CZX12R1操作箱事故總回路誤啟動(dòng)原因分析

郝春赫,容春艷

(河北省滄州供電公司,河北 滄州 061001)

在電力二次系統(tǒng)中,事故總信號(hào)表示設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)生故障,造成斷路器事故跳閘,一般采用語言報(bào)警。事故信號(hào)的級(jí)別高于預(yù)告信號(hào),它只當(dāng)系統(tǒng)或變電站內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障引起斷路器跳閘時(shí)才動(dòng)作,運(yùn)行人員在變電站中正常操作和事故處理,不能啟動(dòng)事故總回路,以免與系統(tǒng)故障時(shí)信號(hào)變化狀態(tài)相混淆。

1 缺陷現(xiàn)象及分析

在某變電站,運(yùn)行人員進(jìn)行正常的手動(dòng)跳開某間隔斷路器操作時(shí),監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出事故告警音響。在現(xiàn)場(chǎng)檢查過程中,未發(fā)現(xiàn)外部二次回路誤接線、兩套保護(hù)裝置及測(cè)控裝置異常運(yùn)行的情況。該間隔配置兩套相互獨(dú)立的線路保護(hù),并配置南瑞繼保公司 RCS9705C測(cè)控裝置和CZX12R1操作箱。通過現(xiàn)場(chǎng)手合、手跳斷路器,檢查外部二次回路接線并量取電位可以確定,在手跳斷路器瞬間時(shí) CZX12R1操作箱的事故總信號(hào)(J935)呈高電位,誤發(fā)該信號(hào),啟動(dòng)后臺(tái)事故音響。在現(xiàn)場(chǎng)量取的操作箱上事故總接點(diǎn)的電位見表 1。

表1 手動(dòng)跳閘回路狀態(tài)

2 CZX12R1事故總回路構(gòu)成和誤啟動(dòng)分析

2.1 總回路誤啟動(dòng)過程及事故總信號(hào)回路構(gòu)成

如圖 1所示,一般情況下,操作箱的事故總回路是合后閉合繼電器 KKJ的開接點(diǎn)與三相斷路器位置繼電器的開接點(diǎn)串聯(lián)組成。在綜合自動(dòng)化變電站中,回路一端接入信號(hào)正電源(J701),另一端經(jīng)過外部二次回路接入測(cè)控裝置的遙信輸入端子中。當(dāng)回路導(dǎo)通時(shí),事故總信號(hào)從測(cè)控裝置經(jīng)站內(nèi)局域網(wǎng)傳至后臺(tái)監(jiān)控機(jī),啟動(dòng)事故音響。

正常運(yùn)行時(shí),通過手合操作使斷路器處于合閘狀態(tài),KKJ繼電器處于勵(lì)磁導(dǎo)通狀態(tài),事故總告警回路中KKJ開接點(diǎn)呈閉合狀態(tài),但是 TW Ja,TW Jb,TW Jc呈斷開狀態(tài),回路未導(dǎo)通。

在手跳操作時(shí),141回路既啟動(dòng)手跳繼電器 ST J,又啟動(dòng) KKJ的復(fù)歸線圈,使合后閉合繼電器去磁。在事故總回路中,斷路器跳開使 TW Ja,TWJb,TWJc的開接點(diǎn)閉合,但是同時(shí) KKJ開節(jié)點(diǎn)因合后閉合繼電器復(fù)歸而打開,回路仍然未導(dǎo)通。

圖1 二次回路圖

線路在正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障時(shí),保護(hù)裝置動(dòng)作,T J接點(diǎn)閉合,經(jīng)過出口壓板啟動(dòng)操作箱中 TXJ繼電器,再經(jīng)過斷路器輔助接點(diǎn)啟動(dòng)跳閘線圈,跳開故障相斷路器,在事故總回路中,TW Ja,TW Jb,TW Jc接點(diǎn)閉合。可以看出此過程中,KKJ繼電器并沒有被復(fù)歸,因此,事故總回路導(dǎo)通,經(jīng)過測(cè)控裝置至后臺(tái)監(jiān)控機(jī),發(fā)出事故音響。

2.2 手跳斷路器誤啟動(dòng) CZX12R1事故總信號(hào)回路過程

圖2 事故總回路圖

圖2所示是 CZX12R1事故總回路接點(diǎn)圖。

從圖中觀察到,與三相 TW J節(jié)點(diǎn)相串聯(lián)的開節(jié)點(diǎn)不是 KKJ繼電器的合后閉合點(diǎn),而是在 KKJ開節(jié)點(diǎn)重動(dòng)中間繼電器 1ZJ,1ZJ的開節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在事故總回路中。在重動(dòng)中間繼電器1ZJ旁邊,并聯(lián)一組電容 C2,稱為脈沖展寬電容。電容 C1和C2與電阻構(gòu)成手動(dòng)合閘脈沖展寬回路。即當(dāng)手動(dòng)合閘時(shí),電容充電。當(dāng)手合 KK接點(diǎn)返回后,電容器向 21SHJ,22SHJ,23SHJ和1ZJ放電使其繼續(xù)動(dòng)作一段時(shí)間,以保證當(dāng)手合或遠(yuǎn)方合到故障線路上時(shí)保護(hù)可加速跳閘。事故總回路導(dǎo)通時(shí),J935信號(hào)從操作箱 CZX12R1發(fā)出,經(jīng)過二次回路送入 RCS9705C開入模塊,再經(jīng)過站內(nèi)局域網(wǎng)傳送至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng),啟動(dòng)事故音響告警。

在手動(dòng)合閘或重合閘回路導(dǎo)通時(shí),合后閉合回路同時(shí)導(dǎo)通,KKJ第一組線圈勵(lì)磁且自保持。 KK合后閉合回路的 KKJ開接點(diǎn)閉合,重動(dòng)中間繼電器 1ZJ,使其線圈勵(lì)磁,同時(shí)給合閘脈沖展寬回路 C2充電(此時(shí) C1也充電)。然后,事故音響回路的1ZJ開接點(diǎn)閉合,但由于此時(shí)斷路器處于合閘狀態(tài),1TW Ja,1TWJb,1TW Jc開接點(diǎn)為斷開狀態(tài),所以事故總回路未導(dǎo)通。

手跳斷路器時(shí),KKJ第二組線圈導(dǎo)通,KKJ繼電器復(fù)歸,KK合后閉合回路中 KKJ開接點(diǎn)斷開,回路失去正電源。此時(shí) 1ZJ線圈失去正電源,但是與之并聯(lián)的電容 C2瞬時(shí)放電,使本應(yīng)該恢復(fù)為無勵(lì)磁狀態(tài) 1ZJ繼電器繼續(xù)保持勵(lì)磁狀態(tài),保持時(shí)間大于400 ms,因此事故總回路中 1ZJ開接點(diǎn)任然閉合。在短短的 400 ms內(nèi),斷路器已經(jīng)跳開,斷路器位置繼電器動(dòng)作,1TW Ja,1TWJb,1TWJc開接點(diǎn)閉合,而 1ZJ開節(jié)點(diǎn)在 KKJ復(fù)歸后,仍然保持閉合狀態(tài),因此事故總回路在 400 ms時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通,事故總信號(hào)通過 J935回路傳至測(cè)控裝置,啟動(dòng)后臺(tái)事故音響。

在 400 ms以后,電容 C2放電結(jié)束,中間繼電器 1ZJ復(fù)歸,其開接點(diǎn)斷開,事故總回路斷開。此時(shí)在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上復(fù)歸此告警信號(hào),事故音響停止[2]。

2.3 誤啟動(dòng)事故總信號(hào)回路的原因分析

從以上過程中看出,誤啟動(dòng)事故總信號(hào)的根本原因是脈沖展寬電容 C2的放電行為導(dǎo)致中間繼電器 1ZJ在正電源(J701)斷開后不能瞬時(shí)反應(yīng) KKJ的正確狀態(tài)。C2的放電使 1ZJ的保持勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)間在 400 ms左右,斷路器由合閘狀態(tài)變化為分閘狀態(tài)的時(shí)間小于400 ms,這樣事故總回路中 1ZJ開接點(diǎn)在未斷開情況下1TW Ja,1TW Jb,1TW Jc開接點(diǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài),導(dǎo)通事故總回路,啟動(dòng)了事故影響。

3 CZX12R1事故總回路改進(jìn)方案

3.1 仿照操作箱 CZX12R2二次回路改進(jìn) CZX12R1事故總回路

圖3 CZX12R2二次回路

圖3是 CZX12R2的 KKJ重動(dòng)中間繼電器 1ZJ回路,在脈沖展寬回路電容 C2處并聯(lián)手跳繼電器1STJ的常開節(jié)點(diǎn),在手跳斷路器時(shí),1ST J常開接點(diǎn)瞬時(shí)閉合,展寬電容 C2經(jīng)過 1ST J常開節(jié)點(diǎn)回路放電,1ZJ線圈恢復(fù)無勵(lì)磁狀態(tài),其常開節(jié)點(diǎn)斷開,使事故總回路仍然保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。但是,在原有CZX12R1的插件上實(shí)現(xiàn)電容 C2與 1ST J常開接點(diǎn)并聯(lián),在技術(shù)工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工上存在一定困難,特別是需要該間隔線路處于停電狀態(tài),降低了電網(wǎng)正常運(yùn)行的可靠性。若把 CZX12R1升級(jí)到 CZX12R2,則增加了設(shè)備維護(hù)技改成本,所以不宜采取此方案。

3.2 去除 CZX12R1重動(dòng)中間回路中脈沖展寬電容 C2

圖4為去掉電容 C2后 KKJ重動(dòng)中間繼電器 1ZJ回路圖。顯然,由于去掉合閘脈沖展寬回路,1ZJ隨著合后閉合繼電器 KKJ動(dòng)作而瞬動(dòng),不存在延時(shí)復(fù)歸情況,也就不會(huì)誤動(dòng)事故總回路。但是,線路保護(hù)需要合閘開入信號(hào)開放合閘加速保護(hù),并一直保持到加速保護(hù)退出,所以此脈沖展寬回路作用是,當(dāng)合閘 KK接點(diǎn)返回后,電容向 21SHJ,22SHJ,23SHJ和1ZJ放電使其保持勵(lì)磁動(dòng)作狀態(tài),保證在開放加速段保護(hù)過程中合閘開入信號(hào)始終存在,從而當(dāng)手合或遠(yuǎn)方合閘到故障線路上時(shí)后加速保護(hù)能可靠動(dòng)作。去除合閘脈沖展寬回路顯然降低了后加速保護(hù)動(dòng)作的可靠性,而且同樣需要線路處于停電狀態(tài),影響電網(wǎng)正常運(yùn)行,所以不宜采取。

圖4 改進(jìn)后的 CZX12R1二次回路

3.3 延時(shí)啟動(dòng)后臺(tái)事故音響

從事故總回路可知,就地監(jiān)控裝置從本間隔測(cè)控裝置上,通過變電站內(nèi)部局域網(wǎng)接收到事故總信號(hào),啟動(dòng)事故音響。因此可以通過測(cè)控裝置的軟件控制事故信號(hào)傳輸至局域網(wǎng)的時(shí)間。該間隔測(cè)控裝置型號(hào)為RCS9705C,其參數(shù)設(shè)置菜單下遙信參數(shù)設(shè)置界面可以設(shè)置遙信信號(hào)延時(shí)時(shí)間,即將啟動(dòng)事故音響延時(shí)時(shí)間設(shè)置 400 ms以上,以躲過電容 C2放電過程所需要的時(shí)間[3]。

此方案從軟件角度解決了電容 C2延時(shí)問題,不必更改 CZX12R1二次回路或更換硬件設(shè)備,節(jié)約了維護(hù)技改成本。特別重要的是,此方案實(shí)行不需要將該間隔線路停電,不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行方式。因此,這種方案為最佳方案。

4 結(jié)論

通過對(duì)三種方案分析比較,本文認(rèn)為在 RCS9705C裝置軟件上設(shè)置事故音響延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間以躲過電容的放電過程的處理方案,簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn),改造成本低而且不需要線路停電,為最佳解決方案。

[1]國(guó)家電力調(diào)度中心.國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.

[2]南京南瑞繼保電氣有限公司.CZX12R1型操作箱繼電器裝置技術(shù)說明書[Z].2006.

[3]南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS9700系列 C型測(cè)控裝置技術(shù)和使用說明書[Z].2006.