斷路器合閘線圈燒毀的原因分析與對(duì)策

胡 浩，侯慧軍

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 臨沂 276000)

斷路器合閘線圈燒毀的原因分析與對(duì)策

胡 浩，侯慧軍

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東 臨沂 276000)

結(jié)合某電站一起220kV斷路器拒合、合閘線圈燒毀的事故，找出了導(dǎo)致事故的原因，提出了幾種可行的解決方法并分析了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了最優(yōu)方法進(jìn)行了改造，取得了較好的實(shí)踐效果。

變電站；斷路器；合閘線圈

斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，無(wú)論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)(空載、帶負(fù)荷或短路故障等)，當(dāng)要求斷路器動(dòng)作時(shí)，它應(yīng)能迅速、可靠地動(dòng)作，及時(shí)將系統(tǒng)中的故障切除，以防止擴(kuò)大事故范圍以及對(duì)設(shè)備造成傷害。斷路器能否正確動(dòng)作，除了與機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能有關(guān)外，還與跳合閘線圈及相應(yīng)的跳合閘回路是否完好有著密切的關(guān)系。因此，保證跳合閘回路的完好十分重要。

1 事故原因分析

2013-04-16，500kV 沂 蒙 站 220kV 蒙 相 Ⅱ線更換線路保護(hù)設(shè)備。在接線工作完成后，對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試。在進(jìn)行斷路器合閘傳動(dòng)時(shí)，斷路器拒合，保護(hù)屏上的OP燈沒有指示?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，斷路器三相合閘線圈均燒毀。更換新的合閘線圈后重新進(jìn)行合閘，斷路器仍然拒合。

1.1 繼電器拒合的原因

檢查確認(rèn)合閘回路導(dǎo)通，故初步判斷是機(jī)械故障造成的斷路器拒合。進(jìn)一步檢查斷路器結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，合閘滾子和合閘掣子表面有凹凸現(xiàn)象，故判斷可能是由于合閘滾子和合閘掣子之間長(zhǎng)期的摩損導(dǎo)致二者脫離時(shí)的摩擦力增大，引起轉(zhuǎn)動(dòng)困難，造成合閘電磁鐵帶電保持而使斷路器拒合。

1.2 合閘線圈燒毀的原因

220kV蒙相Ⅱ線的保護(hù)裝置為南瑞繼保電氣有限公司的產(chǎn)品，型號(hào)為RCS-901A，操作箱型號(hào)為CZX-12R2；斷路器為杭州西門子有限公司的產(chǎn)品，型號(hào)為3AP1-F1，采用三相一體操作結(jié)構(gòu)。圖1為斷路器合閘關(guān)聯(lián)控制回路簡(jiǎn)化示意。當(dāng)手合、遙合或保護(hù)啟動(dòng)斷路器合閘時(shí)，接在第1組直流電源回路中的合閘繼電器1SHJ動(dòng)作，啟動(dòng)合閘回路。斷路器合閘控制回路如圖2所示(以A相為例)。圖2中，11YJJ為壓力降低閉鎖合閘接點(diǎn)，正常時(shí)閉合；DL為斷路器常閉輔助觸點(diǎn)，斷路器閉合時(shí)斷開；HQ為合閘線圈；1TBUJa、2TBUJa為防跳繼電器；SHJa為A相合閘回路自保持繼電器；12TBIJa、22TBIJa為啟動(dòng)防跳繼電器輔助接點(diǎn)。當(dāng)合閘滾子和合閘掣子脫離時(shí)的摩擦力增大而引起轉(zhuǎn)動(dòng)困難時(shí)，會(huì)造成斷路器不能合閘，DL常閉接點(diǎn)不能斷開，使合閘回路一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，造成合閘線圈HQ長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀。

圖1 合閘關(guān)聯(lián)控制回路示意

2 采取的對(duì)策分析

在原有的斷路器合閘控制回路下，當(dāng)輔助接點(diǎn)ZHJ或輔助接點(diǎn)1SHJ早于DL輔助接點(diǎn)斷開時(shí)，輔助接點(diǎn)ZHJ、1SHJ可能燒毀，所以需要保持到合閘回路導(dǎo)通直至斷路器合上、DL接點(diǎn)斷開為止。因此，合閘回路通過SHJa來(lái)實(shí)現(xiàn)合閘過程中的自保持，以防止ZHJ、1SHJ輔助接點(diǎn)早于斷路器輔助接點(diǎn)DL斷開。為了防止因斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒壞合閘線圈的事故再次發(fā)生，可以通過以下幾種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖2 A相合閘控制回路

2.1 利用原始的合閘回路

當(dāng)斷路器拒合時(shí)，應(yīng)以最快的速度切除直流控制電源，以防止燒毀合閘線圈。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是在做傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，需要有專門的人員配合，若配合人員的反應(yīng)稍慢或操作不及時(shí)，合閘線圈就可能被燒毀。

2.2 利用斷路器本體的防跳回路

斷路器本體的防跳回路如圖3所示，其中S8為遠(yuǎn)方/就地切換把手，S9為就地合閘按鈕，DL為斷路器輔助接點(diǎn)，Y1為斷路器合閘線圈，K10為斷路器總閉鎖接點(diǎn)，K75為防跳繼電器。在合閘回路中通過防跳繼電器K75實(shí)現(xiàn)防跳功能，而合閘回路本身不帶自保持功能，以避免因斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒壞合閘線圈。

這種方法也存在一定缺陷：當(dāng)斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良時(shí)，缺乏一個(gè)相應(yīng)的反饋回路，不利于迅速處理故障；其次，若操作人員誤長(zhǎng)按手合按鈕，則可能導(dǎo)致合閘線圈燒毀。此外，若重合閘裝置的動(dòng)作返回時(shí)間早于斷路器輔助接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間，也可能造成ZHJ或1SHJ輔助接點(diǎn)被電弧燒壞。

2.3 利用斷路器合閘回路延時(shí)

為防止斷路器操作中斷路器拒合或燒毀線圈，對(duì)斷路器原合閘回路進(jìn)行改進(jìn)(見圖4)，從而可以在斷路器發(fā)出合閘脈沖之后延時(shí)跳開合閘回路。在原合閘回路中增加合閘時(shí)間繼電器T1，一般情況下由于合閘接點(diǎn)閉合到斷路器輔助接點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間不超過0.2s，所以取 T1為0.3s。從保持繼電器1SHJ接點(diǎn)閉合啟動(dòng)時(shí)間繼電器T1時(shí)開始計(jì)時(shí)，若合閘回路自保持超過0.3s，T1動(dòng)作，分開合閘保持回路，從而避免合閘線圈燒毀。同時(shí)，電壓繼電器XTVJ動(dòng)作，發(fā)出斷路器失靈或斷路器輔助接點(diǎn)告警信號(hào)。信號(hào)回路具有自保持功能，能通過按鈕SB復(fù)歸。

圖3 斷路器本體的防跳回路

這種改進(jìn)方法，可以有效解決因斷路器拒合或斷路器輔助接點(diǎn)接觸不良而燒毀合閘線圈的問題。由于串接在合閘回路中的是時(shí)間繼電器的常閉接點(diǎn)，即使時(shí)間繼電器壞掉，也不影響合閘回路的操作，同時(shí)還可對(duì)斷路器的機(jī)械性能和輔助接點(diǎn)的接觸良好性起到監(jiān)視作用。但應(yīng)該引起注意的是，時(shí)間繼電器的選擇要適當(dāng)，以防止斷開保持回路時(shí)燒毀自身接點(diǎn)。

圖4 改進(jìn)后的A相合閘回路

3 實(shí)踐效果

綜上所述，利用合閘回路延時(shí)的方法是解決合閘線圈燒毀的最好辦法。按照此方法對(duì)原斷路器合閘回路進(jìn)行改造后，在進(jìn)行的50次斷路器驗(yàn)證性傳動(dòng)試驗(yàn)過程中，斷路器的跳、合閘回路能夠完全正確動(dòng)作，證明對(duì)合閘回路的改造是正確可行的。由于跳合閘回路原理基本相同，因此可以采用同樣的辦法來(lái)防止斷路器跳閘線圈燒毀。

隨后，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存有類似缺陷的斷路器合閘回路進(jìn)行全面改造。改造后的斷路器在實(shí)際運(yùn)行和檢修調(diào)試中沒有再出現(xiàn)合閘線圈燒毀的情況，消除了設(shè)備運(yùn)行中的隱患，確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1高立克．220kV斷路器防跳回路中出現(xiàn)的問題及處理[J].廣西電力，2006(5)．

2吳勇，夏慧恒，金滇黔，等．一起220kV斷路器跳閘線圈燒毀故障的建議與分析[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009(20)．

3陳景慧．發(fā)電廠及變電站二次接線[M]．北京：水利電力出版社，1992．

2013-11-07。

胡浩(1984-)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與控制工作，email：410162932@qq.com。

侯慧軍(1985-)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與控制工作。