個(gè)合位監(jiān)視回路出口，再串入斷路器常閉和常開輔助接點(diǎn)。操作箱中其中1個(gè)跳閘出口和1個(gè)合閘出口回路直接接入斷路器機(jī)構(gòu)箱的跳閘輸入和合閘輸入回路，其余2個(gè)跳閘出口和合閘出口回路不接。圖1為斷路器合閘回路，圖中操作箱A、B、C三相跳位監(jiān)視回路并接后串入斷路器常閉接點(diǎn)，合閘回路僅從A相出口接入斷路器機(jī)構(gòu)箱合閘回路。跳閘回路與合閘回路相同。

圖1 斷路器合閘回路

b. 將操作箱中的單相跳、合位監(jiān)視回路接入機(jī)構(gòu)箱合、跳閘回路，其余兩相不接，相應(yīng)修改操作箱信號(hào)回路，去掉信號(hào)回路中并有另外兩相TWJ和HWJ的常閉接點(diǎn)及串有另外兩相TWJ和HWJ的常開接點(diǎn) (如圖2所示)，圖2中“×”為操作箱中需要拆除的接線。

方法b比方法a接線簡(jiǎn)潔，沒有冗余回路，很多運(yùn)行單位希望跳、合位監(jiān)視回路能監(jiān)視斷路器機(jī)構(gòu)箱跳、合閘回路，因此實(shí)際工程中多采用方法b。

2 斷路器位置操作切換開關(guān)在控制回路中接線的改進(jìn)

圖2 操作箱信號(hào)回路接線修改

很多斷路器生產(chǎn)廠家 (包括HGIS、GIS生產(chǎn)廠家)在斷路器的遠(yuǎn)方分、合閘回路中都串入了斷路器機(jī)構(gòu)箱中的“遠(yuǎn)方就地”切換開關(guān)的“遠(yuǎn)方”接點(diǎn)。生產(chǎn)廠家的本意是遠(yuǎn)方分合斷路器出口回路經(jīng)過機(jī)構(gòu)箱“遠(yuǎn)方”位置接點(diǎn)接入分合閘回路。當(dāng)機(jī)構(gòu)箱中的“遠(yuǎn)方就地”切換開關(guān)在“就地”位置時(shí)，運(yùn)行人員只能在機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行就地操作，此時(shí)，即使有人在遠(yuǎn)方遙控?cái)嗦菲鳎膊荒苓M(jìn)行分合操作。當(dāng)切換開關(guān)在“遠(yuǎn)方”位置時(shí)，不能在機(jī)構(gòu)箱就地分合斷路器?？刂苹芈窓C(jī)構(gòu)箱“遠(yuǎn)方就地”切換開關(guān)保證了斷路器操作的唯一性，正常運(yùn)行時(shí)，斷路器機(jī)構(gòu)箱切換開關(guān)處在“遠(yuǎn)方”位置，當(dāng)運(yùn)行人員誤將切換開關(guān)打到“就地”位置，運(yùn)行的一次設(shè)備將失去保護(hù)，此時(shí)跳閘回路中的“遠(yuǎn)方”接點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，跳閘回路被斷開，保護(hù)發(fā)出的跳閘命令不能跳開斷路器，將造成其它保護(hù)越級(jí)跳閘，擴(kuò)大事故范圍。為保證斷路器操作的唯一性，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不失去保護(hù)，可將控制回路進(jìn)行修改 (圖3中粗實(shí)線為修改后的回路)。

由圖3可知，操作箱控制正電源 (回路編號(hào)101)經(jīng)過斷路器機(jī)構(gòu)箱“遠(yuǎn)方就地”切換開關(guān)的“遠(yuǎn)方”接點(diǎn)后，再接入測(cè)控屏遙控回路的公共端，當(dāng)切換開關(guān)處在“遠(yuǎn)方”位置時(shí)，才能在遠(yuǎn)方分合斷路器。圖3中保護(hù)操作箱分合閘出口不再經(jīng)過機(jī)構(gòu)箱切換開關(guān)的“遠(yuǎn)方”接點(diǎn)。修改后的回路斷路器操作的唯一性沒有改變，正常運(yùn)行的設(shè)備不會(huì)因運(yùn)行人員誤操作切換開關(guān)而失去保護(hù)。

圖3 改進(jìn)后的斷路器機(jī)構(gòu)箱回路

3 防跳回路的改進(jìn)

在變電站電氣回路調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器機(jī)構(gòu)箱防跳功能有時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，為此對(duì)控制回路進(jìn)行改進(jìn)(如圖4所示)。為防止斷路器合閘后TWJ與防跳繼電器分壓不均導(dǎo)致防跳繼電器長(zhǎng)期啟動(dòng)，在跳位監(jiān)視回路串入斷路器常閉接點(diǎn)，斷路器合閘后斷開跳位監(jiān)視回路與合閘回路的連接。調(diào)試檢查防跳功能時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器在分位時(shí)給保護(hù)裝置加入故障電流并手動(dòng)合斷路器，保護(hù)跳開斷路器后不再重合，松開合閘按鈕，防跳繼電器仍處于啟動(dòng)狀態(tài)，需人為斷開控制電源后防跳繼電器才能復(fù)歸。斷路器合閘后啟動(dòng)了防跳繼電器，由于故障電流的存在，保護(hù)將斷路器跳開，此時(shí)若合閘脈沖仍存在，防跳繼電器自保持回路使防跳繼電器帶電。若TWJ和防跳繼電器分壓不均，即使合閘脈沖消失，防跳繼電器也一直處于啟動(dòng)狀態(tài)。為使防跳繼電器自動(dòng)復(fù)歸，可在跳位監(jiān)視回路再串入機(jī)構(gòu)箱防跳繼電器常閉接點(diǎn)。圖4為跳位監(jiān)視回路中同時(shí)串入了斷路器和防跳繼電器常閉接點(diǎn)后的回路接線圖。

圖4 改進(jìn)后的控制回路接線

由圖4可知，跳位監(jiān)視回路中的斷路器和防跳繼電器2個(gè)常閉接點(diǎn)缺一不可。若跳位監(jiān)視回路只串入防跳繼電器的常閉接點(diǎn)，斷路器合閘后合閘脈沖消失，斷路器常開接點(diǎn)7－8閉合，啟動(dòng)防跳繼電器，其常閉接點(diǎn)31－32打開，導(dǎo)致防跳繼電器失電。防跳繼電器失電后，其常閉接點(diǎn)31－32閉合。若TWJ與機(jī)構(gòu)箱中防跳繼電器分壓不均將導(dǎo)致防跳繼電器重新帶電，其常閉接點(diǎn)31－32再次打開，造成防跳繼電器反復(fù)帶電和失電而不能正常工作。因此，跳位監(jiān)視回路中必須同時(shí)串入斷路器和防跳繼電器常閉接點(diǎn)，使防跳繼電器啟動(dòng)后自動(dòng)復(fù)歸，不需手動(dòng)斷開控制電源。

目前很多保護(hù)廠家和斷路器廠家都在控制回路中設(shè)置防跳回路，有些保護(hù)防跳是電流啟動(dòng)、電壓保持的“串聯(lián)防跳”，而機(jī)構(gòu)防跳則是電壓?jiǎn)?dòng)和保持的“并聯(lián)防跳”。廣東電網(wǎng)明確要求只能采用1套防跳回路，不允許同時(shí)采用2套防跳回路。當(dāng)采用機(jī)構(gòu)防跳時(shí)，由于防跳繼電器與操作箱中的TWJ參數(shù)不適配，很容易導(dǎo)致控制回路不正常，因此，采用保護(hù)防跳可減少操作箱和機(jī)構(gòu)箱控制回路的配合。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工程設(shè)計(jì)中完善繼電保護(hù)與斷路器操作機(jī)構(gòu)控制回路的配合對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要的意義，電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中碰到類似問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)繼電保護(hù)、斷路器生產(chǎn)廠家及運(yùn)行人員的要求及時(shí)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使斷路器的運(yùn)行和控制更合理、可靠。

[1]徐春新.防跳繼電器觸點(diǎn)卡滯導(dǎo)致斷路器反復(fù)跳躍的問題[J].電力系統(tǒng)控制與保護(hù)，2009，37(12):115－117.