淺析750kV斷路器控制回路存在問題及改進(jìn)方法

蘇波

（寧夏電力超高壓分公司，寧夏銀川750011）

1 引言

近幾年來，隨著750kV超高壓電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行更需要不斷加強(qiáng)，檢修人員不僅要做好一次設(shè)備的維護(hù)工作，還要保證二次回路的正確性和可靠性。就目前實(shí)際運(yùn)行情況看，750kV斷路器控制回路存在一些隱患，如控制回路存在電源切換、閉鎖回路不滿足雙重化要求等問題，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的相關(guān)反措規(guī)定和繼電保護(hù)人員多年的工作經(jīng)驗(yàn)可知，電源切換不可靠，若電源回路發(fā)生故障時(shí)，可能導(dǎo)致控制回路失電。具有雙跳圈的斷路器其閉鎖回路要實(shí)現(xiàn)雙重化配置，即滿足兩套閉鎖回路分別對(duì)應(yīng)兩套跳閘線圈，因?yàn)閿嗦菲鲀?nèi)六氟化硫氣體有著絕緣、滅弧的作用，同時(shí)對(duì)斷路器觸頭起到一定的物理保護(hù)，斷路器在氣壓低或異常狀態(tài)下，不能可靠實(shí)現(xiàn)閉鎖，此時(shí)操作斷路器，則對(duì)斷路器有很大的損害。總之要以消除寄生回路，完善和強(qiáng)化回路功能，簡(jiǎn)化二次回路為原則。

2 典型設(shè)計(jì)方案

下面以某750kV變電站SF6罐式斷路器閉鎖回路和壓力監(jiān)視回路為例進(jìn)行說明。

如圖1所示的閉鎖回路，SF6罐式斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)閉鎖回路能夠?qū)崿F(xiàn)SF6低氣壓閉鎖跳閘、低油壓閉鎖分閘功能。斷路器本體內(nèi)的SF6氣體密度降低至補(bǔ)氣氣壓時(shí)，密度繼電器的報(bào)警觸點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員對(duì)斷路器補(bǔ)充SF6氣體。若SF6氣體密度繼續(xù)降低至開關(guān)閉鎖氣壓時(shí)，密度繼電器的閉鎖觸點(diǎn)閉合，起動(dòng)SF6低氣壓閉鎖繼電器，切斷兩套分閘回路，斷路器不能進(jìn)行分閘操作。低油壓分閘閉鎖是指斷路器在合位，當(dāng)油壓降低時(shí)，行程開關(guān)（微動(dòng)開關(guān)）接點(diǎn)閉合，起動(dòng)低油壓閉鎖繼電器，分閘回路中的低油壓常閉接點(diǎn)打開，切斷兩套分閘回路，使斷路器不能完成分閘操作。

圖1 SF6罐式斷路器閉鎖回路

如圖2所示壓力監(jiān)視回路1，廠家A生產(chǎn)的斷路器保護(hù)裝置其分相操作箱的壓力監(jiān)視回路設(shè)計(jì)為壓力負(fù)控方式和壓力正控方式兩種，其負(fù)控方式壓力電源設(shè)計(jì)為帶有切換接點(diǎn)的供電方式，同時(shí)切換電源接點(diǎn)也有獨(dú)立的端子。壓力電源通過電源切換接點(diǎn)聯(lián)到兩組電源上，保證壓力回路電源由兩組跳閘電源之一提供，KM1有電時(shí)由KM1提供，KM1失電后自動(dòng)切換到KM2。

如圖3所示壓力監(jiān)視回路2，廠家B生產(chǎn)的斷路器保護(hù)裝置其操作箱壓力監(jiān)視回路設(shè)計(jì)與廠家A的稍有區(qū)別，廠家A的操作箱電源監(jiān)視回路共用一個(gè)電源指示燈，通過一對(duì)電源切換接點(diǎn)來選擇電源回路，而廠家B的操作箱電源監(jiān)視回路用兩個(gè)電源指示燈來分別指示兩組電源的使用情況，通過兩對(duì)接點(diǎn)來選擇控制電源，其壓力監(jiān)視回路也較廠家A的簡(jiǎn)單。

3 存在問題分析

對(duì)于目前的斷路器控制回路，它能夠完成斷路器的各種基本功能，但是根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司的相關(guān)反措規(guī)定和繼電保護(hù)人員多年現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)可知，這種控制回路存在不可靠性，下面進(jìn)行分析。

3.1 控制回路中存在的電源切換

圖3 壓力監(jiān)視回路2

如果KM1控制電源回路發(fā)生短路故障，切換接點(diǎn)將從KM1切換到KM2電源回路，如果故障是永久性的，則接點(diǎn)又與KM2回路斷開，從而導(dǎo)致壓力監(jiān)視回路電源失電，如果此時(shí)壓力降低或異常，則閉鎖回路不能可靠閉鎖斷路器分、合閘或重合閘操作。如圖2所示，4YJJ按正常不勵(lì)磁工作方式接線，而1YJJ、2YJJ、3YJJ正常時(shí)一直處于勵(lì)磁狀態(tài)，當(dāng)壓力降低時(shí)，繼電器線圈被短接，繼電器返回，但該回路仍然帶電，且電壓全部加在降壓電阻上，其功率增大，因此必須及時(shí)處理，防止電阻過熱，產(chǎn)生不良后果。

3.2 控制電源未與控制回路一一對(duì)應(yīng)

每一套控制電源對(duì)應(yīng)一套SF6低氣壓和一套低油壓閉鎖回路，對(duì)于有電源切換接點(diǎn)的控制回路，其兩組電源通過切換接點(diǎn)公用一套壓力閉鎖觸點(diǎn)，根據(jù)雙重化配置原則，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)低油壓閉鎖、SF6低氣壓閉鎖都要實(shí)現(xiàn)雙重化配置，以保證可靠性。

圖2 壓力監(jiān)視回路1

3.3 原密度繼電器不能提供足夠的接點(diǎn)

斷路器本體氣室通常采用指針式密度繼電器對(duì)SF6氣體壓力進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)本體壓力低時(shí)禁止分閘操作。其工作原理是：當(dāng)SF6氣室處于某壓力值時(shí)，如果因環(huán)境溫度變化引起了SF6氣體壓力的變化，則儀表內(nèi)的溫度補(bǔ)償元件將對(duì)變化量進(jìn)行補(bǔ)償，使儀表指示值不變；只有當(dāng)氣體泄露而造成壓力下降時(shí)，儀表的指示才發(fā)生變化。當(dāng)壓力降至報(bào)警值時(shí)，一對(duì)電接點(diǎn)接通，輸出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)壓力繼續(xù)下降，達(dá)到閉鎖值時(shí)，另一對(duì)電接點(diǎn)閉合輸出閉鎖信號(hào)。如圖4所示為密度繼電器接點(diǎn)。

圖4 密度繼電器接點(diǎn)

控制原理：當(dāng)SF6氣壓低于某一定值時(shí)，L1、C1接點(diǎn)接通，發(fā)出補(bǔ)氣報(bào)警信號(hào)；當(dāng)SF6氣壓繼續(xù)低至某一定值時(shí)，L2、C2接點(diǎn)接通，SF6低氣壓閉鎖輔助繼電器線圈帶電，其串在分閘回路中的常閉接點(diǎn)打開，切斷分閘回路，禁止斷路器分閘操作。由于要實(shí)現(xiàn)雙重化配置，第二套分閘閉鎖回路還需要一付SF6低氣壓閉鎖接點(diǎn)，而原來的密度繼電器不能提供足夠的接點(diǎn)。

4 改進(jìn)方案

通過分析控制回路存在的問題及不足，總結(jié)歸納出以下解決方法。

4.1 拆除電源切換回路

對(duì)于3.1中的問題，解決方法是將圖2所示的電源切換回路直接拆除，為了滿足雙重化配置要求應(yīng)采用兩套獨(dú)立的控制電源供電，這樣從設(shè)計(jì)上避免回路有任何電氣聯(lián)系，確保了供電可靠性。或是采用圖3所示的設(shè)計(jì)方案，因?yàn)樗膬蓚€(gè)切換接點(diǎn)分別有兩組電源的監(jiān)視繼電器提供，相互之間沒有必然的電氣聯(lián)系，另外其回路也相對(duì)簡(jiǎn)單可靠。

4.2 改進(jìn)回路，滿足雙重化配置

對(duì)于操作箱壓力降低禁止跳、合閘回路，為了保證可靠性和簡(jiǎn)化控制回路，應(yīng)將其拆除，而使用斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的接點(diǎn)。機(jī)構(gòu)內(nèi)有一套低油壓分閘閉鎖、一套油壓低合閘閉鎖、一套閉鎖重合閘的觸點(diǎn)，通過微動(dòng)開關(guān)來控制接點(diǎn)的閉合，從而達(dá)到閉鎖的目的。為了使分閘閉鎖滿足雙重化配置，可將閉鎖重合閘的觸點(diǎn)改為第二套分閘閉鎖，其閉鎖原理和第一套閉鎖回路一樣。對(duì)于壓力低閉鎖重合閘，應(yīng)該使用一對(duì)常開接點(diǎn)從機(jī)構(gòu)箱直接接至斷路器保護(hù)屏的閉鎖重合閘開入端子，當(dāng)有開入量時(shí)，裝置收到開入信號(hào)，重合閘裝置放電，不重合。由于控制電源為110V或220V正電源，而開入量為+24V弱電開入，所以須將110V或220V強(qiáng)電經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)換為+24V，然后接至相應(yīng)的開入端子。

4.3 更換密度繼電器

如圖5所示，每一套控制電源應(yīng)獨(dú)立對(duì)應(yīng)一套SF6低氣壓閉鎖和低油壓閉鎖回路。必須再增加一套SF6低氣壓閉鎖接點(diǎn)，即第二套低氣壓閉鎖，通過更換密度繼電器來實(shí)現(xiàn)，原來的密度繼電器只有兩付接點(diǎn)，即閉鎖和報(bào)警，更換后的密度繼電器又增加了一付接點(diǎn)用于第二套低氣壓閉鎖。將該接點(diǎn)接入壓力閉鎖回路，實(shí)現(xiàn)雙重化配置。

圖5 改進(jìn)后的閉鎖回路

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了目前750kV斷路器控制回路的現(xiàn)狀，提出了控制回路存在的問題并進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了改進(jìn)意見。按照改進(jìn)方法設(shè)計(jì)的控制回路，在未改變?cè)淼幕A(chǔ)上不僅強(qiáng)化了二次回路功能，而且大大提高了控制回路的可靠性，具有很大的推廣意義。

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